摘 要：對8月20日西藏自治區(qū)拉薩市城關(guān)區(qū)周邊強(qiáng)對流天氣過程進(jìn)行天氣學(xué)與多普勒天氣雷達(dá)特征分析，結(jié)果顯示：此次天氣過程主要受500 hPa西太平洋副熱帶高壓西伸影響，加之在特殊地形的動力作用和近地層熱力差異的熱力條件下，導(dǎo)致出現(xiàn)短時強(qiáng)降水現(xiàn)象；數(shù)值模式環(huán)境潛勢場的演變有充足的水汽條件和不穩(wěn)定能量，并形成了有利于發(fā)生強(qiáng)對流天氣的“上干冷下暖濕”的高低空配置；天氣雷達(dá)反射率場上對流風(fēng)暴的最強(qiáng)回波達(dá)60 dBz，在拉薩周邊有明顯的爬坡和下坡過程，對流風(fēng)暴由塊狀發(fā)展成線狀，并隨著地形的變化分散成多單體對流風(fēng)暴；徑向速度場在強(qiáng)降水發(fā)生區(qū)域有明顯的“速度對”和反氣旋式輻合。

關(guān)鍵詞：強(qiáng)對流天氣；拉薩；短時強(qiáng)降水；雷達(dá)

中圖分類號：P458.1 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B 文章編號：2095–3305（2024）07–0-04

西藏自治區(qū)汛期強(qiáng)對流天氣發(fā)生頻繁，受特殊地形和高海拔影響，其強(qiáng)對流天氣具有強(qiáng)度弱、局地性強(qiáng)、歷時短的特征。近年來，西藏自治區(qū)增設(shè)了很多氣象自動站，觀測手段也有顯著改進(jìn)，但受特殊環(huán)境條件的影響，西藏自治區(qū)短時強(qiáng)對流天氣實況收集仍是一大難點。在全球氣候變暖的大背景下，近年來，沿雅魯藏布江一線的農(nóng)田頻繁出現(xiàn)短時冰雹天氣；藏北和藏東北地區(qū)的牧民被雷擊致死的現(xiàn)象時有發(fā)生，且牲畜被雷擊的現(xiàn)象也頻繁發(fā)生?；诖?，西藏自治區(qū)強(qiáng)對流天氣的預(yù)報預(yù)警是氣象部門的重點工作之一。現(xiàn)對2023年8月20日西藏自治區(qū)拉薩城關(guān)區(qū)周邊強(qiáng)對流天氣過程進(jìn)行一次天氣學(xué)與多普勒天氣雷達(dá)特征分析，以期提高西藏自治區(qū)強(qiáng)對流天氣預(yù)報預(yù)警工作效率，為當(dāng)?shù)剞r(nóng)牧業(yè)發(fā)展提供科學(xué)、有效的氣象服務(wù)。

1 過程概述和跟蹤服務(wù)

2023年8月20日23：00，拉薩市城關(guān)區(qū)娘熱鄉(xiāng)及周邊區(qū)域出現(xiàn)了短時強(qiáng)降水天氣，并伴有雷電、弱雷暴、大風(fēng)。新一代天氣雷達(dá)組合反射率場和徑向速度場分析表明，該區(qū)域存在團(tuán)狀對流、線狀對流、反氣旋式輻合等天氣系統(tǒng)特征。同時，拉薩市城關(guān)區(qū)北郊的部分特殊地形區(qū)域遭受山洪、城市內(nèi)澇等次生災(zāi)害的襲擊。這是2023年拉薩城關(guān)區(qū)周邊發(fā)生的最強(qiáng)對流天氣之一。

在拉薩市周圍26個國家氣象站中，有6個站出現(xiàn)了短時強(qiáng)降水，其中羅布林卡站小時雨強(qiáng)最大，達(dá)到15 mm；其次為稅務(wù)林站，小時雨強(qiáng)達(dá)14.9 mm。同時，拉薩西郊和北郊5個氣象站出現(xiàn)了5～6級的弱雷暴大風(fēng)（表1）。

2 影響系統(tǒng)和潛勢分析

2.1 背景環(huán)流

亞歐大陸中高緯500 hPa呈“兩槽一脊”的經(jīng)向型環(huán)流，副熱帶高壓為打通的狀態(tài)，向北延伸至40°N附近。

如圖1a所示，20日08：00，500 hPa副高略向西延伸，西伸脊點位于72°E，拉薩附近盛行偏北風(fēng)，此時溫度場暖中心位于阿里東部、那曲西部和日喀則一帶。

如圖1b所示，20日20：00，500 hPa拉薩附近風(fēng)向轉(zhuǎn)為東北風(fēng)，處于高壓單體邊緣，溫度場暖中心位置東移至拉薩市上空。同時，在400 hPa中層（圖略），青藏高原上仍受反氣旋控制；100 hPa南亞高壓中心穩(wěn)定位于青藏高原上空，有利于高層輻散和抽吸。

500 hPa拉薩處于高壓邊緣和暖中心控制區(qū)，不穩(wěn)定能量強(qiáng)，有利于強(qiáng)對流天氣的發(fā)生。

對歐洲中心模式環(huán)境潛勢預(yù)報進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)青藏高原整體受高壓控制。

如圖2a所示，拉薩市周邊處于高壓底部的輻合區(qū)內(nèi)，受東風(fēng)倒槽影響；由逐3 h風(fēng)場分析，倒槽由東向北抬、后西移影響拉薩城關(guān)區(qū)周邊。

如圖2b所示，拉薩上空的正渦度中心值隨時間的推移逐漸加強(qiáng)，有利于水汽輻合和上升運動。

2.2 探空分析

20日2c05c64f394ae1f5e588ff90bc5ed4bbe32c815bfb538281cbb3f67694c9ea6b00：00，拉薩站探空圖（圖3）上顯示為“上干下濕”的“喇叭口”層結(jié)狀態(tài)，300 hPa以上有明顯的冷空氣入侵。同時，垂直風(fēng)切變增至8 m/s，低層風(fēng)向為偏西風(fēng)，高層風(fēng)向轉(zhuǎn)為了偏北風(fēng)，有暖平流。此外，對流有效位能值增至387.4 J/kg，對流抑制能量值增至124.9 J/kg。此時，空氣中不穩(wěn)定能量強(qiáng)，更有利于引發(fā)強(qiáng)對流天氣過程[1-2]。

2.3 衛(wèi)星云圖

從衛(wèi)星云圖上看拉薩市附近云頂亮溫低，黑體亮度溫度（Black Body Temperature，TBB）為-50 ℃，對流云團(tuán)發(fā)展旺盛，且移動路徑清晰。

如圖4所示，對流云團(tuán)主要影響拉薩市中東部。23：30，對流云團(tuán)北抬影響拉薩北郊娘熱鄉(xiāng)附近；23：45，對流云團(tuán)后西移經(jīng)過拉薩西郊；21日00：00后，對流云團(tuán)南壓至尼木一帶。

3 多普勒天氣雷達(dá)

根據(jù)拉薩站天氣雷達(dá)的組合反射率場，娘熱鄉(xiāng)東北方向多單體風(fēng)暴組織，且由東北向西南移動，在此過程中多單體風(fēng)暴組織先呈團(tuán)狀，在南壓移動時呈線狀，并消散呈多個小的團(tuán)狀單體風(fēng)暴，其主要影響區(qū)域包括城關(guān)區(qū)西部和堆龍德慶區(qū)東部。

如圖5（a）所示，21：35，對流單體風(fēng)暴在林周縣慢慢組織發(fā)展，林周縣附近地面盛行偏北風(fēng)，對對流單體南壓具有驅(qū)動作用，在南壓過程中需要翻越拉薩市和林周縣之間的山脈，其提供了天然的抬升條件。

22：02，反射率較前1小時有明顯的上升，并且從最高反射率位置來看，最強(qiáng)回波位于拉薩市和林周縣之間的山地上空，但未達(dá)到最高反射率的最大范圍。

22：40，最強(qiáng)回波范圍有明顯擴(kuò)大，且略有南壓，但移速較上坡明顯減緩。在林周縣一帶有對流云團(tuán)補充上坡。

如圖5（b）所示，22：57，最強(qiáng)回波明顯增強(qiáng)，且范圍顯著擴(kuò)大，形成多單體風(fēng)暴。由于22：40～22：57單體風(fēng)暴在下山、下坡時氣團(tuán)受地形影響，正渦度增強(qiáng)為強(qiáng)對流天氣的發(fā)生提供了必要的抬升條件。加之娘熱鄉(xiāng)北窄南寬的 “喇叭口”地形，南下的氣團(tuán)在“喇叭口”地形下形成了反氣旋式輻合，導(dǎo)致該氣層形成不穩(wěn)定層結(jié)，為對流發(fā)生在近地層提供了輻合上升條件和不穩(wěn)定條件，配合高層高壓抽吸作用，娘熱鄉(xiāng)附近的整層配置非常有利于強(qiáng)對流天氣的形成[3-5]。

如圖5（c）所示，23：24在經(jīng)過娘熱鄉(xiāng)特殊地形后，南下的普通對流單體釋放出大量不穩(wěn)定能量，一部分不穩(wěn)定能量從“喇叭口”的娘熱鄉(xiāng)再次翻越山丘到達(dá)拉魯濕地，經(jīng)過上、下坡的抬升，在拉魯濕地再次形成不穩(wěn)定層結(jié)。團(tuán)狀對流單體向西移動，且對流單體風(fēng)暴由團(tuán)狀發(fā)展成狹長的線狀多單體風(fēng)暴，并在拉薩市西郊和北郊釋放不穩(wěn)定能量。

如圖5（d）所示，23：51，隨著不穩(wěn)定能量的充分釋放，線性多單體風(fēng)暴逐漸分散成多個小的團(tuán)狀的普通對流單體，并向西和西南方向移動，降水趨于結(jié)束。

根據(jù)城關(guān)區(qū)出現(xiàn)短時強(qiáng)降水的5個站溫度曲線變化發(fā)現(xiàn)，在發(fā)生對流天氣前的22 h時，有明顯的升溫過程（圖6）。對流氣團(tuán)在下坡過程中與邊界層的暖濕氣流在近地層匯合，下墊面熱力差異為此次強(qiáng)對流天氣的發(fā)生提供了良好的熱力條件[6-8]。這就是青藏高原特有的強(qiáng)對流，被稱為“熱對流”。

結(jié)合拉薩站探空圖可知，500 hPa高度距地面2 248 m，零度層高度距地面有2 679 m。從對流單體南下方向做剖面（圖7）可知，團(tuán)狀的普通對流單體風(fēng)暴在下坡過程中持續(xù)加強(qiáng)，且形成多個對流單體，強(qiáng)回波垂直方向發(fā)展高度為5 500～7 500 m，不含拉薩市平均海拔3 650 m，實際垂直方向發(fā)展高度距地面為1 900～3 900 m。

綜上所述，此次強(qiáng)對流的垂直向上主要發(fā)展高度在500 hPa至零度層之間。對流云團(tuán)徑向速度圖受地形影響，拉薩及周邊地區(qū)出現(xiàn)非常多的“速度對”與“零速度”。如圖8所示，娘熱鄉(xiāng)出現(xiàn)反氣旋式輻合，為強(qiáng)對流提供了抬升條件。

4 觸發(fā)機(jī)制

地形能影響大氣循環(huán)的動力、熱力及微物理，從而引起局地出現(xiàn)異常降水現(xiàn)象[9]。如圖9所示，拉薩市的地形為典型的河谷地形，南北方向被高山包圍，東西方向為狹長的河谷。南北方向的山地存在多個“喇叭口”狀的溝。此次短時強(qiáng)降水過程主要發(fā)生在娘熱鄉(xiāng)吉索村，該村位于半山坡的“溝中溝”，該地形易降水，且易形成山洪等災(zāi)害。

對流云團(tuán)由北向南運動，在林周縣至拉薩市邊界的運動軌跡為上坡—下坡，下坡時正渦度增強(qiáng)，有明顯的地形抬升和上升作用，“喇叭口”地形形成了明顯的輻合上升氣流，連續(xù)的上坡下坡過程提供了動力條件。

此次強(qiáng)對流天氣過程受地形的影響較大，娘熱鄉(xiāng)降水強(qiáng)度明顯高于市區(qū)，并且受地形的影響而導(dǎo)致雨水積累，造成嚴(yán)重的次生災(zāi)害。

5 結(jié)論

（1）青藏高原整體環(huán)流背景受高壓控制，在物理量場上，拉薩附近有明顯的輻合區(qū)，低層輻合上升配合高層南亞高壓的下沉運動，為拉薩市“熱對流”天氣的發(fā)生提供了良好的環(huán)流配置。

（2）根據(jù)環(huán)境潛勢分析發(fā)現(xiàn)，2023年8月20日20：00，在拉薩市探空圖上CAPE值和CIN值較白天有明顯的增加；高層為弱的干冷平流，低層為暖平流；為強(qiáng)對流天氣的發(fā)生提供了充足的不穩(wěn)定能量。

（3）雷達(dá)組合反射率場上，林周縣周邊的團(tuán)狀對流單體移動過程中受爬坡影響，使得對流加強(qiáng)，并在娘熱鄉(xiāng)附近下坡時回波強(qiáng)度達(dá)到最強(qiáng)。

（4）特殊的地形是造成此次短時強(qiáng)降水過程的主要觸發(fā)機(jī)制之一。

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