次珍
(西藏自治區昌都市氣象局,西藏 昌都 854000)
本文利用常規氣象觀測資料、衛星云圖、探空等選取昌都和類烏齊代表站,對2020 年7 月昌都三次雷暴天氣進行對比分析,探討昌都地區對流天氣特征。
2020 年7 月9 日下午到夜里,昌都市卡若、丁青、邊壩、類烏齊、江達、貢覺、察雅等地出現雷暴天氣,其中丁青和江達的3 個站點6 小時降雨量≥20mm,代表站最大小時雨強出現在14至16時。
2020年7月15日傍晚到夜間,昌都市卡若、丁青、類烏齊、洛隆等地6 小時降雨量≥15mm,代表站的最大小時雨強出現在17至21時;察雅、八宿、貢覺、類烏齊、卡若、江達出現雷電,其中類烏齊站17 時27 分出現雷雨,隨后降冰雹且維持時間達14 分鐘,34 分鐘內出現11.7mm的短時強降水。
2020 年7 月24 日傍晚到夜間,八宿、察雅、貢覺、卡若、類烏齊等地的20多個觀測站6小時降雨量超過15mm,最大雨量出現在八宿縣北部,江達、卡若、芒康頻繁出現雷電。造成此次對流天氣的雷暴云團穩定少動,從發展、成熟到消散階段維持時間為23h,昌都和類烏齊兩個代表站的最強小時雨量先后出現在25日00到1時之間,分別為5.1mm、5.2mm。
三次雷暴天氣發生前發布了雷電預警信號,與實況對比:冰雹和大風空報或漏報明顯,而7 月15 日局地出現了短時強降水和冰雹,24日出現局地短時強降水,相對而言強的對流天氣預報正確;雷電預報基本與實況相符因此整體預警效果較好。
高空200hPa分析,三次雷暴日時南亞高壓是西部型,7 月9 日08 時高壓中心在山南南側,15 日08 時和24 日08 時高壓中心位置恰好處在昌都上空,因此高層強輻散抽吸作用,有利于強烈的上升運動(如圖1)。

圖1 2020年7月9日08時、15日08時、24日08時200hPa環流場
根據300hPa,2020 年7 月9 日08 時昌都處在高壓脊前西北氣流中,15 日08 時和24 日08 時分別受豎槽和橫槽控制,表明影響昌都的槽深厚,極易產生系統性抬升作用,有助于低層水汽向高層輸送(如圖2)。

圖2 2020年7月9日08時、15日08時、24日08時300hPa環流場
低層500hPa,2020 年7 月9 日08 時昌都北側延伸出了一條低渦切變線,20 時低渦位置沒有顯著變化,但是昌都北部的切變減弱消失。15 日08 和24 日08時昌都東側有低槽,到20時低槽加深繼續東移后形成低渦;15 日低渦位置穩定少動,相對于24 日偏西(如圖3)。

圖3 2020年7月9日20時、15日20時、24日20時500hPa環流場
綜上所述,從高層到低層配置,7 月15 日更有利于出現短時強降水和冰雹等強的對流天氣,24日低層低渦的位置偏東,對產生強的對流天氣不利;9日低渦切變不強,300hPa 附近西北氣流影響,整層的上升運動很弱,不利于產生較強的對流天氣。
無降水日,08 時cape 為零,0℃高度高于WBZ,整層干而且是一致的偏北風,300hPa 以上風速大,高層垂直風切變大。14 時訂正后出現較強cape。20 時對流抑制面積大于cape(如圖4)。

圖4 無降水日T?lnP圖(a)08時、(b)14時訂正后T?lnP圖、(c)20時T?lnP圖
08 時探空,三次雷暴日的T?lnP 圖上0℃和WBZ高度都相等,且都處在500hPa 附近(2km);風垂直切變(低層擾動)的位置不同,15 日和24 日位于500hPa附近,而9 日位于600hPa。15 日整層濕層很深厚,尤其是?10℃~?20℃的濕度條件好,而且cape 值面積大,存在較強對流潛勢。
根據當日14 時地面溫度和露點溫度訂正后,三次雷暴日cape 面積明顯增大(600~1200J/Kg),其中15 日cape 值增大到1500J/Kg 以上,24 日相對較差(1200J/Kg),9 日cape 值達到500J/Kg 左右(如圖5)。

圖5 2020年7月9日08時、15日08時、24日08時T?lnP圖
2020 年7 月9 日上午11 時,那曲比如縣至青海囊謙縣之間已經形成了兩個對流云團,逐漸東移南壓;14 時青海囊謙縣上空的對流云團強烈發展的同時快速移動,它的右后側也有新的對流云在發展,且已壓至昌都和類烏齊東北側,此時昌都和類烏齊站的TBB為?39℃、?40℃;15 時新發展的對流云仍在強烈發展并出現冷云蓋,中心色調變白,周圍有明顯的卷云砧;TBB 昌都降至?63℃,兩站TBB 梯度在?24℃左右,并已經出現降雨;16時冷云蓋面積增大掃過昌都繼續向東南發展移動,它的西北側邊界逐漸變光滑整齊位于類烏齊上空(3 小時TBB 梯度為?30℃),降水加強,昌都1小時降雨量2.4mm、類烏齊3mm,達到了預報時效內最大小時雨量;17 時云團西北邊界移至昌都站附近,云頂TBB 依然很低(?52℃),對流云團發展成圓形,四周邊界較光滑;18時云團完全移出昌都,繼續向東南移動,此時兩站的降雨結束(如圖6)。

圖6 2020年7月9日隨著昌都上空對流云的發展TBB的變化情況
2020 年7 月15 日17 時,昌都東北側 和類烏齊西北側分別有兩個對流云團在發展,兩個站位于云團的南側邊緣處,云頂TBB 在?22℃左右,17 時23 分類烏齊站開始出現降雨,27分出現雷電和冰雹且維持時間達14分鐘;隨著云團的東移南壓,到18時兩個對流云團相結合云頂面積明顯增大,云團四周邊界粗糙,云頂TBB 類烏齊站迅速降至?73℃,昌都站降至?48℃,云團處于強烈發展階段,類烏齊站34 分鐘內出現11.7mm 降水;18 時41 分類烏齊站降雨結束,而51 分昌都開始出現降雨,從19時云圖上看兩站上空的云頂TBB 繼續降至?75℃,云頂面積繼續增大,云團邊界變得光滑整齊;20 時云頂最低TBB 開始變暖,21 時類烏齊站TBB增暖至?52℃(如圖7)。

圖7 2020年7月15日隨著昌都上空隨著對流云的發展TBB的變化情況
2020 年7 月15 日22 時,昌都站TBB 為?52℃,且兩站的降雨強度明顯減弱;23 時云罩解體,冷云蓋消失,整個云團開始減弱消散,弱降水一直維持到16 日上午。
2020 年7 月24 日上午11 時,丁青北部和昌都東北側開始出現弱對流,18時昌都和類烏齊站TBB分別為?26℃、?13℃,且陣雨頻繁,到19時對流云在全市范圍發展,同時類烏齊西北側出現冷云罩,色調白亮,站點TBB 降至?74℃;19 時30 分白色冷云罩的面積明顯增大,覆蓋了類烏齊,45 分類烏齊出現雷雨;到20 時對流邊界壓至昌都附近(TBB 降至?58℃),此時高原東部還出現兩個獨立的冷云罩,分別位于江達、四川白玉;21 時隨著白色冷云罩面積的持續擴大,昌都已經出現降雨(TBB 繼續降至?74℃),1 小時降雨量為1.9mm;23 時三個冷云罩發展成了一個冷云罩(水平尺度為163km),中心位于昌都和類烏齊上空(如圖8)。
7月25日00時冷云罩面積開始減小,整個對流云團形狀已經發展成圓形,兩站TBB 為?76℃,昌都小時累計降水量達5.1mm;25 日1 時以后最冷云頂開始緩慢變暖(TBB 為?67℃),色調變暗,整個對流云團處于消散階段,類烏齊站39 分鐘內出現5.2mm 降水,未來6h兩站TBB 一直≥35℃,且類烏齊站小于昌都站,小時雨量大于昌都。兩站降雨一直持續到25 日10 時。整個對流云團從發展、成熟到消散階段維持時間為23h。

圖8 2020年7月24日隨著昌都上空隨著對流云的發展TBB的變化情況
300~500hPa,7 月15 日存在低槽,位置偏西,24 日低槽偏東;200hPa,15 日和24 日南亞高壓中心位于昌都上空。低層輻合和高層輻散配置條件好、槽深厚,促進低層水汽向高層輸送,且15日環流背景更有利于產生短時強降水和冰雹等強的對流天氣。
15 日08 時已經有明顯對流潛勢(cape=165J/Kg),且濕層深厚,接近?20℃層高度(5.6km),訂正后對流潛勢面積顯著增大(cape=1500J/Kg);24 日訂正后出現明顯對流潛勢(cape=1200J/Kg),但是濕層淺薄(?10℃以下);9 日濕層相對24 日深厚,但是對流潛勢較弱(cape=500J/Kg)。因此15 日不穩定條件和水汽條件相對好,500hPa 附近垂直風切造成低層擾動,能夠很好地觸發對流。
強對流對流云團邊緣或者冷云罩面積增大逼近測站區,以及強雷暴云團面積減小,且云頂TBB在?60~?75℃時,易出現短時強降水、冰雹等強的對流天氣。