藏東地區(qū)一次極端持續(xù)性強(qiáng)降水水汽輸送特征

摘 要：利用常規(guī)氣象觀測(cè)資料、NCEP提供的GDAS數(shù)據(jù)，分析了2022年初夏西藏自治區(qū)昌都市一次極端持續(xù)強(qiáng)降水的成因，并利用HYSPLIY軌跡模式，分階段探討了此次極端強(qiáng)降水的水汽輸送特征。結(jié)果表明：2個(gè)不同降水階段的水汽路徑不同，經(jīng)聚類后路徑有偏南和偏西。偏南路徑的水汽主要來(lái)源于阿海，且第一階段的水汽源頭可追溯至北印度洋，是北印度洋越赤道氣流的輸送。偏西路徑的第一階段水汽主要源于30°N的亞歐地區(qū)，最遠(yuǎn)可以追溯至地中海、紅海；第二階段沿38°N新疆路徑，水汽主要源于中亞的巴爾喀什湖，這與500 hPa北部小高壓外圍的偏北冷空氣有關(guān)。

關(guān)鍵詞：藏東地區(qū)；極端強(qiáng)降水；水汽輸送

中圖分類號(hào)：P44 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B 文章編號(hào)：2095–3305（2024）12–0-03

藏東地區(qū)地形復(fù)雜，各地年降水量差異較大，夏季強(qiáng)降水是藏東昌都市主要的災(zāi)害性天氣， 水汽是產(chǎn)生降水的主要條件，因此分析水汽輸送情況對(duì)強(qiáng)降水成因的研究具有至關(guān)重要的作用，當(dāng)前已有很多的學(xué)者研究了暴雨、暴雪的水汽情況[1-3]。大多研究指出我國(guó)夏季強(qiáng)降水的水汽主要來(lái)自孟加拉灣、南海、西北太平洋，夏季季風(fēng)在其中扮演了重要的角色[4-6]。

為了進(jìn)一步提升昌都市汛期強(qiáng)降水的預(yù)報(bào)質(zhì)量和準(zhǔn)確率，在分析影響系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，利用HYSPLIT模式追蹤2022年5月16日20：00—21日20：00昌都市水汽輸送軌跡。這既是做好強(qiáng)降水預(yù)報(bào)服務(wù)工作的基礎(chǔ)，也是提高昌都市防災(zāi)減災(zāi)氣象應(yīng)對(duì)能力的重要因素之一[7]。

1 強(qiáng)降水天氣特征

由圖1可知，研究時(shí)段內(nèi)昌都市降水呈北多南少、累計(jì)雨量大的特點(diǎn)。2022年5月16日夜間至21日強(qiáng)降水主要集中在北部G317沿線的江達(dá)縣、卡若區(qū)、類烏齊縣、丁青縣及邊壩縣，全市各鄉(xiāng)鎮(zhèn)累計(jì)降水量在0.1～97.4 mm，共有115個(gè)站出現(xiàn)降水，其中有42個(gè)站累計(jì)雨量達(dá)50 mm以上，累計(jì)最大降水量出現(xiàn)在丁青縣覺(jué)恩鄉(xiāng)為94 mm，次累計(jì)最大降水量出現(xiàn)在類烏齊縣為86 mm。累計(jì)降水量較常年同期值相比，邊壩縣、貢覺(jué)縣、卡若區(qū)、類烏齊縣、江達(dá)縣、丁青縣呈特多100%～300%；洛隆縣、察雅縣偏多30%～90%。此次降水是近10年以來(lái)昌都北部較為極端的一次降水天氣過(guò)程。

此次過(guò)程持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)，從5月16日夜間開(kāi)始至21日結(jié)束，持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)達(dá)5 d。其中，丁青縣覺(jué)恩鄉(xiāng)、類烏齊長(zhǎng)毛嶺鄉(xiāng)、江達(dá)縣出現(xiàn)連續(xù)3 d中雨和2 d大雨；類烏齊縣、邊壩縣金嶺鄉(xiāng)、丁青縣桑多鄉(xiāng)、丁青縣城、江達(dá)縣娘西鄉(xiāng)、江達(dá)縣波羅鄉(xiāng)等地出現(xiàn)連續(xù)4 d的中雨；類烏齊縣伊日鄉(xiāng)、卡若區(qū)芒達(dá)鄉(xiāng)、卡若區(qū)尚卡鄉(xiāng)、邊壩縣加貢鄉(xiāng)、類烏齊縣尚卡鄉(xiāng)等地出現(xiàn)連續(xù)3 d的中雨。此次過(guò)程中，日最大降水出現(xiàn)在邊壩縣加貢鄉(xiāng)為

45 mm，次日最大降水出現(xiàn)在類烏齊縣為41.2 mm，均突破建站以來(lái)的降水極值。

圖1" 2022年5月16日20：00—21日20：00昌都市過(guò)程累計(jì)降水量

根據(jù)造成此次持續(xù)性強(qiáng)降水影響系統(tǒng)，該過(guò)程分為2個(gè)階段，第一階段是5月16日20：00—18日20：00，

強(qiáng)降水主要集中在17日夜間，主要分布在昌都西北部的邊壩縣、丁青縣、類烏齊縣，最大降水中心在邊壩縣加貢鄉(xiāng)為45 mm；第2個(gè)階段為5月19—21日，強(qiáng)降水主要集中在19日夜間，最大降水出現(xiàn)在丁青縣覺(jué)恩鄉(xiāng)，

為29.1 mm。

2 水汽輸送特征

昌都市強(qiáng)降水過(guò)程中，500 hPa形勢(shì)有高原切變線、高原低渦、高原槽3種主要環(huán)流型勢(shì)。而產(chǎn)生強(qiáng)降水的大氣環(huán)流形勢(shì)以高原切變線為主，此次2022年5月昌都市強(qiáng)降水的影響系統(tǒng)也是高原切變線[8]。

為了深入研究此次強(qiáng)降水的水汽特征，選取卡若區(qū)為水汽模擬起始點(diǎn)，有研究表明大氣中水汽輸送量最大的位置距地約2 km[9]。由于昌都市北部海拔大多在4 000 m以上，因此選取模擬層次分別為500、450、400 hPa，利用NOAA中心的GDAS資料和HYSPLIY模式進(jìn)行后向軌跡研究，發(fā)現(xiàn)48、120、240 h的水汽后向軌跡基本一致。在此，將240 h水汽輸送軌跡代表此次強(qiáng)降水過(guò)程的水汽來(lái)源。

2.1 水汽輸送軌跡

第一階段（5月16日20：00—18日20：00）水汽輸送模擬軌跡見(jiàn)圖2a、圖3a，經(jīng)過(guò)聚類共有40條軌跡進(jìn)行分型后得出水汽輸送軌跡。

水汽來(lái)源主要有2條水汽路徑：一條是阿海—印度半島—孟加拉國(guó)路徑（路徑A，水汽貢獻(xiàn)率為80%），水汽主要源于阿海（其次是孟加拉灣），其源頭追溯至北印度洋，是北印度洋越赤道氣流的輸送，水汽經(jīng)由阿海到印度半島后，其中一部分進(jìn)入孟加拉灣北部，再自高原南部向藏東昌都北部強(qiáng)降水區(qū)輸送；另一條主要是地中?！髂蟻啞鞑芈窂剑窂紹，水汽貢獻(xiàn)率為20%），水汽主要源于30°N的亞歐地區(qū)，最遠(yuǎn)可以追溯至地中海、紅海，水汽經(jīng)由南亞沙特地區(qū)、南亞的伊朗和印度北部，至西藏向藏東北部昌都強(qiáng)降水區(qū)輸送。

第二階段（5月19—21日）水汽輸送模擬軌跡見(jiàn)圖2b、圖3b，經(jīng)過(guò)聚類分型后得出水汽輸送軌跡。該階段的水汽來(lái)源主要有2條路徑，即北部和南路：南路（路徑C，水汽貢獻(xiàn)率為86%）與第一階段的相似，也是阿海—印度半島—孟加拉國(guó)路徑，水汽主要來(lái)源于阿海；北路（路徑D，水汽貢獻(xiàn)率為14%）是較第一階段偏差較大，主要是沿38°N新疆路徑，水汽主要來(lái)源于中亞的巴爾喀什湖、部分來(lái)源于北部新西伯利亞，水汽從西北方向北輸送至強(qiáng)降水區(qū)，這與500 hPa北部小高壓外圍的偏北冷空氣有關(guān)。對(duì)比2個(gè)階段的降水向前追蹤240 h的水汽輸送軌跡，發(fā)現(xiàn)2個(gè)階段的水汽軌跡以偏南方向的水汽輸送為主（水汽貢獻(xiàn)率均在80%以上）。

2.2 水汽路徑的氣壓追蹤情況

從第一階段水汽路徑的氣壓追蹤情況看，路徑A的水汽開(kāi)始時(shí)位于880 hPa，到前3 d（72～240 h）氣團(tuán)變化幅度很小，強(qiáng)降水發(fā)生前3 d（約60 h），進(jìn)入高原后受地形影響而有所抬升，氣團(tuán)上升至強(qiáng)降水區(qū)500 hPa。

路徑B的水汽開(kāi)始時(shí)位于近600 hPa，變化幅度較路徑A明顯，這與氣團(tuán)所經(jīng)過(guò)的地形海拔有關(guān)，在水汽路徑聚類分型中可以看出路徑B經(jīng)地中海—西南亞—西藏等地，水汽輸送至強(qiáng)降水區(qū)400 hPa。這也表明了路徑A的氣團(tuán)由于來(lái)自低緯度熱帶印度洋，其水汽開(kāi)始位置氣壓較路徑B的高（圖4）。

從第二階段水汽路徑的氣壓追蹤情況看，路徑C的水汽開(kāi)始位于900 hPa，變化幅度與第一階段路徑A類似，也是在進(jìn)入高原后受地形影響而有所抬升，氣團(tuán)上升至500 hPa后進(jìn)入強(qiáng)降水區(qū)。路徑D的水汽開(kāi)始位在650 hPa，但是相比于第一階段的路徑B，其氣團(tuán)在向前的第6天（144 h）起開(kāi)始抬升，上升至400 hPa后進(jìn)入強(qiáng)降水區(qū)（圖4）。

3 結(jié)論與討論

（1）此次強(qiáng)降水過(guò)程歷經(jīng)5 d，短時(shí)強(qiáng)度強(qiáng)、日雨勢(shì)大、累積雨量多，是昌都北部近10年以來(lái)極端持續(xù)性強(qiáng)降水天氣。該強(qiáng)降水按影響系統(tǒng)主要分2個(gè)階段：第一階段主要是在高原低渦切變線的影響下，偏南低空急流建立造成的強(qiáng)降水；第二階段主要是高原低渦切變線和北部小高壓引導(dǎo)冷空氣南下造成的強(qiáng)降水。

（2）此次持續(xù)性強(qiáng)降水2個(gè)不同階段的水汽路徑不同，經(jīng)聚類后偏南和偏西2條路徑。對(duì)比2個(gè)階段的降水向前追蹤240 h的水汽輸送軌跡發(fā)現(xiàn)，2個(gè)階段的水汽軌跡主要以偏南方向的水汽輸送為主（均在80%以上）。第一階段一條是阿?！《劝雿u—孟加拉國(guó)路徑（路徑A），水汽主要來(lái)源于阿海，其源頭追溯到北印度洋，是北印度洋越赤道氣流的輸送，水汽經(jīng)由阿海到印度半島后，其中一部分進(jìn)入孟加拉灣北部，再自高原南部向藏東昌都北部強(qiáng)降水區(qū)輸送；另一條主要是地中?！髂蟻啞鞑芈窂剑窂紹），水汽主要來(lái)源于30°N的亞歐地區(qū)，最遠(yuǎn)可以追溯至地中海、紅海，水汽經(jīng)由南亞沙特地區(qū)、南亞的伊朗和印度北部，至西藏向藏東北部昌都強(qiáng)降水區(qū)輸送。第二階段南路與第1階段的相似，也是阿?！《劝雿u—孟加拉國(guó)路徑，水汽主要來(lái)源于阿海；北路是較第一階段偏差較大，主要是沿38°N新疆路徑，水汽主要來(lái)源于中亞的巴爾喀什湖、部分來(lái)源于北部新西伯利亞，水汽從西北方向北輸送至強(qiáng)降水區(qū)，這與500 hPa北部小高壓外圍的偏北冷空氣有關(guān)。

（3）從2個(gè)階段水汽路徑的氣壓追蹤情況看，偏南路徑的水汽開(kāi)始時(shí)均接近900 hPa，經(jīng)過(guò)進(jìn)入高原后受地形影響而有所抬升，達(dá)到500 hPa后輸送至強(qiáng)降水區(qū)。偏西路徑的水汽開(kāi)始位置較高，位于650 hPa上下，到達(dá)400 hPa后進(jìn)入強(qiáng)降水區(qū)。

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收稿日期：2024-09-24

基金項(xiàng)目：西藏自治區(qū)自然科學(xué)基金項(xiàng)目（XZ202301ZR0037G）；中國(guó)氣象科學(xué)研究院青藏高原與極地氣象科學(xué)研究所開(kāi)放課題（ITPP2021K01）；中國(guó)氣象局創(chuàng)新發(fā)展專項(xiàng)項(xiàng)目（CXFZ2022J022）；中國(guó)科學(xué)院寒旱區(qū)陸面過(guò)程與氣候變化重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室開(kāi)放基金（LPCC2020002）。

作者簡(jiǎn)介：邊瓊（1993—），女，西藏日喀則人，工程師，研究方向?yàn)樘鞖忸A(yù)報(bào)與應(yīng)用。#通信作者：王騰（1985—），男，遼寧本溪人，工程師，研究方向?yàn)樘鞖忸A(yù)報(bào)與應(yīng)用，E-mail：2433896294@qq.com。