2021年6月15—16日一次大到暴雨天氣過程分析

劉 存，賀永平

玉樹州氣象臺(tái)，青海玉樹 815099

1 天氣實(shí)況

2021年6月15 日18:00至夜間黃南南部、海南南部、果洛北部一線出現(xiàn)大到暴雨天氣（圖1），15日08:00至16日08:00共有16個(gè)站點(diǎn)達(dá)到大雨量級(jí)，1個(gè)站點(diǎn)達(dá)到暴雨量級(jí)，降水中心出現(xiàn)在班瑪縣吉卡鄉(xiāng)（53.9 mm）。此次降水過程是以短強(qiáng)為主的對(duì)流性降水，并伴有雷暴、冰雹等強(qiáng)對(duì)流天氣。

圖1 2021年6月15日08:00至16日08:00青海省降水實(shí)況圖

2 成因分析

2.1 尺度環(huán)流背景及影響系統(tǒng)

2021年6月15 日08:00時(shí)高空形勢，500 hPa青海省東南部處于副高外圍西南氣流中，且副高增強(qiáng)、西伸北抬；青海上游地區(qū)有西風(fēng)帶短波槽過境，影響青海地區(qū)；高原槽略有東移并加強(qiáng)（圖2a）。副熱帶高壓、西風(fēng)帶系統(tǒng)和高原系統(tǒng)均在青海東南部地區(qū)匯聚。200 hPa青海省處于南壓高壓控制中，相應(yīng)在地面有暖低壓中心存在，在青海省南部地區(qū)高空風(fēng)速較小，不利于系統(tǒng)快速移動(dòng)，因此系統(tǒng)在青海東南地區(qū)維持時(shí)間較長（圖2b）[1]。

圖2 2021年6月15日08:00 500 hPa（a）、200 hPa（b）高空形勢場

2.2 地面形勢分析

從地面資料分析，此次降水受鋒面抬升觸發(fā)（圖3a）。6月15日08:00，在高空西風(fēng)槽的引導(dǎo)下，地面冷空氣向南爆發(fā)，西路冷空氣前沿地面冷鋒已東移至青海省海西東部地區(qū)，東路冷空氣沿河西走廊南下，冷鋒和冷空氣的南下為此次過程提供了動(dòng)力條件和對(duì)流觸發(fā)條件[2]。

從6月15日14:00的 地 面 圖 分析，果洛南部地區(qū)存在明顯的暖低壓，14:00，果洛、海南南部、黃南南部地區(qū)溫度較高，果洛中部有輻合線存在，觸發(fā)了不穩(wěn)定能量的釋放（圖3b）。

圖3 2021年6月15日至16日地面冷鋒路徑（a）、15日14:00地面填圖（b）

3 診斷分析

3.1 水汽條件

從2021年6月15日17:00地面比濕可以看出，青海東南部地區(qū)的比濕較 大，為10~12 g/kg（圖4）；分 析600 hPa水汽通量散度，水汽輻合中心與降水中心較為吻合，為該地區(qū)的降水產(chǎn)生和維持提供了充足的水汽供應(yīng)。

圖4 2021年6月15日17:00地面填圖比濕

3.2 動(dòng)力條件

從6月15日20:00散度場可以看到，500 hPa散度場青海南部地區(qū)為輻合區(qū)，在果洛北部、海南南部地區(qū)有一個(gè)輻合中心（圖5a）。高層100 hPa青海南部地區(qū)處于輻散區(qū)，在果洛北部、海南南部、黃南南部地區(qū)為一個(gè)明顯的輻散中心，這種低層輻合，高層輻散，為降水量強(qiáng)提供了很好的動(dòng)力條件。

根據(jù)15日20:00垂直速度場，500 hPa上青海南部地區(qū)處在垂直運(yùn)動(dòng)上升區(qū)，在果洛、海南南部一線有明顯的垂直上升運(yùn)動(dòng)的大值區(qū)（圖5b）。200 hPa上在青海南部地區(qū)上升運(yùn)動(dòng)較為明顯，黃南南部有明顯的垂直上升運(yùn)動(dòng)的大值區(qū)。由此可見，從底層到高層，果洛、海南南部、黃南南部一線地區(qū)強(qiáng)烈的上升運(yùn)動(dòng)將底層的水汽輸送到高層，成為該地區(qū)的強(qiáng)降水的有利條件。

圖5 2021年6月15日20:00散度場（a）、垂直速度場（b）

3.3 不穩(wěn)定條件

15日達(dá)日站08:00的探空資料分析，整層濕層深厚，有利于短時(shí)強(qiáng)降水的發(fā)生，低層為偏東風(fēng)，高層偏西風(fēng)，0~6 km垂直風(fēng)切變大（圖6）。

圖6 魯中山區(qū)強(qiáng)對(duì)流天氣月變化

4 紅外云圖

由于副高584線略微西伸北抬，地面淺薄的冷空氣與584線外圍暖濕氣流相遇后激發(fā)對(duì)流天氣，對(duì)流云團(tuán)隨著中層的副高584線北側(cè)環(huán)流自西向東緩慢移動(dòng)并擴(kuò)大，6月15日14:00，果洛北部地區(qū)有對(duì)流云團(tuán)生成，并在副高暖濕氣流外側(cè)發(fā)展、加強(qiáng)（圖7a），18:00，玉樹北部、果洛、海南、黃南上空對(duì)流云團(tuán)發(fā)展旺盛（圖7b）；17:00~22:00，玉樹北部、果洛、海南、黃南上空云團(tuán)維持并發(fā)展、加強(qiáng)，22:00，玉樹北部地區(qū)的對(duì)流云團(tuán)逐漸東移，并與果洛上空的對(duì)流云系合并為一個(gè)較大的中尺度云團(tuán)，降水持續(xù)（圖7c）。從風(fēng)4紅外云圖中發(fā)生降水的區(qū)域和云頂TBB分析可以得到，較強(qiáng)的降水區(qū)域出現(xiàn)在云團(tuán)移動(dòng)方向前側(cè)的TBB梯度最大區(qū)域，云圖對(duì)此次降水過程的云系發(fā)展和維持有較好的監(jiān)測。

圖7 2021年6月15日14:00（a）、18:00（b）、22:00（c）紅外云圖

5 自動(dòng)站氣象要素

選取班瑪縣吉卡鄉(xiāng)（小時(shí)雨強(qiáng)為46.5 mm）為代表站，分析降水開始前每小時(shí)自動(dòng)氣象要素資料得出（圖8），班瑪縣吉卡鄉(xiāng)代表站在15日強(qiáng)降雨發(fā)生前14:00~20:00的溫、壓、濕變化趨勢為：氣溫逐漸增加，到16:00達(dá)到最高值25.7℃，16:00以后氣溫逐漸下降。在短時(shí)強(qiáng)降水發(fā)生前1 h，也就是19:00，所有氣象要素均有明顯變化，氣溫1 h內(nèi)下降了2.9℃，露點(diǎn)溫度下降了0.7℃，氣壓上升了3.4 hPa；19:00~20:00短時(shí)強(qiáng)降水發(fā)生，氣溫下降了11.9℃，氣壓猛升了9.1 hPa，露點(diǎn)溫度基本不變。由此次單站要素反應(yīng)，冷空氣從17:00開始入侵，而強(qiáng)降水就是在冷暖空氣交匯時(shí)段19:00~20:00發(fā)生。在此次短時(shí)強(qiáng)降水發(fā)生前1 h的氣溫明顯下降、氣壓上升，這些氣象要素變化預(yù)示著強(qiáng)對(duì)流天氣的發(fā)生。

圖8 班瑪縣吉卡鄉(xiāng)地面三線圖

6 模式檢驗(yàn)

對(duì)6月15日08:00至16日08:00 24 h降水的預(yù)報(bào)，對(duì)比分析GRAPES-3KM模式和北京9KM模式得出，GRAPES-3KM模式對(duì)中到大量級(jí)降水預(yù)報(bào)較好，北京9KM模式與實(shí)況相比偏差較大。其中，GRAPES-3KM模式隨預(yù)報(bào)時(shí)次的臨近調(diào)整較為明顯，降水的落區(qū)和量級(jí)均有增大，此外，GRAPES-3KM模式和北京9KM模式對(duì)班瑪?shù)貐^(qū)局地的中到暴雨均有漏報(bào)。

綜合來看，GRAPES-3KM模式對(duì)此次過程預(yù)報(bào)與實(shí)況更為接近，對(duì)大降水量級(jí)的把握更好，但兩家模式對(duì)大降水的落區(qū)預(yù)報(bào)稍有偏北。

7 結(jié)論

（1）此次過程為一次全省大范圍的降水，青海中南部地區(qū)降水量級(jí)較大，最大降水中心在班瑪縣吉卡鄉(xiāng)（53.9 mm）。

（2）此次過程主要受南亞高壓及副高外圍西南氣流影響，副高增強(qiáng)，青海上游地區(qū)有西風(fēng)帶短波槽過境，西風(fēng)帶系統(tǒng)和高原系統(tǒng)均在青海東南部地區(qū)匯聚，果洛南部有地面輻合線。

（3）從紅外云圖來看，對(duì)流云團(tuán)在果洛、海南、黃南、玉樹北部地區(qū)發(fā)展持續(xù)時(shí)間較長。從自動(dòng)站氣象要素分析來看，在短時(shí)強(qiáng)降水發(fā)生前1 h，所有氣象要素均有明顯的變化。

（4）根據(jù)中尺度模式預(yù)報(bào)，GRAPES -3KM模式對(duì)此次過程預(yù)報(bào)與實(shí)況更為接近，對(duì)大降水量級(jí)的把握更好，但兩家模式對(duì)大降水的落區(qū)預(yù)報(bào)稍有偏北。