酒泉一次暴雨天氣過程分析

2019-12-27 09:27:37王海燕魯岳

安徽農學通報 2019年22期

王海燕魯岳

摘要：選取2018年8月20日發生在甘肅省酒泉地區的暴雨天氣過程，利用MICAPS高空及地面資料、數值預報產品等對該次暴雨天氣過程的環流背景、影響系統、物理量條件等進行了診斷分析。結果表明，500hpa和700hpa短波槽，對酒泉市降水有較大意義。

關鍵詞：暴雨;短波槽;甘肅酒泉

中圖分類號 P458.121.1文獻標識碼 A文章編號 1007-7731（2019）22-0154-04

1 天氣實況及災情

1.1 天氣實況 2018年8月20日08時至21日08時，酒泉市金塔縣北部部分鄉鎮、肅州區沿山鄉鎮降雨量達大到暴雨水平，最大降水量出現在肅州區黃草壩，達41.3mm。大于25mm的觀測站點有：肅州區黃草壩41.3mm、肅州區榆林壩40.2mm、肅州區金佛寺34.2mm、金塔縣鼎新32.8mm。8月20日21時許，肅州區沿山區域突降暴雨，降雨持續長達4個小時以上。

1.2 災情此次暴雨共造成酒泉市肅州區5個鄉鎮24個村822戶2507名群眾受災，緊急轉移分散安置116人;造成嚴重損壞房屋33戶107間，一般損壞房屋41戶68間，倒塌圈舍139戶234間;因災死亡大牲畜12頭、因災死亡家禽166只;造成農作物受災419.2hm2，其中成災419.2hm2，主要為玉米、花卉、葵花、藜麥、制種蔬菜、洋蔥等作物;造成渠道受損36720m，道路受損17300m。共計造成直接經濟損失1397.35萬元，其中農業損失953.2萬元，基礎設施損失43.1萬元，家庭財產損失401.05萬元。

2 環流背景演變

20日08時500hpa高空場，歐亞中高緯度為兩槽一脊形勢，貝加爾湖東部有一高壓中心，且新疆北部到酒泉市北部有一短波槽，并有冷空氣堆積，冷空氣沿槽后偏北氣流下滑，推動短波槽東移，此時500hpa烏魯木齊和酒泉溫度相差5℃。鄯善到若羌有短波槽，對酒泉市抬升降水提供有利條件。700hpa20日08時阿勒泰-塔千里克有短波槽，隨著西北氣流冷空氣的加強有利于溫度槽加深，對流天氣加強，烏魯木齊和酒泉溫度相差8℃。

3 物理量診斷分析

3.1 相對濕度降水需要較好的水汽條件，水汽由源地水平輸送到降水地區，降水持續時間的長短，影響著降水量的大小[1]。20日08時，酒泉市相對濕度在50%～70%。玉門移動相對濕度較大，20時酒泉市玉門以西為干區，玉門以東相對濕度逐漸增大，肅州區附近已經進入濕區，對比降水落區，說明較高的相對濕度有利于降水。

3.2 動力結構特征

3.2.1 垂直速度大氣垂直運動是天氣分析和預報中必須經常考慮的一個重要物理量。垂直運動的重要作用表現在幾個方面：（1）大氣中的凝結和降水過程與上升運動有密切關系，（2）大氣層結不穩定，能量需在移動的上升運動條件下，才能釋放出來，從而形成對流天氣，（3）垂直運動造成的水汽、熱量、動量、渦度等物理量的垂直輸送，對天氣系統的發展有很大的影響[2]，（4）大氣中的能量轉換主要是通過垂直運動得以實現，所以分析垂直運動有重要意義[3]。20日08時500hpa酒泉市大部分為負值，負值中心在哈密東北部;20時全部轉為正值，玉門以東正值較大，變化非常明顯。20日08時700hpa肅州區、金塔為正直，正值最大在甘肅中部地區，其他地方均為負值;20時馬鬃山-玉門附近為負大值區，大部分地區均為負值，強烈的上升運動，有助于降水。

3.2.2 渦度場分析在大尺度天氣系統演變過程中，大氣基本上做渦旋運動，渦度的變化表征天氣環流形式的變化[4]。19日08時500hpa酒泉市絕大部分為負值，馬鬃山附近為正值;19日20時都變為正值，但是正值數值均不大，變化不是很明顯;20日08時仍為正值，對比19日20時，數值幾乎沒有變化;20日20時，肅州區為正值，其他均為負值，數值變化明顯;21日08時玉門以西為負值，玉門以東為正值，對比降水實況，暴雨發生主要在肅州區和金塔地區;21日20時酒泉市全為負值區。19日08時—21日20時500hpa渦度場中正渦度的建立、發展、減弱，為酒泉市降水提供必要的動力條件。

3.3 指數 18日02時-08時k指數酒泉迅速上升，至14時開始下降，19日02時-14時呈上升趨勢，且趨勢斜率較大，午后下降，20日02時此后，到21日08時，k指數日波動不規律，對比此次暴雨降水時段，在20日夜間到21日08時k指數數值相對較高。21日14時后k指數恢復以往日波動。分析發現：k指數的越大，對流天氣出現的概率也就越大，有利于降水[6];差值為負值時，大氣層結不穩定[7]。

4 溫度對數壓力

從前面各能量場分析得知，8月20日20時不穩定能量最強盛，K指數達到22，表明河西西部中低層暖濕顯著增強，形成整層強的不穩定層結，有降水可能;si指數達到-0.62℃，表明系統不穩定，有出現對流天氣可能，cape指數達到668.7J/kg，說明對流天氣的發生儲存較多的能量。探空圖上，敦煌上空具有明顯的正不穩定能量區對流抑制有效位能214.2J/kg，說明有擾動，對流運動突破對流抑制狀態時，就會有強烈的對流運動產生。在300～700hpa的高度層中，狀態曲線總是大于層結曲線，顯示了700hpa以上的大氣處在不穩定的狀態之下，大氣中存在著大量的不穩定能量，為降水的發生所需的上升運動提供了所需的能量[8]。

5 結論

（1）500hpa和700hpa短波槽是造成暴雨天氣的直接影響系統。

（2）降水需要較好的水汽條件，水汽由源地水平輸送到降水地區，降水持續時間的長短，影響著降水量的大小，較高的相對濕度有利于降水。

（3）同時降水與該地區空中垂直運動負中心相配合，其上升速度越大，持續時間較長，對降水越有利。500hpa渦度場中正渦度的建立、發展、減弱，為酒泉市降水提供必要的動力條件[9]。

（4）K指數，si指數，cape指數對降水有重要指示意義。k指數和cape指數越大，越不穩定，越有利于降水，si指數相反。

參考文獻

[1]譚璐璐.基于水汽因子的中國中東部區域TRMM降水產品降尺度研究[D].江蘇：南京信息工程大學，2017.

[2]計展鋒，吳飛龍.鄱陽縣7月13日-15日暴雨天氣過程分析[J].城市建設理論研究（電子版），2012（33）.

[3]郁紅弟.GPS可降水量資料在中尺度模式中的應用[D].江蘇：南京信息工程大學，2009.

[4]周春花，顧清源，何光碧.高原渦與西南渦相互作用暴雨天氣過程的診斷分析[J].氣象科技，2009，37（5）：538-544.

[5]徐爽.京津地區雹暴過程的閃電活動特征研究[D].江蘇：南京信息工程大學，2016.

[6]鄭永光，陶祖鈺，俞小鼎.強對流天氣預報的一些基本問題[J].氣象，2017，43（6）：641-652.