李天方 崔曉燕

摘要：本文主要利用常規(guī)氣象觀測資料，NCEP再分析資料，甘孜州新一代多普勒天氣雷達(dá)資料，自動雨量站資料，對2017年8月10日甘孜州南部地區(qū)的區(qū)域暴雨天氣進(jìn)行了綜合診斷分析。結(jié)果表明：1.過程開始前在青海地區(qū)有小高壓存在，高壓中吹出的西北風(fēng)與西南風(fēng)在甘孜州南部形成切變線，對甘孜州南部區(qū)域暴雨有一定的指示意義;2.探空圖中巴塘站濕層深厚達(dá)到飽和且有一定的不穩(wěn)定能量，且是水汽輻合的中心，西藏有源源不斷的水汽向甘孜州南部輸送，副熱帶高壓東退給甘孜州打通了來自南海的另一條水汽輸送通道。3.巴塘站低層的東北風(fēng)轉(zhuǎn)為南風(fēng)，高層仍為偏東北風(fēng)，有利于不穩(wěn)定能量的積累和甘孜州南部地區(qū)對流有效位能的增加，為此次區(qū)域暴雨提供了熱力條件，200hPa上南亞高壓反氣旋環(huán)流的抽吸作用，垂直速度和渦度在不同高度上的變化，對此次暴雨提供了一定的動力作用。4.高原地區(qū)對流云系發(fā)展越旺盛，云頂亮溫越低的地方不一定對應(yīng)著降水達(dá)值區(qū)。5.層狀云降水回波持續(xù)影響甘孜州南部，造成了甘孜州南部區(qū)域暴雨過程。

關(guān)鍵詞：暴雨;水汽;南亞高壓;垂直速度;云頂亮溫;層狀云降水回波

引言

暴雨是我國主要災(zāi)害性天氣之一，一直受到氣象工作者的重點(diǎn)關(guān)注。目前很多學(xué)者通過對暴雨的環(huán)流背景、影響系統(tǒng)、動力機(jī)制、水汽收支與能量輸送、中尺度結(jié)構(gòu)特征、衛(wèi)星云圖及暴雨預(yù)報方法研究等進(jìn)行了很多研究，并取得了大量研究成果^【1-3】。近年來本省氣象工作者對甘孜州夏季暴雨的研究也有很多成果^【4-6】，這些成果不僅對認(rèn)識暴雨，而且對指導(dǎo)暴雨預(yù)報時間產(chǎn)生了積極作用。甘孜州位于四川省西部，地處中國最高一級階梯向第二級階梯云貴高原和四川盆地過渡地帶，屬橫斷山系北段川西高山高原區(qū)，青藏高原的一部分，甘孜州地貌具有地勢高亢、北高南低、中部突起、東南緣深切、山川平行相間、江河自北向南縱貫、地域差異明顯等特征，由于這種特殊的地形又使得甘孜州東部、南部是強(qiáng)降水多發(fā)的區(qū)域，強(qiáng)降水易引發(fā)山洪、泥石流、滑坡等災(zāi)害對人民生命財產(chǎn)安全是一個嚴(yán)重威脅。所以研究暴雨的預(yù)報技術(shù)方法對維護(hù)甘孜州社會穩(wěn)定既經(jīng)濟(jì)、生態(tài)發(fā)展，防災(zāi)減災(zāi)等方面都具有十分重大的意義。

1天氣實(shí)況

2017年8月10日，甘孜州南部地區(qū)出現(xiàn)了今年汛期以來首場區(qū)域性暴雨。巴塘、理塘、雅江、鄉(xiāng)城、稻城、九龍境內(nèi)共30個雨量監(jiān)測站降了暴雨（圖1）。最大降水量出現(xiàn)在巴塘縣波戈溪鄉(xiāng)波戈西村24小時降水量達(dá)46.8毫米。巴塘、理塘本站24小時降水量均超過40mm。從理塘縣逐小時降水量（圖略）來看最大小時雨強(qiáng)在9日20時左右及10日10時左右，且最大小時降水量只有5.9mm/h，此次區(qū)域暴雨過程中監(jiān)測站達(dá)到短時強(qiáng)降水標(biāo)準(zhǔn)，降水過程在10日傍晚時趨于結(jié)束。因此這次區(qū)域性暴雨以穩(wěn)定性降水為主，降水強(qiáng)度不大，但持續(xù)時間長，影響范圍較廣。受強(qiáng)此次區(qū)域暴雨影響在得榮縣境內(nèi)出現(xiàn)了泥石流災(zāi)害。

2 環(huán)流背景及主要影響系統(tǒng)

從9日08時高度場（圖2a）來看東亞中高緯為一寬廣的槽區(qū)，新疆到青海地區(qū)為較強(qiáng)的西北氣流控制，在玉樹附近有一高壓環(huán)流（圖2b），甘孜州位于東亞大槽后部，西藏東部到高原南部有一風(fēng)場切變線，該切變線呈東西走向，它是來自孟加拉灣的西南氣流與來自青海小高壓中吹出的東北風(fēng)在此處發(fā)展相遇的結(jié)果。副熱帶高壓西脊點(diǎn)位于北緯25^。N附近，隨著時間推移，到9日20時東亞大槽緩慢東移，位于玉樹附近的高壓減弱消失，在西藏東部到甘孜州西南部有一低渦生成（圖2c），副熱帶高壓位置東退南壓到北緯20^。N附近，并配合有負(fù)變高和負(fù)變壓，巴塘-昌都-林芝一帶為溫度露點(diǎn)差≤2℃的濕區(qū)，濕度條件較好。10日08時副熱帶高壓繼續(xù)東退，甘孜州受副高外圍的東南氣流與南支槽前的西南氣流共同影響，來自南海和孟加拉灣的水汽在此區(qū)域匯合（圖2d）。10日20時暴雨過程趨于結(jié)束時，副高位置穩(wěn)定少動，暴雨區(qū)域轉(zhuǎn)為南支槽前一致的西南氣流影響。

此次過程前，9日08時暴雨區(qū)為南亞高壓控制，高原南部為南亞高壓前部的偏北氣流，9日20時，南亞高壓前部的偏北氣流有所加強(qiáng)，提供了高層的輻散條件^【7】。 從天氣系統(tǒng)變化來看，過程前中緯度西風(fēng)帶急流位于新疆到甘孜州北部，過程開始后中緯度西風(fēng)急流減弱，而高原上西南氣流加強(qiáng)，它使切變線上的正渦度平流加強(qiáng)，促使切變線加強(qiáng)，演變形成一低渦。

從9日20時巴塘站探空圖（圖略）可以看出從700hPa到300hpa的相對濕度均大于80%，沙氏指數(shù)值為-1.59說明此時的大氣層結(jié)已經(jīng)處于不穩(wěn)定狀態(tài)，對流有效位能為296.7J/Kg具有一部分能量。

3.物理量診斷

3.1 水汽條件

暴雨是在大氣飽和比濕達(dá)到相當(dāng)大的數(shù)值以上才形成的。除了相當(dāng)高的飽和比濕外，還必須有充分的水汽供應(yīng)。從巴塘探空資料分析看出9日08時，濕層只從700hPq到650hPa左右，500hPa的高度為一干區(qū)，到9日20時可以看到濕度明顯增大，濕層從700hPa擴(kuò)展到300hPa。高空圖中暴雨區(qū)所在位置到西藏東部都為溫度露點(diǎn)差小于2℃的濕區(qū)，表明有充足的水汽向暴雨區(qū)輸送并向中高層發(fā)展，使整層大氣逐漸趨于飽和。從水汽通量場垂直剖面圖（圖3（a））來看，甘孜州南部都處于水汽輻合區(qū)，其中巴塘站是水汽輻合的中心，水汽通量散度場（圖3（b））來看在西藏東南部源源不斷有水汽向甘孜州南部輸送。此外，9日08時副熱帶高壓西脊點(diǎn)位于北緯25^。N附近，甘孜州南部位于副熱帶高壓的邊緣，本就有來自南海的水汽補(bǔ)充，20時當(dāng)副熱帶高壓東退南時，東南氣流進(jìn)一步加強(qiáng)，水汽輸送條件更好。來自西藏東部的西南氣流和副高東退時副高邊緣的東南氣流，兩股強(qiáng)大的水汽輸送加上甘孜州南部地區(qū)本地水汽為此次暴雨提供了充足的水汽條件。

4熱力及動力條件

9日08時巴塘站探空圖上低層為東北風(fēng)，且層結(jié)穩(wěn)定，無不穩(wěn)定能量，到9日20時過程開始時，探空圖上低層的東北風(fēng)轉(zhuǎn)為南風(fēng)，高層仍未偏東北風(fēng)，有利于不穩(wěn)定能量的積累和甘孜州南部地區(qū)對流有效位能的增加^【7】，為此次區(qū)域暴雨提供了熱力條件。

此次暴雨過程200hPa上甘孜州南部受南亞高壓控制，9日08時過程前和9日20時過程開始，偏北風(fēng)明顯的增大，是甘孜州南部地區(qū)的高層輻散增強(qiáng)。500hPa上，沿30^。N做ω的垂直剖面（圖略））可看到，9日20時，甘孜州南部為一致的上升運(yùn)動區(qū)，理塘縣為上升運(yùn)動區(qū)域的中心，中心值為-0.9（10^-2hPa/m）;從渦度的垂直剖面（圖略））來看，500hPa以上的區(qū)域?yàn)樨?fù)渦度反氣旋式流場明顯，500hPa以下為正渦度區(qū)說明低層有切邊輻合。高層的負(fù)渦度絕對值大于正渦度絕對值，抽吸作用明顯，形成較強(qiáng)的上升運(yùn)動。為此次暴雨提供了較好的動力條件。

衛(wèi)星云圖特征

在動熱力等有利條件作用下，所發(fā)展起來的中小尺度對流云是造成暴雨的直接系統(tǒng)，對流云團(tuán)通常在位于正渦度且伴有高（低）空輻散（合）結(jié)構(gòu)的區(qū)域。9日20時在甘孜州南部有成片的中低云覆蓋，其中在巴塘、稻城、理塘境內(nèi)有分散的對流云系，對流云系與降水落區(qū)有較好的對應(yīng)，但是甘孜州北部的對流云系發(fā)展明顯，尤其在白玉、新龍兩縣處的對流云發(fā)展較為強(qiáng)盛，而實(shí)況顯示在該地區(qū)卻無降水產(chǎn)生。但在降水明顯的得榮及巴塘等縣附近卻只是一些中低云覆蓋，1 h最大降水量分卻別為4.0mm，3.9mm，云頂亮溫低的地方無降水產(chǎn)生，而云頂亮溫大的區(qū)域降水卻較明顯，這說明在高原區(qū)域?qū)α髟葡蛋l(fā)展越旺盛，云頂亮溫越低的地方不一定對應(yīng)著降水達(dá)值區(qū)。

6 雷達(dá)拼圖回波演變特征

由于降水過程范圍較大，甘孜州新一代多普勒雷達(dá)不足以很好的監(jiān)測整個過程。在基本反射率因子拼圖上（圖4（a）），可以看見在雅江-理塘一線回波以大片的層狀云降水為主，強(qiáng)度在20～35dBz之間，最大在40～50dBz之間，且從9日20時開始回波強(qiáng)度和范圍一直維持，直至10日20時左右回波趨于減弱（圖4（b）），降水也趨于結(jié)束。由于層狀云降水回波持續(xù)影響甘孜州南部，造成了甘孜州南部區(qū)域暴雨。

7結(jié)論

1. 過程開始前在玉樹附近有一高壓環(huán)流，該高壓環(huán)流中吹出的東北風(fēng)與來自孟加拉灣的西南氣流在西藏東部到高原南部形成一切變線，過程開始后中緯度西風(fēng)急流減弱，而高原上西南氣流加強(qiáng)，使切變線上的正渦度平流加強(qiáng)，促使切變線加強(qiáng)，演變形成一低渦。

2. 暴雨區(qū)整層大氣趨于飽和，甘孜州南部都處于水汽輻合區(qū)，其中巴塘站是水汽輻合的中心，西藏東南部源源不斷有水汽向甘孜州南部輸送，此外，副高東退時副高邊緣的東南氣流也向此地輸送了大量的水汽。西南氣流和東南氣流兩股氣流的匯合為暴雨區(qū)提供了充沛的水汽條件，對此次暴雨有明顯的指示意義。

3. 巴塘站低層的東北風(fēng)轉(zhuǎn)為南風(fēng)，高層仍為偏東北風(fēng)，有利于不穩(wěn)定能量的積累和甘孜州南部地區(qū)對流有效位能的增加，為此次區(qū)域暴雨提供了熱力條件，200hPa上南亞高壓反氣旋環(huán)流的抽吸作用，垂直速度和渦度在不同高度上的變化，對此次暴雨提供了一定的動力作用。

4.?高原地區(qū)對流云系發(fā)展越旺盛，云頂亮溫越低的地方不一定對應(yīng)著降水達(dá)值區(qū)。

5.?層狀云降水回波持續(xù)影響甘孜州南部，造成了甘孜州南部區(qū)域暴雨。

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（作者單位：1.甘孜州氣象局;2.四川省崇州市氣象局）