甘肅中部一次強對流天氣過程的診斷分析

于德財 姜睿 王玉馨

摘 要：利用實況資料對2016年7月23日出現在甘肅省中部的一次強對流天氣過程進行了診斷分析，得出以下結論：副高、500hPa的高原槽、700hPa的切變線和低空急流，是此次天氣過程的主要影響系統。CAPE、K指數和抬升指數反映，強對流落區具有較強的熱力不穩定，但由于CAPE值不是很大，700hPa與500hPa的溫度差也不大，因此相應的熱力不穩定條件不利于冰雹和雷暴大風的出現，只利于強降水的出現。強對流落區的中低層水汽充沛、濕層較厚，低層具有較強的水汽輻合，從而具有有利于強降水出現的水汽條件。700hPa的切邊線提供了產生強對流所需的動力抬升。低層輻合、高層輻散的散度場配置，中低層的垂直速度為負值，說明存在有利于強對流出現的動力條件。

關鍵詞：強對流;診斷分析;強降水

強對流天氣所伴隨的強降水、冰雹和大風給生產、生活造成很大的影響，另一方面引起強對流天氣的中尺度對流系統的發生、發展及演變機制比較復雜，因此強對流天氣的預報是當前預報業務中的重點與難點。甘肅省中部位于青藏高原邊坡，夏季對流天氣較多，但由于氣候干燥，出現的對流天氣中普通雷暴較多，強降水等災害性天氣出現的較少。甘肅省中部雖然強降水等強對流天氣出現的較少，但其一旦出現對生產、生活造成的影響又很大，因此做好該地區強降水等強對流天氣的預報對減災、防災有重要的意義。目前對強對流天氣預報的研究有很多，[1-5]但所研究個例多出現在中東部地區，對于西北地區出現的強對流天氣研究的較少。本文利用實況資料對2016年7月23日出現在甘肅省中部的一次強對流天氣過程進行診斷分析，研究其天氣形勢和環境條件的特征，以便為該地區強對流天氣的預報積累經驗和提供幫助。

1 天氣過程回顧

2016年7月23日夜間甘肅省中部出現的一次強對流天氣過程，此次強對流天氣過程以強降水為主。圖1為2016年7月24日08時（北京時，下同）的降水量分布圖，甘肅省中部和青海省東部共有 個觀測站的24小時降水量>25mm，其中景泰的24小時降水量達到65mm，達到暴雨級別。

2 天氣形勢分析

分析23日20時及24日08時的500hPa與700hPa高空圖（圖略）。500hPa新疆有西風槽東移，青海中部以東有位于副高西北側的高原槽攜帶弱冷空氣東移，青海東部、甘肅中東部及寧夏位于高原槽前、副高西北側的較強偏南氣流中。700hPa有位于副高西北側及暖脊中的切變線自青藏高原邊坡向東移，并在東移的過程中形成低渦，切變線東側有南北向低空急流。天氣形勢與甘肅省短時強降水概念模型中的低槽型中的副高邊緣型相類似。[1]此種天氣形勢下，500hPa高原槽及700hPa南北向低空急流為中低層帶來充沛的水汽，500hPa高原槽攜帶的弱冷空氣疊加在低層的暖濕空氣上造成熱力不穩定，再加上700hPa切變線或低渦提供的動力抬升作用，從而容易產生強對流天氣，且以強降水天氣為主。

3 物理量場的診斷分析

3.1 熱力不穩定類物理量

23日20時的CAPE（圖略）反映，甘肅省中部和青海省東部具有一定的CAPE值，其中蘭州和西寧探空站的CAPE值分別是318.6J/kg和128J/kg，不是很小但也不大。24日08時的K指數（圖2a）反映，甘肅省中部的K指數較大，相應區域的K指數>32℃。24日08時的抬升指數（圖2b）反映，甘肅省中部位于抬升指數<0℃的區域。具有一定的CAPE值，且K指數較大，并抬升指數<0℃，說明23日夜間甘肅省中部具有較強的熱力不穩定，從而有利于強對流天氣的出現。有研究表明，冰雹需要較大的CAPE值，雷暴大風需要較強的中低層的溫度垂直遞減率，但相應區域的CAPE值不是很大，700hPa與500hPa的溫度差也不大，從而中低層的溫度垂直遞減率也不大，因此23日夜間強對流落區的熱力不穩定條件不利于冰雹和雷暴大風的出現，只利于強降水的出現。

3.2 水汽類物理量

23日20時700hPa與500hPa的比濕場（圖3）反映，甘肅省中部均位于濕舌中，700hPa與500hPa的比濕都較大，分別>8g/kg和4g/kg。23日20時700hPa與500hPa的相對濕度場（圖4）反映，甘肅省中部均位于高濕區中，700hPa與500hPa的相對濕度都較大，分別>60%和70%。23日20時700hPa水汽通量散度場（圖5）顯示，甘肅省中部位于中心值<-20×10-5g·cm-2·hPa-1·s-1的大負值區中，水汽通量散度<-10×10-5g·cm-2·hPa-1·s-1。比濕場、相對濕度場及水汽通量散度場顯示，23日夜間甘肅省中部的中低層水汽充沛、濕層較厚，低層具有較強的水汽輻合，水汽條件有利于強降水的出現，較厚的濕層也不利于冰雹和雷暴大風的出現。

3.3 動力類物理量

23日20時700hPa風場（圖6）反映，有一切邊線位于甘肅省中部，產生強對流所需的動力抬升正是由此切邊線提供。23日20時700hPa和200hPa散度場（圖略）反映，700hPa上甘肅省中部位于散度負值區中，200hPa上甘肅省中部位于散度正值區中，說明低層輻合，高層輻散，而低層輻合、高層輻散的散度場配置，說明存在上升運動。23日20時700hPa和500hPa垂直速度場（圖略）反映，甘肅省中度均位于垂直速度負值區中，也說明相同區域的上空存在上升運動。因此，散度場和垂直速度場顯示，23日夜間甘肅省中部存在有利于強對流天氣出現的動力條件。

4 結論

（1）此次天氣過程的天氣形勢與甘肅省短時強降水概念模型中的低槽型中的副高邊緣型相類似，副高、500hPa位于副高西北側的高原槽、700hPa位于副高西北側及暖脊中的切變線和低空急流，是其主要影響系統。

（2）CAPE、K指數和抬升指數反映，強對流落區具有較強的熱力不穩定，但由于CAPE值不是很大，700hPa與500hPa的溫度差也不大，因此相應的熱力不穩定條件不利于冰雹和雷暴大風的出現，只利于強降水的出現。

（3）強對流落區的中低層水汽充沛、濕層較厚，低層具有較強的水汽輻合，從而具有有利于強降水天氣出現的水汽條件。

（4）700hPa的切邊線提供了產生強對流天氣所需的動力抬升。低層輻合、高層輻散的散度場配置，中低層的垂直速度為負值，說明存在有利于強對流天氣出現的動力條件。

參考文獻：

[1]慕建利，諶云，李澤椿.一次陜西關中強暴雨環境條件及中尺度系統分析[J].大氣科學學報，2014，（05）：591-604.

[2]陳楠，陳豫英，楊侃，邵建，穆建華，陳曉娟，聶金鑫.一次強對流暴雨天氣的環境條件及中尺度對流云團分析[J].干旱區資源與環境，2012，（07）：84-90.

[3]章國材.強對流天氣分析與預報.北京：氣象出版社，2011，65-82.

[4]樊李苗，俞小鼎.中國短時強對流天氣的若干環境參數特征分析[J].高原氣象，2013，（01）：156-165.

[5]王志遠.青藏高原東北部一次區域性暴雨天氣形成機理分析[J].青海氣象，2012，（04）：2-6.

作者簡介：于德財（1980-），男，工程師，普通職工，從事工作：預報管理。