舟曲局地暴雨天氣過程的衛星云圖分析

付文睿 王成福 羅王軍 吉哲君 汪治桂

摘要? ? 結合暴雨過程中降水資料以及綜合觀測資料，對2017年7月27日發生在舟曲縣的一次暴雨天氣過程進行衛星云圖分析。結果表明，500 hPa高原切變、700 hPa低渦切變、地面冷鋒共同觸發了此次暴雨過程，上干下濕、上冷下暖的對流性不穩定層結使強對流發生發展成為可能;在紅外云圖上，對流云系發展區為兩高之間的切變區;紅外云圖能反映強對流發生的區域、可見光云圖可以看出對流云團的結構變化以及環境場特征、水汽圖可以看出上升運動的強弱。

關鍵詞? ? 局地暴雨;衛星云圖;形勢場;甘肅舟曲

中圖分類號? ? P458.1+21.1? ? ? ? 文獻標識碼? ? A

文章編號? ?1007-5739（2020）14-0190-02

舟曲縣地處南秦嶺山區，岷山山系貫穿全境，海拔1 173～4 504 m，地勢西北高、東南低，地形復雜，溝壑縱橫，高差懸殊，局地暴雨頻繁，滑坡、泥石流等地質災害十分嚴重。

針對舟曲暴雨天氣過程，許多氣象工作者從不同角度進行了廣泛的研究[1-5]。李安泰等[1]對2010年舟曲“8·8”特大泥石流暴雨天氣進行了數值模擬試驗;曲曉波等[2]分析了2010年8月8日舟曲縣的特大山洪泥石流災害的氣象成因。同時，很多學者對暴雨過程的云圖特征進行了分析[6-10]，加強了對云圖的正確分析及利用。王立琨等[6]利用GMS衛星的逐時紅外云圖做成了日、候、旬、月和季平均云圖，在此基礎上對1998年夏季長江中、上游洪水期間暴雨的云圖特征進行了分析;王? 波等[7]利用衛星云圖分析強對流云團形成的暴雨天氣和強對流天氣。本文結合降水資料以及綜合觀測資料，對2017年7月27日發生在舟曲縣的一次暴雨天氣過程進行衛星云圖分析，加強對云圖的正確分析及利用，以便及時準確地做好氣象服務工作。

1? ? 降水實況

2017年7月27日16：00至28日5：00，舟曲局地出現強降水，其中有10個區域站降水量達到暴雨。此次降水過程中，最大降水量出現在拉尕山，降水量為89.1 mm;同時，拉尕山在27日17：00—18：00出現最大小時雨強56.2 mm。此次過程主要降水時段集中、雨強大。

2? ? 形勢分析

2.1? ? 高空形勢

27日8：00 500 hPa上（圖1），副高西伸至東經100°，舟曲處于副高西北側。青藏高原至河套地區為一致的西南風，有明顯的西南氣流水汽輸送，為暴雨的發生提供了充足的水汽來源。青海東部有高原切變，舟曲處于高原切變東南側，具有系統性的抬升條件。青海中部到甘肅中部有明顯的冷平流，中高層的冷平流加劇了大氣的不穩定性。

700 hPa上，從新疆至內蒙古西部為高壓區，長江流域至云貴地區是另一高壓區，在寧夏附近為一低渦區，甘肅南部地區處于低渦中心引出的切變線上，舟曲一帶低層有產生輻合上升運動的趨勢。在2個高壓之間，從四川盆地到華北地區，西南氣流輸送明顯，水汽輸送條件良好。

2.2? ? 地面形勢

7月27日17：00地面上，甘肅中部是一高壓中心，四川盆地是一低壓中心。在高壓前部，可以分析出一個冷鋒。14：00舟曲3 h變壓為-2.0 hPa，而20：00舟曲3 h變壓為+4.8 hPa，說明在這期間鋒面從舟曲過境，此期間舟曲產生了對流性短時強降水。鋒面影響時段，降水最為明顯，因而認為冷鋒對強降水形成及降水強度有非常關鍵的影響。

3? ? 紅外云圖

7月27日15：00開始，在四川北部有2個對流云團開始發展，云頂亮溫分別為220 K和234 K。15：30時2塊對流云團開始合并，云頂亮溫最低為213 K。16：00時2塊對流云團基本合并為一塊，面積約1.7萬km2，云頂亮溫為209 K，開始從四川移入甘肅。16：30已合并的云系基本移到舟曲上空，云頂亮溫204 K，此時舟曲開始出現降水，隨后云系繼續合并并加強。造成舟曲降水的對流云在17：30發展最為旺盛，云頂亮溫可達202 K。

由圖2（a）可知，17：00有2塊比較強的對流云系，分別位于甘青川的交界地帶和陜西北部，結合17：00地面分析，可以發現2塊對流云系都位于鋒面附近。于是認為，鋒面對對流的發展有重要的作用，一方面觸發對流，另一方面使其附近低層大氣獲得系統性動力抬升。

由圖2（b）可知，500 hPa上588 dagpm線的西北外圍區域為對流云生成與發展的區域，而沿著588 dagpm線邊緣，對流云發展最為旺盛，云頂亮溫最低，冷云蓋面積最大。對流云發展的區域，也基本對應700 hPa上312 dagpm線外圍的區域，大致為青藏高原南部、甘肅和陜西南部以及華北地區，根據之前的分析，這些區域處于2個高壓之間的切邊區，一方面容易產生輻合上升運動，另一方面高壓區之間引導西南氣流輸送水汽也充足，因而造成這些區域對流發展最為活躍。

4? ? 可見光云圖

7月27日15：00，四川盆地有圓形的對流云團產生，云頂反照率達71%，反照率相當大，說明云層非常深厚，屬于積雨云，對流相當旺盛。隨后團狀積雨云團向甘肅南部移動，移動過程中云團受外界環境的影響，邊緣出現模糊。隨著云團移動，17：00舟曲等地開始受其影響，該云團頭部較光滑，尾部呈羽狀，說明此時環境風場為東北風，這與高空南亞高壓的反氣旋環流一致，云頂反照率為50%，較15：00有所下降，這可能是太陽光線減弱的原因[11]。17：30和18：00這2個時刻，團狀對流云團穩定維持在舟曲上空，由于太陽光線繼續減弱，反照率分別變化為41%和36%，但是從其輪廓和與周圍云系的亮度對比仍然可以看出，該對流云團發展仍比較旺盛（圖3）。

5? ? 水汽圖

水汽圖能夠反映對流層中上層的水汽狀況。從圖4可以看到，15：00青海南部到四川北部，顏色較為白亮，說明對流層上層水汽變多，上升運動比較強。甘肅南部地區還比較灰暗，上升運動不是很強。但是從16：00開始，舟曲附近表現得白亮，說明這時舟曲上升運動已經比較強。17：00較16：00更為白亮，上升運動進一步增強，云頂亮溫為206 K，此時強降水過程開始。18：00與17：00，舟曲附近水汽圖像色調變化不大。20：00之后色調開始變暗，能明顯看出上升運動已減弱（圖4）。

6? ? 結論

通過天氣形勢、探空診斷及衛星云圖對2017年7月27日出現在舟曲的一次局地暴雨過程進行了綜合分析，得出以下結論：

（1）500 hPa高原切變、700 hPa低渦切變、地面冷鋒為降水提供了系統性動力抬升條件，西南氣流輸送為暴雨提供了水汽來源，地面冷鋒觸發了對流，上干下濕、上冷下暖的對流性不穩定層結使強對流發生發展成為可能。

（2）由紅外云圖可知，對流云系發展區為兩高之間的切變區，與588 dagpm線、312 dagpm線有很好的對應關系。

（3）紅外云圖能反映強對流發生的區域，從可見光云圖可以看出對流云團的結構變化以及環境場特征，從水汽云圖可以看出上升運動的強弱，幾種云圖對強對流天氣都有很好的監視效果。

7? ? 參考文獻

[1] 李安泰，何宏讓.WRF模式中不同云微物理參數化方案對舟曲“8.8”暴雨過程模擬的影響[C]//中國氣象學會.第28屆中國氣象學會年會：S3天氣預報災害天氣研究與預報.北京：中國氣象學會，2011.

[2] 曲曉波，張濤，劉鑫華，等.舟曲“8·8”特大山洪泥石流災害氣象成因分析[J].氣象，2010，36（10）：102-105.

[3] 狄瀟泓，吉惠敏，肖瑋，等.“8·8”舟曲特大泥石流天氣背景分析[J].安徽農業科學，2013，41（12）：5448-5452.

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[5] 趙玉春，崔春光.2010年8月8日舟曲特大泥石流暴雨天氣過程成因分析[J].暴雨災害，2010，29（3）：289-295.

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[11] 王金輝.2008年秋季克州地區一次大到暴雨天氣過程診斷分析[J].安徽農業科學，2010，38（3）：1351-1353.