2016年8月23—24日青海省河南縣強降水天氣診斷分析

彭英超 徐開宇 陳晶

摘要利用常規觀測資料、Micaps、衛星云圖、多普勒雷達資料等，從環流背景、物理量、衛星云圖、雷達回波等方面，對2016年8月23—24日青海省河南縣出現的一次短時強降水天氣進行分析，探討造成此次強降水的主要成因。結果表明，在588 dagpm線副高控制范圍內高濕高溫狀態下，冷暖空氣的匯合以及切變輻合造成了此次對流不穩定；在具備充分水汽供應的條件下，垂直方向上低空輻合、高空輻散的配置為此次降水提供了動力條件。對流旺盛、雷達強回波帶過境的地方會造成強降水。

關鍵詞強降水；環流背景；物理量場；衛星云圖；雷達回波

中圖分類號S161.6文獻標識碼

A文章編號0517-6611（2017）16-0173-03

Diagnosis Analysis of Heavy Rainfall Weather in Henan County of Qinghai Province from 23 to 24 August，2016

PENG Yingchao， XU Kaiyu，CHEN Jing（Huangnan Prefecture Meteorological Bureau， Tongren， Qinghai 811399）

AbstractUsing conventional observation data， Micaps， satellite images and Doppler radar data，from the aspects of circulation background， physical quantity， satellite cloud map， radar echo and so on，the short term heavy rainfall weather occurred in Henan County in August 23-24， 2016 was analyzed，and the main causes of the heavy rainfall were discussed.The results showed that in the subtropical high control within the scope of the high temperature wet state of 588 dagpm line，the confluence of cold and warm air， and the shear convergence caused the convective instability.With sufficient water vapor supply conditions， the configuration of the vertical direction of the upper divergence and lowlevel convergence provided dynamic conditions for the precipitation.Strong convection， radar strong echo zone transit would cause heavy rainfall.

Key wordsHeavy rainfall； Circulation background； Physical quantity； Satellite cloud map； Radar echo

作者簡介彭英超（1990—），女，藏族，青海循化人，助理工程師，從事天氣預報服務研究。

收稿日期2017-04-12

短時強降水是青海高海拔地區夏季主要的災害性天氣之一，而強降水的特征屬于中小尺度天氣系統，并且突發性較強，時空尺度小，發展和移動速度較快，一旦降水強度較大，很容易引發災害，因而這也成為了天氣預報業務工作中重點和難點之一。近年來，雖然國內不少專家從機理、成因、影響系統、預報難點等方面對強降水過程進行了研究，認為強對流天氣發生發展與大氣水汽條件、不穩定性、抬升力條件和風垂直切變強度等密切相關[1-5]，但強對流天氣的發生也因不同地理位置、天氣系統和地形有較大的差異。尤其青海作為青藏高原的一部分，地形復雜，下墊面多樣，加之站點的缺稀[6]，強對流天氣的分析更成為薄弱環節。筆者利用常規觀測資料、Micaps、衛星云圖、多普勒雷達資料等，從環流背景、物理量、衛星云圖、雷達回波等方面，對2016年8月23—24日青海省河南縣出現的一次短時強降水天氣進行分析，探討造成此次強降水的主要成因，為以后預報此類天氣過程提供參考。

1天氣實況與災情

2016年8月23、24日河南縣連續2 d出現了短時強降水天氣（圖1）。23日降水主要集中在22∶00—24∶00，最大降水是23∶00的24.6 mm，過程降水量達50.2 mm。24日夜間又在河南縣本站出現短時強降水，其中20∶00—21∶00降水達58.5 mm，突破歷史極值，

此后降水逐漸減小，至次日01∶00降水才結束，總降水達66.8 mm。該地連續2 d降水都達到暴雨量級，并且降水相對集中，時間短，強度大。

此次暴雨天氣致使該縣233戶、998人受災，1人輕微受傷，損壞房屋（包括二層樓房、平房、輔助房）345間，沖毀涵洞6個、損毀小型橋梁1座，沖毀帳篷17頂，損壞網圍欄1 500 m，倒塌圍墻1 700 m，1輛出租車嚴重泡水報廢，損壞5輛摩托車，群眾家中室內裝潢家具家電等日用品受到不同程度的損壞，經濟損失達237萬元。

2天氣形勢分析

2.1500 hPa環流形勢

23日08∶00（圖2a），青海省在588 dagpm副熱帶高壓控制范圍下，592 dagpm高壓中心位于四川—江蘇一帶，河南縣地處四川西部方位，受592 dagpm外圍偏東南氣流影響，青海省東部地區溫度露點差≤5 ℃。到了23日20∶00，隨著白天溫度升高，全省又處于很強的暖中心區域，溫度露點差逐漸減小至3 ℃以內，即處于高濕高溫狀態下，配合400 hPa青南地區玉樹至河南一線受偏西風與偏東風的輻合，這種高低空配置有利于此次強降水的形成。到了24日20∶00（圖2b），副熱帶高壓繼續加強西伸，控制整個西藏地區，在高壓內部西藏地區色林措湖附近形成斷裂的閉合588 dagpm小高壓，青海西南部小唐古拉受其小高壓影響，風向從東南風轉為偏西南風，即整個青南地區受西南氣流影響；河南縣上游的同德地區T-Td≤1 ℃，為濕度中心；在巴爾喀什湖高空槽的80°E附近區域等溫線密集，高空鋒區明顯，冷空氣南下，冷平流進入暖區，造成冷暖空氣的匯合，并且在青海湖偏南、河南縣上游的貴南站附近形成切變輻合，造成對流不穩定，形成了局地大暴雨天氣。在整個過程中，副熱帶高壓的西進加強也說明能量集聚。

2.2地面形勢8月23、24日地面形勢比較相似，青海均受熱低壓控制。24日14∶00中高緯度位于巴爾科什湖冷高壓中心，不斷分裂的冷空氣南下在北疆堆積，分成兩路侵入青海省，一路從海西侵入，另一路從河西走廊東移倒灌青海東北部。至24日20∶00，全省都有冷空氣，為正變壓、負變溫。午后冷暖空氣的匯合，是造成熱對流的條件之一[7]。并且從24日17∶00的流線圖上看（圖3），河南地區輻合較強，成為輻合中心，這也是強降水形成前的觸發條件。

3物理量分析

3.1水汽條件

分析8月22日20∶00—24日20∶00的水汽通量散度發現，700 hPa 22日20∶00青海省境內大部分都是正值區，23日08∶00青藏高原中東部水汽有明顯的增加趨勢，到24日20∶00青南地區形成了最大中心值為-37×10-7g/（cm2·hPa·s）的輻合區，河南縣上空輻合值達-8×10-7g/（cm2·hPa·s）， 并且大降水區均在水汽通量輻合帶中。500 hPa河南縣為輻合區，上升至400、300 hPa表現為正值，為輻散區。強降水過程在水汽通量散度場上低層輻合高層輻散，為暴雨天氣提供了必要的水汽凝結條件。

3.2渦度場

8月23日強對流天氣發生前期，從渦度場可以看出，在青海偏南地區500 hPa有一個45.3×10-6s-1的強輻合中心。從渦度場垂直剖面圖看，青南地區300 hPa以上為輻散氣流，輻散中心位于150 hPa附近，中心值為-36×10-6s-1，300 hPa以下為正渦度區，最大輻合中心在青海省海南州偏南地區，中心值為32×10-6s-1，高低空的強輻合輻散中心與強對流天氣發生過程中暴雨落區有一定的對應關系。

4不穩定層結分析

由于此次強降水也屬于青南地區大范圍的區域降水，受西南氣流影響，河南縣沒有探空站，所以在分析不穩定層結時選取河南上游站達日站作為指標站。通過抬升指數（LI）、最大對流穩定度指數（BIC）對層結穩定度進行分析，結果發現，LI在此次降水過程的23日20∶00、24日20∶00都由正值變為負值，LI<0 ℃表示層結不穩定；BIC越高越有利于降水的產生[8]，在此次降水過程中BIC呈上升趨勢，并且在24日20∶00從2.2 ℃直接上升至9.2 ℃（表1）。說明層結穩定度指數的變化可以有效地判斷大降水的產生。

分析上游達日站探空資料發現，23日08∶00開始整個低層到高層水汽條件都較好，說明此次降水始終處于高濕高溫狀態。24日20∶00（圖4），550～300 hPa有較強的不穩定正能量區，濕度條件也是從低層到高層較好，400～500 hPa風切變明顯，提供抬升條件易形成強對流，也就是河南縣在23日22∶00—23∶00、24日20∶00—21∶00分別出現了24.6、58.5 mm的短時強降水。

5衛星云圖分析

從此次強對流天氣衛星云圖演變分析得知，23與24日降水云系演變過程較相似，在此重點分析24日云系演變情況。24日12∶00開始玉樹、果洛有對流單體發展，結構密實清晰；到18∶00（圖5a），整個青南地區上空對流云團擴大發展勢頭旺盛，并且緩慢向東南方向移動，云團主力前沿已到達共和、貴南一帶；21∶00分裂的對流云團逐漸合并擴大成一片（圖5b），并且在黃南州上空維持，云團內最強處白色塊狀云系在澤庫與河南交界處，云頂亮溫TBB最大值達236 K，說明此時對流旺盛。到了23∶00，云系在原地開始減弱，降水也逐漸減小。

6雷達回波分析

從雷達回波演變可以看出，24日18∶00河南縣西部地區出現了大片的回波區，并在逐漸往東方向移動過程中形成一條回波帶，到了20∶18河南縣上空有西南—東北走向的回波帶，最大回波強度達42 dBz，并且回波強度比較深厚。受此強回波帶影響，河南地區出現了強度較大的短時暴雨。

7結論

（1）在588 dagpm副熱帶高壓控制范圍內，同時配合很強的暖中心區域，溫度露點差在3 ℃以內的高濕高溫狀態下，冷平流進入暖區造成冷暖空氣的匯合，并且形成切變輻合，造成對流不穩定，形成了此次過程局地大暴雨天氣。

（2）持續的高溫天氣為強降水積累了一定的能量；在具備充分水汽供應條件下，渦度場上的低空輻合高空輻散的配置，為此次降水提供動力條件。抬升指數（LI）、最大對流穩定度（BIC）等層結穩定度指數的變化是判斷大降水的一個重要依據。

（3）對流云團發展合并，最大回波強度達40 dBz、云頂亮溫TBB最大值達200 K以上，說明對流旺盛、雷達強回波帶過境的地方會造成強降水。

參考文獻

[1]

孫瑩，齊杰，白廣田，等.遼寧一次特大暴雨過程的診斷分析[J].安徽農業科學，2010，38（32）：18347-18350.

[2] 肖云清，紀曉玲，蘇銀蘭，等.寧夏地區“6.8”暴雨天氣過程的可能物理成因[J].氣象科學，2005，25（4）：411-418.

[3] 任余龍，壽紹文.西北東部一次大暴雨數值模擬及中尺度分析[J].氣象科學，2008，28（3）：316-321.

[4] 趙繁盛，趙惠芳.大連地區一次暴雨過程的成因分析[J].安徽農業科學，2010，38（32）：18343-18346.

[5] 馬秀梅，王志遠，曹曉敏.2012年青海東部兩次強降水天氣過程對比分析[J].青海氣象，2013（1）：27-32.

[6] 王江山，李錫福.青海天氣氣候[M].北京：氣象出版社，2004：3-9，115-117，553-555，596-598.

[7] 朱乾根，林錦瑞.壽紹文，等.天氣學原理和方法[M].4版.北京：氣象出版社，2007：146-319.

[8] 譚麗娜，趙亮，趙占秀，等.祁連山區短時強降水天氣過程成因分析[J].青海氣象，2016（3）：7-12.