2021年6月15—16日一次大到暴雨天氣過程分析

劉 存，賀永平

玉樹州氣象臺，青海玉樹 815099

1 天氣實況

2021年6月15 日18:00至夜間黃南南部、海南南部、果洛北部一線出現大到暴雨天氣（圖1），15日08:00至16日08:00共有16個站點達到大雨量級，1個站點達到暴雨量級，降水中心出現在班瑪縣吉卡鄉（53.9 mm）。此次降水過程是以短強為主的對流性降水，并伴有雷暴、冰雹等強對流天氣。

圖1 2021年6月15日08:00至16日08:00青海省降水實況圖

2 成因分析

2.1 尺度環流背景及影響系統

2021年6月15 日08:00時高空形勢，500 hPa青海省東南部處于副高外圍西南氣流中，且副高增強、西伸北抬；青海上游地區有西風帶短波槽過境，影響青海地區；高原槽略有東移并加強（圖2a）。副熱帶高壓、西風帶系統和高原系統均在青海東南部地區匯聚。200 hPa青海省處于南壓高壓控制中，相應在地面有暖低壓中心存在，在青海省南部地區高空風速較小，不利于系統快速移動，因此系統在青海東南地區維持時間較長（圖2b）[1]。

圖2 2021年6月15日08:00 500 hPa（a）、200 hPa（b）高空形勢場

2.2 地面形勢分析

從地面資料分析，此次降水受鋒面抬升觸發（圖3a）。6月15日08:00，在高空西風槽的引導下，地面冷空氣向南爆發，西路冷空氣前沿地面冷鋒已東移至青海省海西東部地區，東路冷空氣沿河西走廊南下，冷鋒和冷空氣的南下為此次過程提供了動力條件和對流觸發條件[2]。

從6月15日14:00的 地 面 圖 分析，果洛南部地區存在明顯的暖低壓，14:00，果洛、海南南部、黃南南部地區溫度較高，果洛中部有輻合線存在，觸發了不穩定能量的釋放（圖3b）。

圖3 2021年6月15日至16日地面冷鋒路徑（a）、15日14:00地面填圖（b）

3 診斷分析

3.1 水汽條件

從2021年6月15日17:00地面比濕可以看出，青海東南部地區的比濕較 大，為10~12 g/kg（圖4）；分 析600 hPa水汽通量散度，水汽輻合中心與降水中心較為吻合，為該地區的降水產生和維持提供了充足的水汽供應。

圖4 2021年6月15日17:00地面填圖比濕

3.2 動力條件

從6月15日20:00散度場可以看到，500 hPa散度場青海南部地區為輻合區，在果洛北部、海南南部地區有一個輻合中心（圖5a）。高層100 hPa青海南部地區處于輻散區，在果洛北部、海南南部、黃南南部地區為一個明顯的輻散中心，這種低層輻合，高層輻散，為降水量強提供了很好的動力條件。

根據15日20:00垂直速度場，500 hPa上青海南部地區處在垂直運動上升區，在果洛、海南南部一線有明顯的垂直上升運動的大值區（圖5b）。200 hPa上在青海南部地區上升運動較為明顯，黃南南部有明顯的垂直上升運動的大值區。由此可見，從底層到高層，果洛、海南南部、黃南南部一線地區強烈的上升運動將底層的水汽輸送到高層，成為該地區的強降水的有利條件。

圖5 2021年6月15日20:00散度場（a）、垂直速度場（b）

3.3 不穩定條件

15日達日站08:00的探空資料分析，整層濕層深厚，有利于短時強降水的發生，低層為偏東風，高層偏西風，0~6 km垂直風切變大（圖6）。

圖6 魯中山區強對流天氣月變化

4 紅外云圖

由于副高584線略微西伸北抬，地面淺薄的冷空氣與584線外圍暖濕氣流相遇后激發對流天氣，對流云團隨著中層的副高584線北側環流自西向東緩慢移動并擴大，6月15日14:00，果洛北部地區有對流云團生成，并在副高暖濕氣流外側發展、加強（圖7a），18:00，玉樹北部、果洛、海南、黃南上空對流云團發展旺盛（圖7b）；17:00~22:00，玉樹北部、果洛、海南、黃南上空云團維持并發展、加強，22:00，玉樹北部地區的對流云團逐漸東移，并與果洛上空的對流云系合并為一個較大的中尺度云團，降水持續（圖7c）。從風4紅外云圖中發生降水的區域和云頂TBB分析可以得到，較強的降水區域出現在云團移動方向前側的TBB梯度最大區域，云圖對此次降水過程的云系發展和維持有較好的監測。

圖7 2021年6月15日14:00（a）、18:00（b）、22:00（c）紅外云圖

5 自動站氣象要素

選取班瑪縣吉卡鄉（小時雨強為46.5 mm）為代表站，分析降水開始前每小時自動氣象要素資料得出（圖8），班瑪縣吉卡鄉代表站在15日強降雨發生前14:00~20:00的溫、壓、濕變化趨勢為：氣溫逐漸增加，到16:00達到最高值25.7℃，16:00以后氣溫逐漸下降。在短時強降水發生前1 h，也就是19:00，所有氣象要素均有明顯變化，氣溫1 h內下降了2.9℃，露點溫度下降了0.7℃，氣壓上升了3.4 hPa；19:00~20:00短時強降水發生，氣溫下降了11.9℃，氣壓猛升了9.1 hPa，露點溫度基本不變。由此次單站要素反應，冷空氣從17:00開始入侵，而強降水就是在冷暖空氣交匯時段19:00~20:00發生。在此次短時強降水發生前1 h的氣溫明顯下降、氣壓上升，這些氣象要素變化預示著強對流天氣的發生。

圖8 班瑪縣吉卡鄉地面三線圖

6 模式檢驗

對6月15日08:00至16日08:00 24 h降水的預報，對比分析GRAPES-3KM模式和北京9KM模式得出，GRAPES-3KM模式對中到大量級降水預報較好，北京9KM模式與實況相比偏差較大。其中，GRAPES-3KM模式隨預報時次的臨近調整較為明顯，降水的落區和量級均有增大，此外，GRAPES-3KM模式和北京9KM模式對班瑪地區局地的中到暴雨均有漏報。

綜合來看，GRAPES-3KM模式對此次過程預報與實況更為接近，對大降水量級的把握更好，但兩家模式對大降水的落區預報稍有偏北。

7 結論

（1）此次過程為一次全省大范圍的降水，青海中南部地區降水量級較大，最大降水中心在班瑪縣吉卡鄉（53.9 mm）。

（2）此次過程主要受南亞高壓及副高外圍西南氣流影響，副高增強，青海上游地區有西風帶短波槽過境，西風帶系統和高原系統均在青海東南部地區匯聚，果洛南部有地面輻合線。

（3）從紅外云圖來看，對流云團在果洛、海南、黃南、玉樹北部地區發展持續時間較長。從自動站氣象要素分析來看，在短時強降水發生前1 h，所有氣象要素均有明顯的變化。

（4）根據中尺度模式預報，GRAPES -3KM模式對此次過程預報與實況更為接近，對大降水量級的把握更好，但兩家模式對大降水的落區預報稍有偏北。