王海燕 胡新華

摘 要：選取2016年8月16—18日發(fā)生在酒泉地區(qū)的1次暴雨天氣過(guò)程，利用MICAPS高空及地面資料、數(shù)值預(yù)報(bào)產(chǎn)品、衛(wèi)星云圖等，對(duì)此次過(guò)程的環(huán)流背景、影響系統(tǒng)、物理量條件等進(jìn)行了診斷分析。結(jié)果顯示，500hPa短波槽和700hPa氣旋輻合，高低層均存在“東高西低”的環(huán)流配置，以及大于90%相對(duì)濕度，暴雨發(fā)生時(shí)高層輻散、中低層輻合，對(duì)流層內(nèi)出現(xiàn)強(qiáng)烈的上升運(yùn)動(dòng)，這種流場(chǎng)的配置有利于水汽的輸送和匯聚。

關(guān)鍵詞：暴雨;物理量;診斷分析

中圖分類號(hào) P457.9 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A文章編號(hào) 1007-7731（2019）17-0151-05

Analysis of Rainstorm in Qiuquan City on August 16 to 18 in 2016

Wang Haiyan et al.

（Jiuquan Meteorological Bureau，Jiuquan 735000，China）

Abstract：In this paper，the rainstorm occurred in jiuquan city on August 16 to 18. Based on the MICAPS high altitude、ground data and numerical forecast product of circulation background，influence system，physical quantity and so on. This article include trough in the 500hPa、cyclone in the700hPa、the circulation situation of the east is higher than the west、relative humidity above 90%、strong upward movement in the troposphere.

Key words：Rainstorm;Physical quantity;Diagnostic analysis

1 天氣實(shí)況及災(zāi)情

1.1 天氣實(shí)況 2016年8月16—18日，酒泉市出現(xiàn)了區(qū)域性的降水天氣，全市有量降水站點(diǎn)共計(jì)98個(gè)，大于30mm的站點(diǎn)46個(gè)，大于20mm的站點(diǎn)76個(gè)，大于10mm的站點(diǎn)90個(gè)（圖1）。其中，17日酒泉市境內(nèi)有43個(gè)站點(diǎn)的降水量超過(guò)30m，達(dá)到了暴雨標(biāo)準(zhǔn)（河西標(biāo)準(zhǔn)）。過(guò)程累計(jì)最大降水出現(xiàn)在敦煌西千佛洞，降水量達(dá)54.2mm。此次降水持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)，雨量大，局地強(qiáng)降水時(shí)有發(fā)生。16日17時(shí)肅州區(qū)清水鎮(zhèn)1h降水量達(dá)15.6mm，雨強(qiáng)之大屬本地少有。肅州區(qū)過(guò)程累計(jì)降水量為19.0mm。17日敦煌西千佛洞04—08時(shí)過(guò)程降水累計(jì)達(dá)48.6mm。

1.2 災(zāi)情 此次暴雨天氣造成全市34個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)房屋進(jìn)水、裂縫，沖毀防洪壩、渠道、道路、橋涵、渡槽、堤壩等基礎(chǔ)設(shè)施，共計(jì)78km;農(nóng)業(yè)方面，引起葡萄等作物腐爛，葵花倒伏，造成直接經(jīng)濟(jì)損失達(dá)5718.27萬(wàn)元，其中：農(nóng)業(yè)損失達(dá)3660萬(wàn)元，基礎(chǔ)設(shè)施損失達(dá)2358.27萬(wàn)元。

2 環(huán)流背景演變

17日08時(shí)500hPa高空?qǐng)?，歐亞中高緯度為2槽1脊形勢(shì)，貝加爾湖北部有一高壓中心，貝加爾湖西部和東部分別有低壓中心，新疆西南部道青海冷湖有低槽，并有冷空氣堆積，冷空氣沿槽前西南氣流東移，推動(dòng)短波槽東移，溫度場(chǎng)明顯落后于高度場(chǎng)，短波槽將加強(qiáng)，酒泉市處于副高外圍，西南氣流控制下，溫度場(chǎng)明顯落后于高度場(chǎng)，高壓脊的阻擋作用致使冷空氣進(jìn)入河西西部以后滯留時(shí)間較長(zhǎng)，此時(shí)500hPa烏魯木齊和酒泉溫度相差9℃。17日08時(shí)700hPa貝加爾湖西部有1個(gè)溫度冷中心，中心值0℃，酒泉市附近有明顯冷平流，馬鬃山東北風(fēng)強(qiáng)勁，玉門和敦煌西分別有2個(gè)氣旋，降水期間隨著西南氣流發(fā)展，又為酒泉市提供了充足的水汽。新疆東南部有一溫度槽，冷空氣的加強(qiáng)有利于溫度槽加深，對(duì)流天氣加強(qiáng)，烏魯木齊和酒泉溫度相差8℃（圖2）。

3 物理量診斷分析

3.1 水汽條件

3.1.1 相對(duì)濕度 降水需要較好的水汽條件，水汽由源地水平輸送到降水地區(qū)，降水持續(xù)時(shí)間的長(zhǎng)短，影響著降水量的大小[1]。要形成降水，基本條件是水汽要夠充足，相對(duì)濕度要達(dá)到飽和相對(duì)濕度時(shí)能否出現(xiàn)降水的關(guān)鍵指標(biāo)。常規(guī)天氣圖上，相對(duì)濕度<30%為干區(qū)，相對(duì)濕度>70%為濕區(qū)。16日20時(shí)，酒泉市相對(duì)濕度較高，為濕區(qū)。瓜州-敦煌附近達(dá)到最高，達(dá)90%，17日酒泉市依然為濕區(qū)，哈密東部濕度達(dá)100%，對(duì)應(yīng)17日降水實(shí)況，瓜州、敦煌達(dá)到暴雨標(biāo)準(zhǔn)（圖3）。

3.1.2 水汽通量場(chǎng) 水汽通量，又稱水汽輸送量，其含義是單位時(shí)間內(nèi)流經(jīng)與速度矢正交的某一單位截面積的水汽質(zhì)量[2]，它表示了水汽輸送的強(qiáng)度和方向。17日08時(shí)圖4（a）酒泉市均為正值區(qū)，酒泉為最大值11.9g/（s*hPa*cm），表明500hPa水汽在此時(shí)流進(jìn)酒泉大于流出的，本地500hPa水汽條件較好;圖4（b）酒泉市也為正值，相對(duì)（a）數(shù)值偏小，馬鬃山東部為正值最大區(qū)，達(dá)到了13.9g/（s*hPa*cm），酒泉市西部值小于東部，綜合考慮可能和降水有關(guān)，08時(shí)左右正是酒泉市敦煌、瓜州大降水時(shí)段。

3.1.3 水汽通量散度 形成暴雨的必要條件之一是要有足夠多的水分。計(jì)算表明，單靠當(dāng)?shù)匾延械乃?，是不可能形成暴雨，必須要有水汽源源不斷地輸入，才有利于暴雨的形成[3]。在作暴雨分析和預(yù)報(bào)時(shí)，一定要考慮水汽輸送的問(wèn)題，表示這種輸送來(lái)的水汽集中程度的物理量就是水汽通量散度。圖5（a）500hPa酒泉市西部為正值，東部為負(fù)值，馬鬃山北部為負(fù)值大值區(qū)，說(shuō)明酒泉市西部水汽輸送出去而減少;圖5（b）700hPa酒泉市為負(fù)值，酒泉是負(fù)值最大，為-28.8g/（s*cm2*hPa），水汽通量是輻合的，水汽增加。綜合500hPa和700hPa水汽通量散度，高層水汽通量輻散，低層輻合，水汽下沉運(yùn)動(dòng)顯著，此時(shí)段為酒泉市降水主要時(shí)段。

3.2 動(dòng)力結(jié)構(gòu)特征

3.2.1 垂直速度 降水過(guò)程不僅需要較好的水汽條件，還需要好的垂直運(yùn)動(dòng)條件，水汽在降水地區(qū)幅合上升，在上升中絕熱膨脹冷卻凝結(jié)成云[4]。從8月17日08時(shí)垂直速度空間垂直剖面（圖6）可知，低層垂直速度幾乎為0，隨著高度上升，垂直速度逐漸減小，減小率較大，到400hPa左右垂直速度達(dá)到最小，且位置在瓜州附近;400hPa以上隨著高度上升，速度增大。這表明低層到400hPa，有著強(qiáng)烈的上升運(yùn)動(dòng)，對(duì)酒泉市的降水非常有利[5]。

3.2.2 垂直渦度場(chǎng)分析 垂直運(yùn)動(dòng)造成的水汽、動(dòng)量、渦度等物理量的垂直輸送對(duì)天氣系統(tǒng)的發(fā)展有著很大的影響[6]。從8月17日08時(shí)垂直渦度場(chǎng)空間垂直剖面（圖7）可知，低層到700hPa，酒泉（98°E、40°N）及馬鬃山北部為2個(gè)正速度中心，隨著高度上升，垂直渦度減小，且酒泉附近垂直渦度隨高度變化明顯;隨著高度的上升，酒泉到達(dá)500hPa渦度場(chǎng)為0，馬鬃山北都到達(dá)400hPa逐漸變?yōu)?，酒泉渦度場(chǎng)變化速度較快;400hPa以上渦度場(chǎng)均為正值。這表明明低層到400hPa，有強(qiáng)烈的垂直運(yùn)動(dòng)，對(duì)酒泉市降水非常有利。

3.2.3 溫度對(duì)數(shù)壓力 探空?qǐng)D8上，酒泉17日08時(shí)不穩(wěn)定能量最強(qiáng)盛，Li指數(shù)達(dá)到-0.53，表明河西西部中低層暖濕顯著增強(qiáng)，形成整層強(qiáng)的不穩(wěn)定層結(jié)，有降水的可能;cape指數(shù)達(dá)到276.6J/kg，說(shuō)明降水天氣發(fā)生儲(chǔ)存較多的能量[7]。在300～500hPa和600～850hPa的高度層中，狀態(tài)曲線總是大于層結(jié)曲線，顯示700hPa以上的大氣處在不穩(wěn)定的狀態(tài)之下，大氣中存在著大量的不穩(wěn)定能量，為降水發(fā)生的上升運(yùn)動(dòng)提供了所需的能量。

4 云圖

根據(jù)17日05時(shí)—17日08時(shí)的紅外云圖（圖9）演變顯示：17日05時(shí)，在肅北、瓜州以西地區(qū)分別有2個(gè)較強(qiáng)的成熟的中尺度氣旋性渦旋云系，且瓜州附近的云系為3個(gè)對(duì)流云系組成的云系、酒泉-祁連山附近有1個(gè)強(qiáng)對(duì)流云系，但強(qiáng)度弱于前2個(gè)云系，此時(shí)肅北縣周圍正處在此渦旋云系的影響之下，有降水產(chǎn)生[8]。此云系向東北方向緩慢推進(jìn)，在移動(dòng)過(guò)程中尺度云團(tuán)加強(qiáng)，前部對(duì)流單體分散，后部消散。06時(shí)，強(qiáng)對(duì)流云團(tuán)分別位于酒泉市敦煌、玉門和祁連山附近，造成了敦煌西千佛洞區(qū)域站的強(qiáng)降水。07對(duì)流云團(tuán)主體繼續(xù)向東南風(fēng)向移動(dòng)，祁連山附近云團(tuán)向酒泉移動(dòng)，酒泉開(kāi)始降水。08時(shí)酒泉市西部2個(gè)云團(tuán)繼續(xù)向東北方向移動(dòng)，其中1個(gè)與祁連山附近的云團(tuán)相遇，2個(gè)云團(tuán)加強(qiáng)，酒泉附近此時(shí)降水增大，酒泉市西部降水開(kāi)始減小。

5 結(jié)論

對(duì)于發(fā)生在河西西部的此類型暴雨，有以下預(yù)報(bào)著眼點(diǎn)：

（1）預(yù)報(bào)河西西部暴雨天氣，要密切關(guān)注大尺度天氣環(huán)流的演變特征，高低層均存在“東高西低”的環(huán)流配置，河套至內(nèi)蒙古西部高壓的存在，致使新疆冷槽不能快速東移，冷暖空氣交匯區(qū)在河西西部滯留時(shí)間較長(zhǎng)。

（2）密切注視對(duì)流層中層西風(fēng)帶短波槽、低層風(fēng)場(chǎng)切變形成及持續(xù)發(fā)展，此系統(tǒng)為河西西部形成暴雨提供了充沛的水汽條件。

（3）對(duì)暴雨發(fā)生前夕酒泉上空及上游地區(qū)要有較強(qiáng)的不穩(wěn)定能量蓄積，大氣層結(jié)處于不穩(wěn)定狀態(tài)。低層輻合，高層輻散，形成整層的上升運(yùn)動(dòng)，是暴雨發(fā)展和維持的動(dòng)力條件。

（4）衛(wèi)星云圖顯示，強(qiáng)降水落區(qū)時(shí)段與衛(wèi)星云圖演變有很好的對(duì)應(yīng)關(guān)系。

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（責(zé)編：張宏民）