2021年6月12日區(qū)域性強降雨過程分析

賀永平

玉樹州氣象臺，青海玉樹 815099

1 天氣實況

2021年6月12日08:00~13日08:00，受孟加拉灣風暴和貝湖附近下滑短波槽影響，玉樹地區(qū)出現(xiàn)小到中雨天氣過程（圖1）。12日午后開始至夜間，玉樹地區(qū)出現(xiàn)一次強對流天氣過程，強降水主要集中在12日18:25~19:00共35 min的時間中，最大降水量出現(xiàn)在囊謙縣，小時降水量達19.6 mm，5 min最大降水量達10 mm，過程累計雨量20.2 mm；強降雨期間伴有冰雹天氣，冰雹直徑5 mm。此次強對流天氣過程范圍小，強度強，持續(xù)時間短，并伴有雷暴冰雹天氣，具有明顯的強對流天氣特征[1]。

圖1 2021年6月12日08:00~13日08:00玉樹州降水實況圖

2 影響系統(tǒng)及診斷分析

2.1 天氣尺度系統(tǒng)及相互作用

從 2021年6月12日08:00 500 hPa形勢場上（圖2）中高緯度為“西高東低”的環(huán)流形勢，青海省北部處在高空冷渦后部西北氣流控制下，有強冷平流，隨著高空冷渦東移，不斷下滑冷空氣，并生成短波槽東移影響我省北部，南部受584線外圍暖濕氣流影響，玉樹本站溫度露點差為2℃，水汽充足。08:00，過程前期玉樹地區(qū)東部有一短波槽發(fā)展，上游沱沱河站位西北風，玉樹本站為西南風，584線外圍西南氣流楔入渦后西北氣流與在玉樹地區(qū)有明顯交匯，導致靜力不穩(wěn)定加劇。2021年6月12日08:00 700 hPa形勢場上（圖略），我省北部受蒙古槽東移影響，南部受西南氣流影響，從溫度場來看，南北均有一12℃暖中心存在。08:00 200 hPa形勢場上（圖略），青海上空有一高空急流，急流最大風速達到30 m/s。總體而言，此次玉樹地區(qū)強對流天氣過程，是受584線外圍西南氣流與高空渦后部東移下滑的西北氣流與在玉樹地區(qū)交匯，充沛的水汽和強的不穩(wěn)定是此次過程的有利形勢[2]。

圖2 2021年6月12日08:00 500 hPa高空形勢場

2.2 地面影響系統(tǒng)分析

2021年6月12日14:00地面圖上，從風場來看，玉樹地區(qū)已有地面輻合線形成，位于玉樹市、囊謙一線，至17:00（圖3），玉樹北部治多、曲麻萊、稱多一線有地面輻合線生成，同時位于玉樹市、囊謙一線輻合線南壓至囊謙，地面輻合線的長期維持為此次強降雨過程提供了抬升觸發(fā)機制[3]。囊謙本站降水前期風向由西南風轉為東南風，風速2 m/s。從24 h變壓來看，降水前期玉樹南部為正變壓控制，囊謙本站最大變壓達到8 hPa。強降雨發(fā)生在18:00~19:00，而在過程前1 h（16:00~17:00）囊謙本站24 h變壓有減弱趨勢。24 h變溫來看，降水前期玉樹南部為負變溫控制。

圖3 2021年6月12日17:00地面填圖

2.3 物理條件分析

12日08:00玉樹探空圖分析（圖4a、b），此次強降雨過程玉樹探空曲線隨高度略呈喇叭形，200~400 hPa為干層，400~600 hPa為濕層，300 hPa以下為西南風，以上偏西風，高低空風向垂直切變明顯，說明高層上空存在干冷空氣，“上干下濕”的濕度層結可以使對流不穩(wěn)定度增強，造成有利于強對流發(fā)生發(fā)展的環(huán)境。

圖4 2021年6月12日08:00（a）和20:00（b）玉樹站T-logP圖

2.3.1 層結穩(wěn)定度分析熱力不穩(wěn)定分析，12日08:00玉樹站探空特征值可以看出（表1），訂正后的CAPE達到1 809.8 J/kg，也有一定的DCAPE存在，這2項指標都預示著在強降水發(fā)生前期玉樹上空大氣存在強的熱力不穩(wěn)定，中層干冷空氣侵入觸發(fā)不穩(wěn)定能量釋放[4]。

表1 2021年6月12日08:00玉樹探空站物理特征值

動力不穩(wěn)定分析，12日08:00 500 hPa玉樹為西南風，風速為12 m/s，玉樹站0~6 km垂直風切變?yōu)?2 m/s，低空的垂直風切變也是強對流發(fā)展和維持的重要條件，由于垂直切變的存在，使得對流云體發(fā)生明顯傾斜，不僅有利于暖濕氣流從云體前部不斷流入對流云，維持對流云發(fā)展所需要的熱力不穩(wěn)定能量和水物質的供應，而且形成對流云后部的下沉氣流發(fā)生傾斜，避免了對流過程中的下沉氣流對云中上升氣流的抑制作用，使得對流得以較長時間的維持和發(fā)展[5]。

2.3.2 0℃層和-20℃層高度此次降雹過程0℃層高度在5 337 m左右，-20℃層高度在8 527.3 m左右，達到了成雹的適合環(huán)境溫度。

2.4 地形

從12日午后的地形配合風場分析，16:00（圖5a）囊謙為西南風，風速為2 m/s，17:00（圖5b），囊 謙 由 西 南風轉為東南風，風速2 m/s，到了18:00（圖5c），囊謙地面上存在一個西南風和東南風的輻合出現(xiàn)，西南風在降水發(fā)生前期，處于東南風中，風速較?。? m/s），并配合囊謙峽谷地帶的特殊地形，地形的輻合抬升作用也有利于西南風的加強，對此處的降水有明顯的增幅作用。

圖5 2021年6月12日16:00（a）、17:00（b）、18:00（c）玉樹地形+地面風場

2.5 衛(wèi)星云圖

紅外云圖（圖6a），從14:00開始在西藏有熱對流云團生成，并不斷東移北上，影響玉樹南部。至18:00在囊謙地區(qū)對流云體范圍明顯發(fā)展擴大，高度更高，同時云中心TBB也迅速降低，最低云頂亮溫達到205 k，強降水開始時，囊謙地區(qū)位于對流云團邊緣梯度大值區(qū)中，至19:00降水結束，云系逐漸東移減弱。

可見光云圖（圖6b），從午后開始，對流云系不斷發(fā)展擴大，云體中心有明顯上沖云頂存在，強將誰發(fā)生時，囊謙地區(qū)正位于對流云團上沖云頂區(qū)域。

水汽圖（圖6c），受副高外圍強盛西南暖濕氣流影響，形成了一個水汽通道，有利于孟加拉灣暖濕氣流沿著副高外圍源源不斷地輸送水汽至玉樹地區(qū)。

圖6 2021年6月12日紅外（a）、可見光（b）、水汽（c）云圖

從18:00閃電定位看，強降水時段囊謙地區(qū)出現(xiàn)大量負閃，也是強降水發(fā)生的一個體現(xiàn)。

圖7 2021年6月12日18:00閃電定位

3 結論

分析表明：此次玉樹地區(qū)強降水天氣的觸發(fā)機制是高空冷渦后部的西北氣流和584線外圍西南暖濕氣流的共同影響的結果，584線外圍西南氣流楔入渦后西北氣流與在玉樹地區(qū)有明顯交匯，充沛的水汽和強的不穩(wěn)定是此次過程的有利形勢，從而造成此次區(qū)域性強降雨過程。

（1）充沛的水汽條件是造成此次強降水過程的必要條件。受584線外圍暖濕氣流影響，玉樹本站溫度露點差為2℃，水汽充足。

（2）玉樹地區(qū)存在強的不穩(wěn)定層結，為此次對流天氣提供了有利的不穩(wěn)定條件。此次強降雨過程玉樹探空曲線隨高度略呈喇叭形，“上干下濕”的濕度層結可以使對流不穩(wěn)定度增強，造成有利于強對流發(fā)生發(fā)展的環(huán)境。

（3）囊謙特殊地形及地面輻合線為此次強降雨過程提供了抬升觸發(fā)機制。強降雨前期，玉樹市、囊謙一線地面存在輻合線，且逐漸南壓至囊謙，地面輻合線的長期維持。囊謙位于峽谷地帶，特殊地形下，地形的輻合抬升作用也有利于西南風的加強，對降水有明顯的增幅作用。