旦增冉珍 卓瑪 次仁拉姆 普布扎西 德吉白珍

摘要 利用常規(guī)觀測資料、NCEP再分析資料以及衛(wèi)星TBB資料，對2020年5月20-21日西藏強降水過程的環(huán)流背景、物理量以及其中尺度特征等進行了分析。得出以下結(jié)論：（1）此次西藏大范圍的強降水天氣過程中中高緯地區(qū)為兩槽一脊型，巴爾喀什湖附近不斷有低槽分裂冷空氣南下影響高原，500 hPa上的高原槽與高低空急流的配置，是此次強降水過程的主要影響系統(tǒng)。（2）孟加拉灣熱帶風暴“安攀”登陸后外圍云系不斷上高原，強降水區(qū)的高濕區(qū)明顯，500 hPa相對濕度≥95%、比濕達到5 g·kg-1以上，為強降雨天氣提供了有利的水汽條件。（3）CAPE值較高，達到1 000 J/kg，CIN值較低，對流能量充足，有利于不穩(wěn)定能量釋放，配合強的垂直速度上升中心，中心值為-1 Pa·s-1為降雨天氣提供了有利的上升運動，是此次降水過程的主要動力條件;（4）在26°N～30°N之間高空有一明顯的假相當位溫能量鋒區(qū)，且隨緯度的增高而向高空傾斜，為強降水天氣提供了熱力條件;（5）衛(wèi)星云圖TBB分布：反映出降雨期間有中小尺度對流云團配合，孟加拉灣風暴“安攀”最強云團中心最大TBB值達-80℃，強降水期間日喀則南部、山南南部和林芝南部最強對流云團的云頂亮溫為-60℃左右，對流云團的生成為短時強降水提供了中尺度系統(tǒng)。

關(guān)鍵詞 西藏;孟灣熱帶風暴“安攀”;物理量診斷;TBB

中圖分類號：S161 文獻標識碼：B 文章編號：2095–3305（2021）01–0020–05

孟加拉灣風暴是指發(fā)生于北印度洋孟加拉灣海域的熱帶氣旋，它對中國天氣的影響主要集中在云貴高原和青藏高原，尤其對西藏南部和滇西南的影響最為嚴重，往往帶來大暴雨或大暴雪天氣。研究[1-3]認為，孟加拉灣風暴登陸后產(chǎn)生的水汽為西南地區(qū)持續(xù)強降水提供了有利的水汽條件，同時它也是造成高原地區(qū)降水的重要天氣系統(tǒng)。據(jù)統(tǒng)計[4]，每年孟加拉灣風暴最活躍的時段集中在5月、10月和1月。因此，研究孟加拉灣熱帶風暴對青藏高原降水的影響對西藏自治區(qū)氣候的分布和降水特征有重要意義。

青藏高原是世界平均海拔最高的高原，由于環(huán)境獨特、天氣現(xiàn)象惡劣且地形復雜，在我國形成了一個獨特的氣候區(qū)域。青藏高原地處我國西南區(qū)域，有特殊的地理和氣候分布特征，大尺度環(huán)流條件與我國大部分地區(qū)不同。有學者研究，青藏高原區(qū)域具有顯著的熱力和動力等作用[5-7]，該地區(qū)的熱力和動力作用對北半球環(huán)流也構(gòu)成了一定的影響，且在夏季能影響到赤道南部區(qū)域[8]。

根據(jù)研究資料，青藏高原對我國氣候影響較為顯著[9-10]。

1 資料選取

所用2020年5月20—21日西藏53個固態(tài)觀測氣象站和自動站逐時觀測資料、常規(guī)探空資料;NCEP再分析資料用于對相對濕度、比濕、渦度、垂直速度及假相當位溫的垂直剖面分析，水平網(wǎng)格距為1°×1°，時間分辨率為6 h;衛(wèi)星云圖分析資料來自國家氣象衛(wèi)星中心下發(fā)的FY-2F逐時的TBB資料。

2 降水實況

受孟加拉灣風暴“安攀”登陸后外圍云系北上和北部冷空氣南下的共同影響，2020年5月20日08：00—22日08：00

西藏除阿里地區(qū)、日喀則西部和那曲西部外全區(qū)大部分出現(xiàn)了強降水天氣。

從累計降水量分布圖可以看出（圖1），此次降水過程降雨量大，范圍廣，持續(xù)時間長，有3個強降水中心，分別是山南南部、日喀則南部和林芝東南部。拉薩北部、那曲東部、昌都北部、日喀則過程降水量在10 mm以上。根據(jù)2020年5月21日08：00—22日08：00 24 h

降水量實況可知，全區(qū)共出現(xiàn)15個站超過中雨以上的降水，西藏東南部錯那出現(xiàn)了大雨量級的降水，應(yīng)為大雨+暴雪;21日08：00—22日08：00降水量為45 mm，

其中至少有13 mm的雪，在21日02：00～08：00的監(jiān)測中，都是雪，錯那積雪達5 cm之深，此降水強度在當?shù)?月十分罕見。

3 大尺度環(huán)流分析

孟加拉灣風暴“安攀”在5月20日18：30前后在孟加拉灣沿海登陸，外圍云系移速快，影響范圍廣。5月20日08：00，500 hPa高度場疊加200 hPa高空急流環(huán)流（圖2a），這時熱帶風暴“安攀”還未登陸，中心位置位于18°N，86°E附近，風暴中心附近風速達到30 m/s，與印度半島附近的風速形成明顯的輻合區(qū)。歐亞中高緯為兩槽一脊型，巴爾喀什湖附近低槽不斷分裂，冷空氣南下，西太平洋副熱帶高壓（以下簡稱副高）和伊朗高壓位置偏西，高原上主要以西南風向為主，風速最高達到8 m/s左右。200 hPa高空急流位置偏北，最大風速達到36 m/s以上，位于那曲西北部，高原南部最強風速在27 m/s以上，山南南部錯那達到27 m/s。

5月20日20：00，500 hPa高度場疊加200 hPa高空急流環(huán)流（圖2b），此時孟加拉灣風暴“安攀”已登陸，高原上那曲西部至日喀則中部有高空槽影響，那曲東部、拉薩、日喀則西南部、山南、林芝和昌都位于槽前西南氣流中，槽前西南氣流發(fā)展旺盛，高原中東部及高原南部處于強的西南氣流控制，高原南側(cè)受孟加拉灣風暴“安攀”登陸后外圍云系的影響，云系中心位置位于21°N，87°E附近，風暴中心附近風速加強達到30 m/s以上，高原南側(cè)孟加拉灣一帶西南風風速最強達到40 m/s，有利于深厚的暖濕氣流向高原輸送水汽。此時日喀則南部帕里、山南南部錯那、林芝東南部察隅一帶西南風速明顯增大，南風分量不斷加大，風速由20日08：00的

16 m/s增大到24 m/s，形成的低空急流為高原南部出現(xiàn)強降水提供了充足的水汽。200 hPa高空急流最大風速達到40 m/s以上，位于那曲東北部至昌都北部附近，高原南部最強風速在28 m/s

以上，山南南部錯那達到28 m/s，強降水區(qū)位于高空急流入口區(qū)右側(cè)的強輻散區(qū)附近。5月21日08：00，500 hPa環(huán)流，高原上的高空槽加深東移后南壓，槽線東移至93°E附近，高原南側(cè)的孟加拉灣風暴“安攀”登陸后外圍云系逐漸北抬后東移，中心位于25°N，89°E附近，日喀則南部、拉薩東南部、山南、林芝和昌都仍位于槽前西南風控制中，有利于高原的中東部和南部持續(xù)降水。高原南側(cè)低層600 hPa西南風速最強達到32 m/s，低層600 hPa上林芝南部附近有明顯的風的輻合，林芝南部處于低空急流出口區(qū)的左側(cè)，為降水持續(xù)提供充足的水汽輸送。此次大范圍降水天氣的影響系統(tǒng)主要包括：500 hPa的高空槽、孟加拉灣風暴“安攀”登陸后的外圍云系及高低空西南急流是關(guān)鍵系統(tǒng)，為強降水提供源源不斷的水汽。

4 物理量診斷分析

4.1 水汽條件

根據(jù)5月20日08：00（圖3a）和5月20日20時（圖3b）EC500 hPa比濕和渦度疊加實況分布圖可知，孟加拉灣風暴“安攀”登陸前后的水汽條件對比很明顯，“安攀”登陸前08：00渦度場以正渦度為主，正渦度中心位置與風暴中心位置吻合，在18°N，86°E附近，風暴中心附近的比濕在8 g·kg-1以上，印度半島附近比濕6 g·kg-1左右，高原中東部比濕在4 g·kg-1以上，高原南部比濕5 g·kg-1

以上?！鞍才省毖睾５顷懞?0：00，中心位置明顯北抬東移，在21°N，87°E附近，風暴中心與正渦度中心位置仍吻合，附近的比濕在8 g·kg-1以上，印度半島附近比濕增大6～7 g·kg-1，以上，高原中東部比濕增大至5 g·kg-1以上，高原南部比濕6 g·kg-1以上。根據(jù)5月20日08：00（圖4a）和5月20日20：00（圖4b）EC500 hPa相對濕度實況分布圖，與過程期間500 hPa比濕和渦度疊加實況分布圖分布比較一致，明顯看出“安攀”登陸前高原上相對濕度在40%以上，其中高原中東部和高原南部相對濕度均在70%～80%左右。風暴登陸后，伴隨高原上那曲西部至日喀則中部有高空槽生成，高原的中東部及高原南部處于強的西南氣流控制，由孟灣一帶向高原輸送暖濕氣流，相對濕度也明顯增大，高原中東部和高原南部強降水區(qū)相對濕度增大至95%以上，接近飽和。由此可見，此次強降水過程中，水汽的主要來源受孟加拉灣風暴“安攀”影響，沿西南低空急流逐漸向高原輸送水汽，高原南部地區(qū)有西南向的水汽大值區(qū)，為強降水區(qū)提供了充沛的水汽。

4.2 動力條件

從強降水過程的垂直速度看，山南南部錯那站降水開始前19日20：00（圖5a），整層處于一個弱的下沉區(qū)，20日08：00高層（250～200 hPa）和中層（400～300 hPa）垂直速度為+0.2 pa·s-1，為下沉區(qū)，低層（500 hPa）存在-0.4 pa·s-1的上升區(qū)，上升運動明顯。低層西南風速由19日20：00的8 m·s-1增大到至16 m·s-1，有利于南部水汽的輸送，降水最強時段20日20：00—21日20：00低層500 hPa～250 hPa均處于1個強的上升運動區(qū)，21日20：00在500 hPa存在一個-1 Pa·s-1的上升運動中心，相對濕度由降水開始前的70%逐漸增大到降水發(fā)生時的90%以上;從濕層的厚度來看降水最強時段，整層相對濕度接近飽和達95%以上，配合著低層西南風，降水期間500 hPa最強風速達到20 m/s，有利于南部水汽的不斷補充，22日08：00降水過程減弱時濕度明顯下降，上升運動也明顯減弱，500 hPa風速減弱至8 m/s左右。從帕里站的剖面（圖5b）看，帕里站強降水期間20日20：00—21日20：00高層（250～200 hPa）和中層（400～300 hPa）有-1pa·s-1的上升區(qū)，低層（500 hPa）存在-0.6pa·s-1的上升區(qū)，21日08：00低層500 hPa～200 hPa均處于一個強的上升運動區(qū)，中層（400 hPa）存在-1pa·s-1的上升運動中心，21日08：00高濕區(qū)從100 hPa向下伸展到達地面，相對濕度達90%以上，接近飽和，有利帕里站的強降水發(fā)生。22日08：00降水過程減弱，相對濕度下降至60%，整層處于一個弱的下沉區(qū)，風速也明顯減弱。

此次過程受孟加拉灣風暴“安攀”影響，對風暴登陸前后不穩(wěn)定能量對比得出：熱帶風暴“安攀”還未登陸時，5月20日08：00（圖6a），中心位置位于18°N，86°E附近，CAPE最大值在風暴中心附近，達到1000 J/kg以上，高原以南最大CAPE值達800 J/kg，5月20日20：00（圖6b）風暴登陸后，風暴中心北抬后有所加強，受外圍云系影響高原以南CAPE值增大至1 000 J/kg左右，配合分析5月20日08：00（圖7a）和5月20日20：00（圖7b）兩個時段的對流抑制圖，可以看出高原以南CIN值較小，隨著系統(tǒng)的移動低值區(qū)略有北抬移至錯那站上空，有利于不穩(wěn)定能量的釋放，CIN值的變化與對應(yīng)降水時段比較吻合。

4.3 熱力條件

5月20日08：00 500 hPa假相當位溫和5月20日20：00 500 hPa假相當位溫是孟加拉灣風暴“安攀”登陸前后的熱力條件，20日08：00（圖8a）在26°N～30°N的高空有一明顯的能量鋒區(qū)，且鋒區(qū)高度隨緯度的升高，溫度降低，位勢越不穩(wěn)定。鋒區(qū)上側(cè)是假相當位溫的低值區(qū)，鋒區(qū)下側(cè)是從南向北推進的暖濕空氣，對應(yīng)假相當位溫的高值區(qū)，中心值為70℃。高原中東部假相當位溫在48℃～56℃，20日20：00（圖8b）500 hPa假相當位溫能量鋒區(qū)進一步北擴至26°～32°N，高原中東部假相當位溫在52℃～58℃，強降水區(qū)錯那附近的假相當位溫為60℃。20日20：00 500 hPa假相當位溫，南部強降水區(qū)和林芝東南部能量鋒區(qū)變寬，從24°N緯度以上假相當位溫鋒區(qū)等值線向東北方向傾斜得更厲害，與“安攀”登陸后移動路徑和500 hPa形成的西南急流相對應(yīng)，鋒區(qū)附近的暖濕氣流發(fā)展更加旺盛，有利于高原中東部和高原南部出現(xiàn)降水。

5 中尺度云團分析

2020年05月20日20：00—21日20：00，山南南部錯那出現(xiàn)34.9 mm降水;日喀則南部帕里出現(xiàn)24.8 mm降水;林芝南部察隅出現(xiàn)24.5 mm降水;那曲東部嘉黎出現(xiàn)23.8 mm降水。從帕里站附近FY-2F云頂亮溫（BlackBody Temperature，TBB）可見，20日18：00時孟加拉灣風暴“安攀”位于21°N，87°E附近，日喀則南部帕里站上空TBB為-30℃～-40℃（圖9），印度半島上空有1個大的對流云團b發(fā)展，其中云團b最大TBB值達-70℃（圖9），孟加拉灣風暴“安攀”外圍云系最強云團中心TBB值達-80℃（標注D）;20日23：00時孟灣風暴已經(jīng)沿海登陸，外圍云系有所北抬，印度半島上空的對流云團b北抬東移至高原以南，TBB值達-60℃～-70℃（圖10）;帕里站云系a東移至山南南部附近，錯那站上空TBB為-40℃～-50℃（圖10），林芝附近云系TBB為-40℃～-50℃;此時高原以南附近的對流云團發(fā)展旺盛，開始影響高原南部，錯那站每小時的降水量不斷遞增;21日01：00風暴外圍云系繼續(xù)北抬東移至23°N，89°E附近，云系明顯加強并分裂出對流云團a至印度半島上，云團a最大TBB值達-70℃（圖11），之前高原以南云團b和山南南部錯那云團a都明顯加強，在山南一帶出現(xiàn)了中小尺度的對流云團，對流云團的最強云頂亮溫增大至-60℃～-70℃（圖11），此時錯那累計降雪量為15 mm，已達到中雨量級。日喀則南部帕里站附近云系仍在-30℃～-40℃，有利于降雨持續(xù)，再配合著西側(cè)不斷有對流云團東移南壓向林芝一帶，后側(cè)有云系不斷補充，有利于降水過程期間逐漸加強;21日02：00孟灣風暴“安攀”上印度半島，位于24°N，89°E附近，最強云團中心最大TBB值達-80℃（標注D）;高原南側(cè)孟加拉灣一帶西南風風速加強，繼續(xù)影響高原山南和林芝附近;山南一帶出現(xiàn)的中小尺度對流云團b范圍擴大，最強云頂亮溫為-50℃～-60℃（圖12）;21日07：00孟灣風暴“安攀”有所減弱，最大TBB值達-60℃（標注D），此時高原上山南一帶最強云系東移，林芝附近云團TBB值達-40℃～-60℃，其中最強云頂亮溫為-50℃～-60℃在墨脫一帶（圖13），之后對流云團b系統(tǒng)東移南壓影響察隅，與此時段內(nèi)該地區(qū)的強降水相對應(yīng);21日00：00～08：00察隅累計降水量達15 mm，平均每小時以2 mm的降雨量遞增;墨脫附近的對流云團b東移，察隅附近的最強云頂亮溫為-50℃以上，察隅的降水持續(xù)。21日17：00時之后（圖14）孟灣風暴“安攀”減弱東移至東經(jīng)95°E以東，云頂亮溫最大TBB值減弱至-50℃（標注D），高原南部附近的云團已移出，日喀則南部和山南南部降水減弱;林芝上空的對流云團北抬影響那曲東部和昌都北部，林芝東南部的降水逐漸減弱結(jié)束。從云圖分析表明，此次降水是由多個中小尺度對流云團發(fā)展形成，日喀則南部、山南南部和林芝南部降水最強時段對流云團的云頂亮溫為-60℃左右，有利于出現(xiàn)短時強降水。

6 結(jié)論

（1）此次強降水天氣過程中歐亞中高緯地區(qū)為兩槽一脊型，巴爾喀什湖附近有低槽不斷分裂冷空氣南下以及500 hPa上高原槽與高低空急流的配置是此次強降水過程的主要影響系統(tǒng)，孟加拉灣熱帶風暴“安攀”登陸后外圍云系不斷上高原，為降雨天氣提供了有利的水汽條件。

（2）降水過程的水汽主要來自孟加拉灣，孟加拉灣熱帶風暴“安攀”沿海登陸后外圍云系不斷上高原，強降水區(qū)的高濕區(qū)明顯，500 hPa相對濕度≥95%、比濕達到5 g·kg-1以上，為強降雨天氣提供了有利的水汽條件。

（3）降雨期間，CAPE較高達到1000 J/kg，CIN值較低，對流能量充足，有利于不穩(wěn)定能量釋放，配合強的垂直速度上升中心-1 Pa·s-1為降雨天氣提供了有利的上升運動，是南部出現(xiàn)強降水的主要動力條件。

（4）在26°N～30°N高空有一明顯的假相當位溫能量鋒區(qū)，且隨緯度的增高而向高空傾斜，為強降水天氣提供了熱力條件。

（5）衛(wèi)星云圖TBB分布反映出降雪期間有中小尺度系統(tǒng)配合，TBB最大值在-70℃～-80℃之間，降雪期間各站的TBB最大值在-50℃～-60℃。

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責任編輯：黃艷飛

An Analysis of the Large-scale Heavy Precipitation Process in Tibet by the Bay of Bengal Storm

DAN Zeng-ran-zhen et al （Tibet Autonomous Region Meteorological Station， Lhasa， Tibet 850000）

Abstract This paper analyzes the circulation background， physical quantity and scale characteristics of heavy precipitation process in tibet from may 20 to 21， 2020 using micaps conventional observation data， ground precipitation data and satellite TBB data.（1） The middle and high latitudes are two troughs and one ridge in the large-scale heavy precipitation in Tibet， and the low troughs near Lake Balca continuously split cold air down the upper plateau. The plateau trough on hPa 500 is the main influence system of the heavy precipitation process.（2） During the rainfall period， the high humidity area of 500 hPa ≥90% relative humidity is obvious， and the strong vertical velocity rising center-1 Pa·s-1 provides favorable rising motion for rainfall weather. From 200 hPa and 500 wind field analysis， the configuration of high and low air jet is the main dynamic condition for strong precipitation in the south;（3）Satellite cloud map TBB distribution： reflecting the cooperation of mesoscale systems during rainfall， the maximum TBB value of the centre of the strongest cloud cluster of the Bay of Bengal storm “Anpan” reaches -80℃， and the cloud top bright temperature of the strongest convective cloud cluster in southern Xigaze， southern Shannan and southern Linzhi is about -60℃ during heavy precipitation.

Key words Tibet; Mengwan Tropical Storm “Anpan”; Physical Quantity Diagnosis; TBB