收稿日期:2023-12-11
基金項(xiàng)目:2019年中國(guó)氣象局預(yù)報(bào)員專(zhuān)項(xiàng)項(xiàng)目“雅魯藏布江中上游持續(xù)性強(qiáng)降水天氣特征分析”(CMAYBY2019-114)。
作者簡(jiǎn)介:格桑卓瑪(1992—),女,西藏日喀則人,中級(jí)工程師,研究方向?yàn)樘鞖忸A(yù)報(bào)服務(wù)。
摘 要:針對(duì)日喀則市2018年7月22—24日雅魯藏布江流域出現(xiàn)的持續(xù)性強(qiáng)降水天氣過(guò)程,分析其環(huán)流背景、影響系統(tǒng)、物理量場(chǎng)、衛(wèi)星云圖等特征。得出500 hPa高原低渦切變線(xiàn)是此次降水過(guò)程的主要影響系統(tǒng),新疆上空短波槽后的西北氣流南下至高原北部輸送冷空氣,孟加拉灣低渦和南海低渦為此次降水提供水汽,源源不斷的水汽在低層輻合,抬升后形成較強(qiáng)的降水。200 hPa南亞高壓呈西部型,且高壓中心位于西藏西南部,日喀則西部。通過(guò)物理量場(chǎng)診斷得出,此次強(qiáng)降水過(guò)程具有充沛水汽和較好的動(dòng)力條件。高原上空形成與低渦切變線(xiàn)對(duì)應(yīng)的云團(tuán),同時(shí)合并午后發(fā)展的高原對(duì)流云團(tuán)發(fā)展加強(qiáng),云團(tuán)主要是從傍晚開(kāi)始發(fā)展,夜間較強(qiáng),到白天消散,降水主要集中在夜間。
關(guān)鍵詞:強(qiáng)降水;過(guò)程分析;日喀則
中圖分類(lèi)號(hào):P458 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:B文章編號(hào):2095–3305(2024)03–0-04
雅魯藏布江位于西藏自治區(qū)境內(nèi),是世界上海拔最高的大河之一。而雅魯藏布江流域中上游日喀則段(仁布-仲巴)位于日喀則市中北部區(qū)域,周邊共分布有14個(gè)氣象觀測(cè)站和2個(gè)水文觀測(cè)站。2018年7—8月雅魯藏布江中上游降水頻繁,同比歷年明顯偏多,尤其是江當(dāng)-謝通門(mén)-昂仁-桑桑一帶降水總量比歷年同期值偏多85%~181%。選取2018年7月22—24日雅魯藏布江流域強(qiáng)降水天氣過(guò)程,研究過(guò)程雨水情況、環(huán)流背景、影響系統(tǒng)、物理量場(chǎng)、衛(wèi)星云圖等特征,探討強(qiáng)降水天氣形成機(jī)制,總結(jié)預(yù)報(bào)著眼點(diǎn),為預(yù)報(bào)的精準(zhǔn)性提供科學(xué)參考依據(jù)。
1 雨水情概況
1.1 降水實(shí)況
受高原低渦切變線(xiàn)影響,2018年7月22—24日,日喀則市雅魯藏布江流域出現(xiàn)了強(qiáng)降水天氣過(guò)程,流域14個(gè)監(jiān)測(cè)站中6個(gè)站過(guò)程累計(jì)降水量達(dá)40 mm,最大累計(jì)降雨量出現(xiàn)在仲巴縣帕羊鎮(zhèn),為51.1 mm(圖1)。7月22日流域所有站點(diǎn)均出現(xiàn)降雨,中雨9個(gè)站,仲巴縣帕羊鎮(zhèn)出現(xiàn)29.9 mm的大雨。7月23日流域所有站點(diǎn)持續(xù)出現(xiàn)降雨,中雨8個(gè)站,仁布縣切娃鄉(xiāng)出現(xiàn)25.7 mm的大雨。7月24日流域的13個(gè)站點(diǎn)出現(xiàn)降雨,6個(gè)站中雨。
1.2 流域水情
受強(qiáng)降水天氣過(guò)程影響,奴各沙水文(二)站和拉孜(大橋)站2個(gè)水文站水位呈持續(xù)上升態(tài)勢(shì)(圖2)。2018年7月21日奴各沙水文(二)站日平均水位為13.92 m,拉孜(大橋)站日平均水位為11.63 m,至7月25日奴各沙水文(二)站日平均水位上漲0.8 m,拉孜(大橋)站日平均水位上漲0.5 m。
2 環(huán)流形勢(shì)分析
2.1 200 hPa環(huán)流形勢(shì)分析
200 hPa環(huán)流場(chǎng)顯示,此次降水天氣過(guò)程期間,南亞高壓呈西部型,高壓中心位于高原上空。2018年7月22日20:00南亞高壓中心位于西藏西南部日喀則市西部地區(qū)(84°E、30°N),高壓中心強(qiáng)度達(dá)到1 264 dagpm。
7月23和24日20:00,南亞高壓中心位置仍然位于西藏西南部日喀則西部,高壓中心值為1 260 dagpm,日喀則市仍處于高壓底部,高空氣流輻散產(chǎn)生的抽吸作用使得低層氣壓降低,有利于低層對(duì)流發(fā)展和低空急流加強(qiáng)[1]。7月25日20:00,高壓中心消散,降水天氣過(guò)程基本結(jié)束。
2.2 500 hPa環(huán)流形勢(shì)分析
分析500 hPa環(huán)流場(chǎng),2018年7月21日20:00(圖3),
中高緯歐亞大陸大體上為兩槽一脊型,烏拉爾山至貝湖一帶為低壓槽區(qū),有2個(gè)低中心分別位于西西伯利亞和中西伯利亞,其中心值分別為560、556 dagpm,底部有短波槽從新疆上空東移,槽后有西北氣流南下至高原北部。伊朗高壓脊線(xiàn)位于62°E、34°N,相較于日喀則市,伊朗高壓位置明顯偏西,副高脊線(xiàn)位于105°E、32°N,控制著我國(guó)黃淮地區(qū)。在黃海海域一帶為臺(tái)風(fēng)“安比”,同時(shí)在南海有2個(gè)低中心,低渦頂部有偏東風(fēng)將南海水汽少量輸送到西藏上空。南部孟加拉灣低渦位于印度半島東側(cè),其中心值為580 dagpm,
低渦東側(cè)有偏南風(fēng)向西藏上空輸送水汽,南北風(fēng)交匯于西藏腹地,形成高原低渦,584 dagpm中心位于那曲中西部。
7月23日08:00,西西伯利亞低渦中心加強(qiáng)至552 dagpm;7月23日20:00,西西伯利亞低渦中心繼續(xù)加強(qiáng)至548 dagpm,低渦后部的偏北風(fēng)沿著新疆甘肅交界處新形成的高壓?jiǎn)误w,南下到甘肅青海一帶再倒灌至西藏地區(qū)。孟加拉灣低渦(584 dagpm)中心略有西移,但低渦東側(cè)仍有偏南風(fēng)北上高原,南北風(fēng)交匯于日喀則雅魯藏布江流域,形成風(fēng)場(chǎng)輻合,原本在青海上空的高原低渦繼續(xù)東移減弱消散,伸出的切變線(xiàn)移出西藏地區(qū)。
7月24日08:00,孟加拉灣低渦繼續(xù)西移,甘肅青海一帶的高壓?jiǎn)误w南壓至西藏北部,日喀則受高壓外圍偏東風(fēng)控制,降水減弱,趨于結(jié)束。
2.3 700 hPa環(huán)流形勢(shì)分析
分析700 hPa環(huán)流場(chǎng),7月21和22日20:00高原以南的孟加拉灣低渦位于印度半島東側(cè),低渦中心值為304 dagpm,其東側(cè)有偏南風(fēng)向日喀則南部輸送暖濕氣流。在南海的海南島和中國(guó)臺(tái)灣省附近分別有1個(gè)中心值為308 dagpm的低渦中心,低渦頂部有偏東風(fēng)一直到西藏東南部輸送少量的暖濕氣流,700 hPa的暖濕氣流通過(guò)喜馬拉雅山脈的抬升作用,有利于強(qiáng)降水的出現(xiàn)[2]。7月23和24日20:00,高原以南孟加拉灣低渦開(kāi)始逐步西移減弱消散,南海一帶的低渦也逐步減弱消散,低層暖濕氣流輸送減弱,降水過(guò)程減弱,趨于
結(jié)束。
3 物理量診斷
3.1 水汽條件分析
3.1.1 比濕
充沛的水汽含量和源源不斷的水汽輸送是產(chǎn)生強(qiáng)降水的必要分析條件,比濕是表征大氣中水汽含量的重要物理量[3-4]。分析500 hPa比濕場(chǎng),2018年7月21日20:00至24日20:00日喀則市雅魯藏布江流域大部地方比濕>6 g/kg,其中,7月22日20:00至23日20:00(圖4),昂仁-桑珠孜段比濕達(dá)到7 g/kg,水汽條件充沛。7月24日20:00,比濕大值區(qū)南壓西移,僅有昂仁-拉孜段比濕達(dá)到7 g/kg,強(qiáng)降水天氣過(guò)程趨于結(jié)束。
分析400 hPa比濕場(chǎng),7月21日20:00至24日20:00日喀則市雅魯藏布江流域大部地方比濕>3 g/kg,其中7月21日20:00仲巴段比濕為4 g/kg,7月22日20:00昂仁-仁布段比濕為4 g/kg,7月24日20:00仲巴-桑珠孜段比濕達(dá)4 g/kg,水汽條件充沛,且相比于500 hPa比濕場(chǎng),西部水汽400 hPa高層更為充沛。
3.1.2 水汽通量散度
水汽通量散度對(duì)強(qiáng)降水落區(qū)和持續(xù)時(shí)間的預(yù)報(bào)具有一定的指示作用,為分析此次強(qiáng)降水天氣過(guò)程水汽通量散度垂直分布情況,故選取垂直速度數(shù)據(jù)沿著雅
魯藏布江流域(84.00°E、29.00°N至96.00°E、28.30°N)作
空間垂直剖面圖(圖5)[5]。7月21日20:00日喀則市雅魯
藏布江流域整層基本上為正值,無(wú)水汽輻合。7月22日20:00日喀則市雅魯藏布江流域拉孜及以東低層水汽通量散度負(fù)值,且在東部存在大值區(qū),最大值為-3 g·cm-2
·hPa-1·s-1,說(shuō)明水汽在雅魯藏布江流域上空匯合。7月23日20:00至24日20:00,水汽通量散度負(fù)值區(qū)向西延伸至薩嘎、昂仁一帶,負(fù)值區(qū)集中在300 hPa以下,且仍然在東部存在最大值,最大值為-4 g·cm-2·hPa-1·s-1??梢钥闯龃舜芜^(guò)程水汽輻合區(qū)域主要集中在拉孜-仁布段,且越偏東水汽輻合條件越好。
3.2 抬升條件分析
抬升條件選取垂直速度做空間剖面圖(圖6),2018年7月21日08:00,日喀則市雅江流域中低層為負(fù)速度區(qū),負(fù)值中心在西部,最大負(fù)速度為-10×10-3 hPa/s,高層為正速度區(qū),高低空配置條件較好,能夠?yàn)閺?qiáng)降水天氣提供動(dòng)力條件。自7月22日08:00起,由于高原低渦東移,負(fù)速度區(qū)隨之東移,雅魯藏布江流域整層為正值區(qū)。
4 云圖分析
紅外云圖和云頂亮溫疊加圖顯示(圖7),高原上空形成與低渦切變線(xiàn)對(duì)應(yīng)的云團(tuán),同時(shí)合并午后發(fā)展的高原對(duì)流云團(tuán)后發(fā)展加強(qiáng),影響日喀則市雅魯藏布江流域,云團(tuán)主體呈緩慢南壓東移趨勢(shì),到凌晨至早上逐漸減弱消散,到傍晚時(shí)又開(kāi)始與高原午后對(duì)流云團(tuán)合并發(fā)展。7月21日20:00,薩嘎至昂仁、謝通門(mén)至南木林一帶的云團(tuán)云頂亮溫值達(dá)到220 K;7月22日20時(shí)仲巴、薩嘎和桑珠孜部分區(qū)域云頂亮溫達(dá)到220 K;7月23日20:00,流域薩嘎至昂仁段云頂亮溫在240 K以上,部分區(qū)域可達(dá)到220 K;到7月24日20:00,基本無(wú)系統(tǒng)性云系存在,不過(guò)有少量午后發(fā)展的對(duì)流云團(tuán)在日喀則市上空。
5 結(jié)論
(1)2018年7月22—24日受高原低渦切變線(xiàn)影響,日喀則市雅江流域出現(xiàn)了一次強(qiáng)降水天氣過(guò)程,過(guò)程累計(jì)降水量6個(gè)站點(diǎn)40 mm以上,帕羊站累計(jì)降水量最大為51.1 mm,受強(qiáng)降水影響,雅魯藏布江平均水位持續(xù)上漲。
(2)此次強(qiáng)降水天氣過(guò)程是新疆上空短波槽后的西北氣流南下至高原北部,南海低渦和孟加拉灣低渦將南部水汽輸送到西藏地區(qū),南北風(fēng)交匯于西藏腹地,形成西藏高原地區(qū)最重要的降水系統(tǒng)之一高原低渦,584 dagpm中心從那曲中西部逐漸東移出西藏地區(qū),但其西側(cè)伸出的切變線(xiàn)持續(xù)影響日喀則雅江流域[6]。200 hPa南亞高壓呈西部型,且高壓中心位于西藏西南部日喀則西部,有利于低層氣流的輻合抬升,是出現(xiàn)持續(xù)強(qiáng)降水的有利的背景條件。700 hPa環(huán)流場(chǎng)上日喀則市以南的偏南氣流也為此次天氣過(guò)程提供了一定的水汽輸送。
(3)在此次降水天氣過(guò)程日喀則市流域大部水汽充沛,日喀則市雅魯藏布江流域大部地方500 hPa的比濕>6 g/kg,400 hPa比濕>3 g/kg,且在流域中東段低層水汽強(qiáng)烈輻合,有利于出現(xiàn)強(qiáng)降水天氣。
(4)過(guò)程前期受高原低渦切變線(xiàn)影響流域中低層為負(fù)速度區(qū),高層為正速度區(qū),高低空配置條件良好,
有利于強(qiáng)降水的出現(xiàn)和維持,為強(qiáng)降水天氣提供動(dòng)力條件。后期負(fù)速度區(qū)隨著高原低渦東移,流域整層為正值區(qū)。
(5)高原上空形成與低渦切變線(xiàn)對(duì)應(yīng)的云團(tuán),同時(shí)合并午后發(fā)展的高原對(duì)流云團(tuán)后發(fā)展加強(qiáng),云團(tuán)主要是從傍晚開(kāi)始發(fā)展,夜間較強(qiáng),到白天消散,降水主要集中在夜間,同時(shí)云團(tuán)隨著系統(tǒng)是逐漸南壓東移的趨勢(shì)。
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