嚴(yán)繼云 王敏 陳晶

摘要 利用高空、地面、物理量場(chǎng)、衛(wèi)星云圖、地面自動(dòng)站等資料對(duì)2018年香日德典型大雨過(guò)程成因進(jìn)行分析。得出預(yù)報(bào)此次單點(diǎn)大雨著眼點(diǎn)：東移入境的藏北低渦切變線為此次過(guò)程主要影響系統(tǒng);地面上來(lái)自新疆的冷鋒未形成錮囚鋒、槽的移動(dòng)和冷鋒后期無(wú)強(qiáng)冷空氣支持給具體大雨落區(qū)帶來(lái)較大不確定性，但冷空氣在爬坡消耗時(shí)維持在雨區(qū);渦度、散度、垂直速度疊置區(qū)及地面至中高層濕區(qū)與水汽通量散度匯合區(qū)域?qū)Υ笥曷鋮^(qū)有較好指示;氣團(tuán)在山脈迎風(fēng)坡前堆積抬升對(duì)較大降水有利，單點(diǎn)降水需更多著眼于地形和中小尺度分析。

關(guān)鍵詞 單點(diǎn)大雨;中尺度;自動(dòng)站;地形;香日德

中圖分類號(hào)：P458.121.1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B 文章編號(hào)：2095–3305（2021）01–0033–03

青海省位于中國(guó)西部，青藏高原東北部，地形復(fù)雜，全省降水主要集中在夏季[1]。受下墊面、地理位置和高原地形影響，強(qiáng)對(duì)流天氣出現(xiàn)頻率非常高[2]。針對(duì)暴雨和強(qiáng)降水成因及形成機(jī)制已有大量分析和研究[3-4]。不管是從冷空氣方面入手，還是從中尺度開(kāi)始分析，暴雨成因都值得氣象工作者反復(fù)仔細(xì)推敲[5]。2018年6月7—8日青海省受低渦切變系統(tǒng)影響，普遍有一次降水降溫過(guò)程，其中，海西西部、海南大部、黃南南部出現(xiàn)較大量級(jí)降水，同時(shí)，都蘭縣香日德農(nóng)場(chǎng)出現(xiàn)34.9 mm單點(diǎn)大雨，各家模式預(yù)報(bào)對(duì)此次單點(diǎn)大雨均出現(xiàn)空?qǐng)?bào)。針對(duì)此次大降水過(guò)程，尤其是都蘭縣香日德農(nóng)場(chǎng)出現(xiàn)的大雨天氣，利用高空、地面、物理量場(chǎng)、衛(wèi)星云圖、地面自動(dòng)站等資料對(duì)其成因進(jìn)行分析，并探討單點(diǎn)大雨預(yù)報(bào)著眼點(diǎn)，以便提高此類天氣預(yù)報(bào)水平。

1 天氣概況

2018年6月6—8日青海省受低渦切變西系統(tǒng)影響，普遍有一次降水降溫過(guò)程，主要降水過(guò)程出現(xiàn)在6月7日07：00—8日07：00，其中海西西部、海南大部、黃南南部出現(xiàn)較大量級(jí)降水，有13個(gè)站出現(xiàn)大雨以上量級(jí)降水，其中1個(gè)站為國(guó)家站，12個(gè)站為區(qū)域站（表1）。

此次降水過(guò)程，出現(xiàn)大雨的站點(diǎn)降水時(shí)段集中體現(xiàn)在午后至傍晚，都蘭香日德農(nóng)場(chǎng)出現(xiàn)34.9 mm大雨，因其地理位置和農(nóng)業(yè)重要性對(duì)都蘭香日德農(nóng)場(chǎng)此次降水成因做進(jìn)一步分析。

2 天氣尺度系統(tǒng)分析

2.1 環(huán)流背景分析

從6月7日08：00 500hPa高空?qǐng)D（圖1）分析，中高緯度為兩槽一脊型，青藏高原低渦切變線活躍。青海省位于580 dagpm和584 dagpm等壓線之間，-12℃及-8℃等溫線穿過(guò)青海，青海主要受低渦切變影響，低值中心位于青海中部地區(qū)（玉樹(shù)以北），高空槽影響海西中南部至玉樹(shù)一帶，切變影響海西東部—海南北部—黃南北部一帶，因此，大降水范圍處于切變和高空槽之間。同時(shí)，孟加拉灣西南暖濕氣流不斷輸送水汽到我省東南部，除海西西部外全省溫度露點(diǎn)差（T-Td）≤4℃，水汽條件配合相對(duì)較好。

到7日20：00，副熱帶高壓穩(wěn)定維持，580 dagpm等壓線南落，香日德農(nóng)場(chǎng)位于580 dagpm等壓線邊緣，同時(shí)，低渦切變東移，低值中心位于海南東部，隨著白天溫度升高，溫度露點(diǎn)差（T-Td）逐漸減小至2℃以內(nèi)，水汽條件充沛，青海東部處于高濕狀態(tài)下。

2.2 地面分析

從7日08：00 地面圖分析，24 h變壓0 hPa線在青海偏北地區(qū)，具體位于青海東北部—青海湖南部—海西中部—唐古拉山區(qū)一帶，此時(shí)有兩股冷空氣入侵，一股經(jīng)河西走廊從地勢(shì)較低的民和一帶倒灌進(jìn)入青海東部，鋒面位于青海東北部海東、西寧，其勢(shì)力較強(qiáng)勁;另一股由海西西部入侵，后部已無(wú)強(qiáng)冷空氣支持。海西東部及青海東北部處于+2 hPa線內(nèi)。同時(shí)，青海海西東部，海南北部，黃南大部已經(jīng)出現(xiàn)小雨天氣，偏南地區(qū)由于海拔較高，溫度較低，唐古拉山區(qū)、玉樹(shù)北部、海南南部、果洛北部出現(xiàn)雨夾雪或小雪;7日14：00（圖2），低渦東移至都蘭，青海西部0 hPa線南壓至玉樹(shù)，中部0 hPa線維持在都蘭，東部0 hPa線南壓進(jìn)入黃南地區(qū)，同時(shí)，東北部冷鋒依舊強(qiáng)盛，并影響黃南地區(qū)，青南偏西地區(qū)降水隨冷空氣減弱，東部雨區(qū)依舊維持并有擴(kuò)大趨勢(shì)，沱沱河出現(xiàn)大風(fēng)天氣;7日20：00，0 hPa線東移，青海省內(nèi)冷空氣減弱，海西海南降水減弱或趨于停止，大的降水開(kāi)始出現(xiàn)在青海東南部。

綜上分析，從新疆東移的冷空氣為此次降水的產(chǎn)生和持續(xù)提供了良好的條件。

3 物理量診斷分析

3.1 動(dòng)力條件

從7日08：00動(dòng)力條件剖面圖分析（圖3），香日德所處地區(qū)散度上350 hPa以上為正值區(qū)，以下為負(fù)值區(qū)，這種高層輻散低層輻合配置有利于“抽吸作用”[6]。散度輻合中心位于500 hPa，渦度方面香日德地區(qū)處于整層輻合，輻合中心位于500 hPa，散度與渦度輻合中心存在很大疊置區(qū)，此時(shí)香日德地區(qū)處于輻合中心東側(cè)，垂直速度場(chǎng)上也是整層輻合有利上升運(yùn)動(dòng)，輻合中心位于400 hPa;7日20：00，散度與渦度輻合區(qū)疊置仍存在，散度輻合減弱，渦度輻合加強(qiáng)，垂直速度減弱，但整體還是有利抬升條件。此時(shí)香日德地區(qū)處于輻合中心西側(cè)，由此推算，7日午后香日德地區(qū)恰好位于抬升條件輻合中心，有利于降水的能量在午后釋放在香日德地區(qū)，為此次降水提供了極為有利的動(dòng)力條件。

3.2 水汽條件

從水汽條件剖面分析（圖4），7日08：00香日德地區(qū)整層水汽通量散度輻合，輻合中心值-14×10-7 g/（cm2·hPa·s），

位于其西側(cè)700 hPa位置，比濕條件底層也有6 g/kg，比濕中心已通過(guò)香日德在其東側(cè)，中心值達(dá)10 g/kg，

同時(shí)整層相對(duì)濕度條件在80%以上;到20：00，水汽通量散度中心位于香日德東側(cè)，可看到其在東移過(guò)程中下沉增強(qiáng)，比濕減小到4 g/kg，相對(duì)濕度減小，綜合水汽條件雖然減弱但依然有利，由此分析香日德地區(qū)主要降水時(shí)段水汽條件最為充分。

綜上分析，此次香日德地區(qū)降水有著良好動(dòng)力條件和水汽條件互相配合。

4 中尺度分析

從中尺度方面分析，5日20：00，北疆堆積冷空氣下滑分為兩股，一股到達(dá)河西走廊，一股位于南疆地區(qū);到6日08：00，兩股冷鋒已進(jìn)入青海，前者從民和倒灌，后者位于海西，香日德地區(qū)處于鋒前;此次過(guò)程前期，7日08：00前一股冷鋒進(jìn)一步加強(qiáng)影響環(huán)湖、西寧、海東、黃南，后一股冷鋒由于之后無(wú)強(qiáng)冷空氣進(jìn)入海西地區(qū)支持，所以逐漸減弱，并沒(méi)有與前一股冷鋒在青海湖西部形成人字形錮囚鋒，但其冷空氣依然對(duì)都蘭地區(qū)有一定影響，此時(shí)都蘭一帶處于南風(fēng)之中;低渦位于香日德以西，同時(shí)香日德地區(qū)500 hPa和700 hPa相對(duì)濕度都在80%以上。香日德地區(qū)也處于有利降水位置。K指數(shù)≥28℃與假相當(dāng)位溫θse≥64K疊置區(qū)出現(xiàn)了此次過(guò)程中大多數(shù)的大雨站點(diǎn)。

5 衛(wèi)星云圖分析

分析此次降水天氣過(guò)程衛(wèi)星云圖演變，此次過(guò)程前期，青海上空主要由兩塊云系覆蓋，都是在西藏生成并隨低渦東移北抬逐漸影響青海，青海全省降水過(guò)程前期，其一由唐古拉山區(qū)北抬至海西西部地區(qū)，在東移過(guò)程中迅速北抬出我省并消散;其二由玉樹(shù)進(jìn)入并且發(fā)展勢(shì)頭旺盛，于7日07：00（圖5a）覆蓋青海玉樹(shù)、海西中東部、果洛北部、海南、黃南北部、海北、西寧及海東地區(qū)，為影響青海省此次大范圍降水過(guò)程主要云系，其結(jié)構(gòu)密實(shí)清晰、云系深厚，此時(shí)香日德云頂亮溫TBB最大值達(dá)214.87 K，開(kāi)始產(chǎn)生降水，到7日15：20（圖5b），深厚云系已東移遠(yuǎn)離香日德，但此時(shí)香日德上空中低層對(duì)流云系發(fā)展旺盛，云頂亮溫TBB最大值達(dá)233.88 K，因此產(chǎn)生了過(guò)程最大降水時(shí)段。23：00，除祁連山區(qū)外，云系基本移出青海，青海上空主要為高層云，降水也逐漸減小。

6 自動(dòng)氣象站資料分析地形作用簡(jiǎn)析

此次香日德大雨是單點(diǎn)大降水，從7日14：00國(guó)家站區(qū)域站1 h填圖分析，從海西進(jìn)入的冷鋒在東移過(guò)程中減弱，順著地形到達(dá)香日德地區(qū)，香日德地區(qū)處于迎風(fēng)坡，東部為高的地勢(shì)，冷空氣無(wú)法越山，因此，呈現(xiàn)回旋態(tài)勢(shì)，造成了香日德地面風(fēng)場(chǎng)輻合線，后部無(wú)冷空氣支持，溫度降幅自西向東遞減;香日德地區(qū)一帶因?yàn)槔淇諝舛逊e導(dǎo)致溫度最低，同時(shí)，此地區(qū)露點(diǎn)溫度Td普遍較高，溫度露點(diǎn)差T-Td≤2 ℃，水汽條件充沛。較強(qiáng)且維持時(shí)間較長(zhǎng)冷空氣配合充沛水汽條件，再加上迎風(fēng)坡地形對(duì)冷空氣抬升影響，更加有利于降水產(chǎn)生。

7 結(jié)論

（1）此次大雨天氣過(guò)程發(fā)生的主要影響系統(tǒng)是東移入境的藏北低渦切變線。移動(dòng)緩慢的低渦切變線與冷空氣交匯區(qū)域產(chǎn)生大量級(jí)降水;

（2）散度場(chǎng)上高層輻散低層輻合配置有利于“抽吸作用”產(chǎn)生，有利于上升運(yùn)動(dòng)維持。同時(shí)，散度與渦度輻合中心存在很大疊置區(qū)，配合整層輻合垂直速度，為大降水提供極好動(dòng)力條件。地面至中高層濕區(qū)與水汽通量散度匯合區(qū)域?qū)Υ笥曷鋮^(qū)有較好指示;

（3）大降水出現(xiàn)前青海上空有對(duì)流云系旺盛發(fā)展，其結(jié)構(gòu)密實(shí)清晰、云系深厚，在香日德形成的暴雨云團(tuán)云頂亮溫TBB強(qiáng)中心達(dá)214.87～233.88 K;

（4）氣團(tuán)在山脈迎風(fēng)坡前長(zhǎng)時(shí)間堆積抬升對(duì)較大降水有利，單點(diǎn)降水需要關(guān)注地形影響和中小尺度分析。

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責(zé)任編輯：黃艷飛

Cause Analysis of a Typical Heavy Rain in Xiangri De in 2018

YAN Ji-yun et al （Huangnan Meteorolo-gical Station， Huangnan， Qinghai 811399）

Abstract Analyzes the causes of the typical heavy rain process in Xiangri de in 2018 by using the data of high altitude， ground， physical field， satellite cloud image， ground automatic station， etc.， and obtains the forecast focus of the single point heavy rain： the shear line of the northern Tibetan vortex moving eastward is the main influence system of the process; the cold front from Xinjiang on the ground does not form a trapped front， and there is no strong cold air in the movement of trough and the later stage of cold front The results show that the air support brings great uncertainty to the specific heavy rain area， but the cold air maintains in the rain area when climbing the slope; the overlapping area of vorticity， divergence， vertical velocity and the convergence area of surface to middle and high-level wet area and water vapor flux divergence have good indication for the heavy rain area; the accumulation and uplift of air mass in front of the windward slope of the mountain is beneficial to the larger precipitation， and the single point precipitation needs to pay more attention to the terrain influence and Small and medium scale analysis.

Key words Single point heavy rain; Mesoscale; Automatic station; Topography; Xiangri de