藏東地區一次極端持續性強降水水汽輸送特征

摘 要：利用常規氣象觀測資料、NCEP提供的GDAS數據，分析了2022年初夏西藏自治區昌都市一次極端持續強降水的成因，并利用HYSPLIY軌跡模式，分階段探討了此次極端強降水的水汽輸送特征。結果表明：2個不同降水階段的水汽路徑不同，經聚類后路徑有偏南和偏西。偏南路徑的水汽主要來源于阿海，且第一階段的水汽源頭可追溯至北印度洋，是北印度洋越赤道氣流的輸送。偏西路徑的第一階段水汽主要源于30°N的亞歐地區，最遠可以追溯至地中海、紅海；第二階段沿38°N新疆路徑，水汽主要源于中亞的巴爾喀什湖，這與500 hPa北部小高壓外圍的偏北冷空氣有關。

關鍵詞：藏東地區；極端強降水；水汽輸送

中圖分類號：P44 文獻標志碼：B 文章編號：2095–3305（2024）12–0-03

藏東地區地形復雜，各地年降水量差異較大，夏季強降水是藏東昌都市主要的災害性天氣， 水汽是產生降水的主要條件，因此分析水汽輸送情況對強降水成因的研究具有至關重要的作用，當前已有很多的學者研究了暴雨、暴雪的水汽情況[1-3]。大多研究指出我國夏季強降水的水汽主要來自孟加拉灣、南海、西北太平洋，夏季季風在其中扮演了重要的角色[4-6]。

為了進一步提升昌都市汛期強降水的預報質量和準確率，在分析影響系統的基礎上，利用HYSPLIT模式追蹤2022年5月16日20：00—21日20：00昌都市水汽輸送軌跡。這既是做好強降水預報服務工作的基礎，也是提高昌都市防災減災氣象應對能力的重要因素之一[7]。

1 強降水天氣特征

由圖1可知，研究時段內昌都市降水呈北多南少、累計雨量大的特點。2022年5月16日夜間至21日強降水主要集中在北部G317沿線的江達縣、卡若區、類烏齊縣、丁青縣及邊壩縣，全市各鄉鎮累計降水量在0.1～97.4 mm，共有115個站出現降水，其中有42個站累計雨量達50 mm以上，累計最大降水量出現在丁青縣覺恩鄉為94 mm，次累計最大降水量出現在類烏齊縣為86 mm。累計降水量較常年同期值相比，邊壩縣、貢覺縣、卡若區、類烏齊縣、江達縣、丁青縣呈特多100%～300%；洛隆縣、察雅縣偏多30%～90%。此次降水是近10年以來昌都北部較為極端的一次降水天氣過程。

此次過程持續時間長，從5月16日夜間開始至21日結束，持續時間長達5 d。其中，丁青縣覺恩鄉、類烏齊長毛嶺鄉、江達縣出現連續3 d中雨和2 d大雨；類烏齊縣、邊壩縣金嶺鄉、丁青縣桑多鄉、丁青縣城、江達縣娘西鄉、江達縣波羅鄉等地出現連續4 d的中雨；類烏齊縣伊日鄉、卡若區芒達鄉、卡若區尚卡鄉、邊壩縣加貢鄉、類烏齊縣尚卡鄉等地出現連續3 d的中雨。此次過程中，日最大降水出現在邊壩縣加貢鄉為

45 mm，次日最大降水出現在類烏齊縣為41.2 mm，均突破建站以來的降水極值。

圖1" 2022年5月16日20：00—21日20：00昌都市過程累計降水量

根據造成此次持續性強降水影響系統，該過程分為2個階段，第一階段是5月16日20：00—18日20：00，

強降水主要集中在17日夜間，主要分布在昌都西北部的邊壩縣、丁青縣、類烏齊縣，最大降水中心在邊壩縣加貢鄉為45 mm；第2個階段為5月19—21日，強降水主要集中在19日夜間，最大降水出現在丁青縣覺恩鄉，

為29.1 mm。

2 水汽輸送特征

昌都市強降水過程中，500 hPa形勢有高原切變線、高原低渦、高原槽3種主要環流型勢。而產生強降水的大氣環流形勢以高原切變線為主，此次2022年5月昌都市強降水的影響系統也是高原切變線[8]。

為了深入研究此次強降水的水汽特征，選取卡若區為水汽模擬起始點，有研究表明大氣中水汽輸送量最大的位置距地約2 km[9]。由于昌都市北部海拔大多在4 000 m以上，因此選取模擬層次分別為500、450、400 hPa，利用NOAA中心的GDAS資料和HYSPLIY模式進行后向軌跡研究，發現48、120、240 h的水汽后向軌跡基本一致。在此，將240 h水汽輸送軌跡代表此次強降水過程的水汽來源。

2.1 水汽輸送軌跡

第一階段（5月16日20：00—18日20：00）水汽輸送模擬軌跡見圖2a、圖3a，經過聚類共有40條軌跡進行分型后得出水汽輸送軌跡。

水汽來源主要有2條水汽路徑：一條是阿海—印度半島—孟加拉國路徑（路徑A，水汽貢獻率為80%），水汽主要源于阿海（其次是孟加拉灣），其源頭追溯至北印度洋，是北印度洋越赤道氣流的輸送，水汽經由阿海到印度半島后，其中一部分進入孟加拉灣北部，再自高原南部向藏東昌都北部強降水區輸送；另一條主要是地中海—西南亞—西藏路徑（路徑B，水汽貢獻率為20%），水汽主要源于30°N的亞歐地區，最遠可以追溯至地中海、紅海，水汽經由南亞沙特地區、南亞的伊朗和印度北部，至西藏向藏東北部昌都強降水區輸送。

第二階段（5月19—21日）水汽輸送模擬軌跡見圖2b、圖3b，經過聚類分型后得出水汽輸送軌跡。該階段的水汽來源主要有2條路徑，即北部和南路：南路（路徑C，水汽貢獻率為86%）與第一階段的相似，也是阿海—印度半島—孟加拉國路徑，水汽主要來源于阿海；北路（路徑D，水汽貢獻率為14%）是較第一階段偏差較大，主要是沿38°N新疆路徑，水汽主要來源于中亞的巴爾喀什湖、部分來源于北部新西伯利亞，水汽從西北方向北輸送至強降水區，這與500 hPa北部小高壓外圍的偏北冷空氣有關。對比2個階段的降水向前追蹤240 h的水汽輸送軌跡，發現2個階段的水汽軌跡以偏南方向的水汽輸送為主（水汽貢獻率均在80%以上）。

2.2 水汽路徑的氣壓追蹤情況

從第一階段水汽路徑的氣壓追蹤情況看，路徑A的水汽開始時位于880 hPa，到前3 d（72～240 h）氣團變化幅度很小，強降水發生前3 d（約60 h），進入高原后受地形影響而有所抬升，氣團上升至強降水區500 hPa。

路徑B的水汽開始時位于近600 hPa，變化幅度較路徑A明顯，這與氣團所經過的地形海拔有關，在水汽路徑聚類分型中可以看出路徑B經地中海—西南亞—西藏等地，水汽輸送至強降水區400 hPa。這也表明了路徑A的氣團由于來自低緯度熱帶印度洋，其水汽開始位置氣壓較路徑B的高（圖4）。

從第二階段水汽路徑的氣壓追蹤情況看，路徑C的水汽開始位于900 hPa，變化幅度與第一階段路徑A類似，也是在進入高原后受地形影響而有所抬升，氣團上升至500 hPa后進入強降水區。路徑D的水汽開始位在650 hPa，但是相比于第一階段的路徑B，其氣團在向前的第6天（144 h）起開始抬升，上升至400 hPa后進入強降水區（圖4）。

3 結論與討論

（1）此次強降水過程歷經5 d，短時強度強、日雨勢大、累積雨量多，是昌都北部近10年以來極端持續性強降水天氣。該強降水按影響系統主要分2個階段：第一階段主要是在高原低渦切變線的影響下，偏南低空急流建立造成的強降水；第二階段主要是高原低渦切變線和北部小高壓引導冷空氣南下造成的強降水。

（2）此次持續性強降水2個不同階段的水汽路徑不同，經聚類后偏南和偏西2條路徑。對比2個階段的降水向前追蹤240 h的水汽輸送軌跡發現，2個階段的水汽軌跡主要以偏南方向的水汽輸送為主（均在80%以上）。第一階段一條是阿海—印度半島—孟加拉國路徑（路徑A），水汽主要來源于阿海，其源頭追溯到北印度洋，是北印度洋越赤道氣流的輸送，水汽經由阿海到印度半島后，其中一部分進入孟加拉灣北部，再自高原南部向藏東昌都北部強降水區輸送；另一條主要是地中海—西南亞—西藏路徑（路徑B），水汽主要來源于30°N的亞歐地區，最遠可以追溯至地中海、紅海，水汽經由南亞沙特地區、南亞的伊朗和印度北部，至西藏向藏東北部昌都強降水區輸送。第二階段南路與第1階段的相似，也是阿海—印度半島—孟加拉國路徑，水汽主要來源于阿海；北路是較第一階段偏差較大，主要是沿38°N新疆路徑，水汽主要來源于中亞的巴爾喀什湖、部分來源于北部新西伯利亞，水汽從西北方向北輸送至強降水區，這與500 hPa北部小高壓外圍的偏北冷空氣有關。

（3）從2個階段水汽路徑的氣壓追蹤情況看，偏南路徑的水汽開始時均接近900 hPa，經過進入高原后受地形影響而有所抬升，達到500 hPa后輸送至強降水區。偏西路徑的水汽開始位置較高，位于650 hPa上下，到達400 hPa后進入強降水區。

參考文獻

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收稿日期：2024-09-24

基金項目：西藏自治區自然科學基金項目（XZ202301ZR0037G）；中國氣象科學研究院青藏高原與極地氣象科學研究所開放課題（ITPP2021K01）；中國氣象局創新發展專項項目（CXFZ2022J022）；中國科學院寒旱區陸面過程與氣候變化重點實驗室開放基金（LPCC2020002）。

作者簡介：邊瓊（1993—），女，西藏日喀則人，工程師，研究方向為天氣預報與應用。#通信作者：王騰（1985—），男，遼寧本溪人，工程師，研究方向為天氣預報與應用，E-mail：2433896294@qq.com。