2016年9月初安多縣一次暴雨天氣過程分析

肖卓靖

摘要 利用地面觀測資料、NCEP再分析資料、臺站觀測資料及衛(wèi)星云圖資料等，分析了2016年9月3—4日出現(xiàn)在安多縣的一次暴雨天氣過程。結(jié)果表明：200 hPa高空處西藏大部分地區(qū)被南亞高壓控制，安多縣出現(xiàn)在閉合高壓中心處，同時(shí)位于高空急流入口區(qū)右后方的強(qiáng)輻散區(qū)內(nèi)，受到高空輻散流場抽吸作用的影響，安多縣境內(nèi)的上升運(yùn)動強(qiáng)度上升。另外，在變壓、變溫和溫度露點(diǎn)差等地面氣象因素的共同作用下，使得安多縣出現(xiàn)了暴雨天氣過程;那曲地區(qū)中東部地區(qū)的溫度露點(diǎn)差低于4℃，說明該區(qū)域是強(qiáng)濕區(qū)域，而安多縣的溫度露點(diǎn)差不足1℃，上空空氣趨于飽和，說明暴雨天氣出現(xiàn)時(shí)有充足的水汽條件;低層輻合流場與高層輻散流場的配置，為上升運(yùn)動的加強(qiáng)和維持提供了有利條件，促進(jìn)強(qiáng)降水天氣的產(chǎn)生和持續(xù)。

關(guān)鍵詞 暴雨天氣;環(huán)流形勢;物理量場;安多縣

中圖分類號：P458.121.1 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B 文章編號：2095–3305（2022）03–0057–03

暴雨是我國的主要?dú)庀鬄?zāi)害之一，主要特點(diǎn)為突發(fā)性強(qiáng)、持續(xù)時(shí)間長、強(qiáng)度大，在暴雨出現(xiàn)的過程中往往會引發(fā)地質(zhì)災(zāi)害和洪澇災(zāi)害，嚴(yán)重威脅到人們生命財(cái)產(chǎn)的安全。暴雨會造成房屋和水庫坍塌、農(nóng)田淹沒、山洪暴發(fā)、通信和交通中斷，在危害人們生命安全的同時(shí)，還會影響工農(nóng)業(yè)的正常生產(chǎn)，并造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失。通過及時(shí)對暴雨天氣進(jìn)行預(yù)警預(yù)報(bào)，并啟動成熟有效的應(yīng)急預(yù)警方案，讓人們可以有充足的時(shí)間提前做好防御工作，將暴雨造成的損失降到最低。這對氣象防災(zāi)減災(zāi)、提高氣象預(yù)報(bào)服務(wù)工作的社會效益和經(jīng)濟(jì)效益具有十分重要的意義。

對暴雨天氣的研究一直以來都受到國內(nèi)外許多氣象學(xué)者和預(yù)報(bào)人員的重視，在這方面做出了大量有意義的研究工作，為提高對暴雨天氣的預(yù)報(bào)水平奠定基礎(chǔ)。閏敬華等[1]研究了鋒面附近的β中尺度暴雨云團(tuán)系統(tǒng)，提出了切變線擾動附近中性層結(jié)、近地層能量鋒以及擾動附近中低層強(qiáng)的風(fēng)垂直切變3個(gè)因子的正效應(yīng)相迭加，可導(dǎo)致β中尺度系統(tǒng)發(fā)展;江措塔杰等[2]分析了2016年7月西藏那曲持續(xù)性降雨天氣過程，得出此次持續(xù)降雨天氣主要出現(xiàn)在500 hPa青藏高原西北部低槽東移南下和地面冷空氣配合的環(huán)流背景中，西北冷空氣入侵觸發(fā)了此次持續(xù)性降水天氣，而高能高濕的條件使降水持續(xù);李積宏等[3]分析了那曲縣一次短歷時(shí)強(qiáng)降水天氣過程，得出造成此次降水的主要系統(tǒng)為南亞高壓穩(wěn)定控制高原，產(chǎn)生低空輻合、高空輻散的有利態(tài)和水汽補(bǔ)充充足，為降水天氣的出現(xiàn)提供了有利條件;伏陽虎等[4]通過分析了2016年6月15—16日西藏雅魯藏布江一線中到大雨降水天氣，得出歐亞中高緯徑向環(huán)流強(qiáng)，中高層雅魯藏布江一線深厚的切變線是這次降水的重要系統(tǒng);孔凡超等[5]分析了2013年7月1日發(fā)生在河北中部的大暴雨天氣過程，得出河北中部的暴雨天氣分為暖區(qū)暴雨和切變線暴雨2個(gè)階段，在暖區(qū)暴雨發(fā)生過程中，低層水汽通量輻合急劇增強(qiáng)。

Maddox[6]指出MCC（Mesoscale Convective Complex）是在弱的地面鋒附近有明顯的南風(fēng)低空急流輸送暖濕空氣的區(qū)域生成，往往與對流層中層向東移動的短波槽相聯(lián)系;Conilio等[7]通過數(shù)值模擬和觀測對比，研究了高層垂直風(fēng)切變對強(qiáng)準(zhǔn)線性MCS（Mesoscale Convective System）;Kirkpatrick[8]通過數(shù)值試驗(yàn)，研究了對流系統(tǒng)的大尺度上升氣流和下沉氣流的多樣性特征和影響因子。

以2016年9月3—4日出現(xiàn)在安多縣的暴雨天氣過程為例，利用多種常規(guī)觀測資料和非常規(guī)資料，主要采用天氣分析、中尺度數(shù)值模擬和診斷分析的方法，研究了此次強(qiáng)降雨天氣過程影響系統(tǒng)的演變規(guī)律和可能的機(jī)制，進(jìn)一步加深對安多縣秋季暴雨的認(rèn)識，以期提高安多縣暴雨預(yù)報(bào)的準(zhǔn)確率，降低暴雨天氣對人們?nèi)粘Ｉa(chǎn)生活造成的影響。

1 天氣實(shí)況和氣象服務(wù)

2016年9月3日20：00～4日20：00那曲大部分地區(qū)出現(xiàn)了降水天氣，其中主雨帶出現(xiàn)在那曲中北部及東部各個(gè)縣（圖1），安多縣出現(xiàn)暴雨天氣，降水量達(dá)到54.2 mm，而嘉黎縣、比如縣兩地24 h的降水量也超過10 mm。在暴雨天氣沒有出現(xiàn)前，那曲地區(qū)氣象臺提前發(fā)布了《氣象預(yù)報(bào)信息》，并通過電子郵件發(fā)送給各個(gè)有關(guān)部門，還可以通過手機(jī)短信、微博、公共氣象服務(wù)網(wǎng)、電子郵件、微信公眾號等渠道向新聞媒體和社會公眾發(fā)送預(yù)警信息，同時(shí)運(yùn)用大眾媒體、影視傳媒提醒社會公眾，在降雨天氣出現(xiàn)時(shí)合理安排出行。針對這次暴雨天氣過程，那曲氣象部門提前發(fā)布?xì)庀箢A(yù)報(bào)信息，并做好跟蹤服務(wù)，及時(shí)發(fā)布預(yù)警信息，最大限度地降低災(zāi)害造成的損失。再加上反應(yīng)迅速、手段靈活，得到新聞媒體和社會公眾的充分肯定。

2 環(huán)流形勢

2.1 高空形勢

2016年9月3日20：00（圖2a），500 hPa中高緯度地區(qū)呈現(xiàn)出“兩槽一脊”的環(huán)流形勢，其中在咸海到里海一帶存在高空槽，且強(qiáng)度較大，同時(shí)存在閉合的低渦中心，中心值達(dá)到了1 055.3 hPa，而寬廣的低槽幾乎控制內(nèi)蒙古到華北地區(qū)，有長波脊區(qū)出現(xiàn)在巴爾喀什湖到貝加爾湖一帶;在130°E、35°N的區(qū)域是副熱帶高壓所在的位置，在副熱帶高壓西南側(cè)有臺風(fēng)“莫蘭蒂”生成，在西藏南部60°E～90°E區(qū)域有一個(gè)較明顯的季風(fēng)槽出現(xiàn)，槽前幾乎分布在整個(gè)那曲地區(qū)。有源源不斷的暖濕氣流持續(xù)向高原地區(qū)進(jìn)行輸送，原來位于咸海到里海一帶的高空槽在向東移動的過程中，使得槽底的冷空氣在分流過程中不斷向南方地區(qū)轉(zhuǎn)移，再加上高原西北側(cè)的等高線與等溫線之間的夾角接近直角，說明存在較強(qiáng)的冷平流，而在安多縣上空存在北部強(qiáng)。冷空氣與南部暖濕氣流的交匯區(qū)域;結(jié)合200 hPa高空處的環(huán)流形勢（圖2b），西藏大部分地區(qū)被南亞高壓控制，而此時(shí)安多縣出現(xiàn)在閉合高壓中心處，同時(shí)位于高空急流入口區(qū)右后方的強(qiáng)輻散區(qū)內(nèi)，在高空輻散流場抽吸作用下，安多縣境內(nèi)的上升運(yùn)動強(qiáng)度提升，為暴雨天氣的發(fā)生發(fā)展提供了有利條件。

2.2 地面形勢

通過分析2016年9月3日20：00的地面圖，在西藏東部地區(qū)是“0”邊壓線所在位置，負(fù)變壓對整個(gè)那曲地區(qū)產(chǎn)生影響，此時(shí)安多縣的變壓值為-1 hPa。另外，通過分析24 h的變溫情況，那曲地區(qū)基本表現(xiàn)出負(fù)變溫，而此時(shí)安多縣的變溫值為-1℃，說明地面存在較弱的冷空氣。結(jié)合9月3日20：00的地面三線圖，在沒有出現(xiàn)暴雨天氣前，安多縣溫度露點(diǎn)差較大，而降雨天氣快出現(xiàn)時(shí)，溫度露點(diǎn)差開始減少，T-Td=1℃，說明大氣基本趨于飽和狀態(tài)，在變壓、變溫和溫度露點(diǎn)差等地面氣象因素的共同作用下，使安多縣出現(xiàn)暴雨天氣過程。

3 衛(wèi)星云圖分析

從風(fēng)云2E2G紅外通道中不難看出，在西藏中東部和北部地區(qū)有較明顯的MCC和MCS云團(tuán)出現(xiàn)，而安多縣上空的MCC云頂亮溫接近200 K，說明有旺盛的云系發(fā)展加強(qiáng)，此時(shí)在MCS云團(tuán)西側(cè)分布有安多縣。從云圖動畫中不難發(fā)現(xiàn)，北部地區(qū)的強(qiáng)云系發(fā)生發(fā)展和東移南壓的趨勢較明顯，西藏南部有強(qiáng)云系陸續(xù)生成，同時(shí)有北抬進(jìn)入高原的趨勢，有一明顯的水汽帶進(jìn)入西藏北部地區(qū)。結(jié)合9月3日13：30的水汽通量圖像，有一較強(qiáng)的水汽輸送帶出現(xiàn)在西藏西南部地區(qū)，而安多縣上空的水汽亮溫較低，整個(gè)西藏北部地區(qū)存在較強(qiáng)的濕區(qū)，云系移動方向與降水區(qū)之間有很好的對應(yīng)關(guān)系，衛(wèi)星云圖上出現(xiàn)十分明顯的強(qiáng)降雨落區(qū)，為短時(shí)和臨近天氣預(yù)報(bào)提供了較好的參考依據(jù)。

4 物理量場診斷分析

4.1 水汽條件

強(qiáng)降水天氣的出現(xiàn)需要有充足的水汽供應(yīng)。通過分析2016年9月3日20：00 500 hPa處的比濕場，西藏到青海一帶存在較密集的比濕等值線，而此時(shí)安多縣的比濕數(shù)值在4～6 g/kg之間;結(jié)合安多縣相對濕度水平剖面圖，在暴雨天氣出現(xiàn)前，安多縣不同高度層的相對濕度數(shù)值較大，尤其是9月3日20：00～4日08：00低層處的相對濕度值超過80%，且隨著時(shí)間的推移朝著400～300 hPa高度處擴(kuò)張，其中相對濕度的最大值達(dá)到96%。通過分析3日20：00 500 hPa高空處的溫度露點(diǎn)差，那曲地區(qū)中東部地區(qū)的溫度露點(diǎn)差低于4℃，說明該區(qū)域是強(qiáng)濕區(qū)域，而安多縣的溫度露點(diǎn)差不足1℃，上空空氣趨于飽和，說明暴雨天氣出現(xiàn)時(shí)存在充足的水汽條件。

4.2 假相當(dāng)位溫和K指數(shù)

在強(qiáng)降水天氣出現(xiàn)的過程中，大多伴隨著強(qiáng)的上升運(yùn)動，而上升運(yùn)動的維持需要較大的不穩(wěn)定能量。假相當(dāng)位溫可以反映出大氣熱力和能量狀況，在天氣分析中的應(yīng)用較廣泛。對安多縣的這次暴雨天氣來說，在9月3日08：00安多縣位于78 K的大值區(qū)內(nèi)，20：00則增大到82 K，4日08：00下降到80 K，然后開始逐漸減小。說明安多縣的熱力條件有利于暴雨天氣的出現(xiàn)。K指數(shù)是判斷大氣穩(wěn)定度的指標(biāo)之一。K指數(shù)越大，說明大氣層結(jié)極不穩(wěn)定，通常K指數(shù)在35℃以上，說明出現(xiàn)暴雨天氣的概率較大。9月3日08：00，K指數(shù)為36℃，20：00增大到38℃，23日08：00則開始逐漸下降。由此不難看出，在3日20：00后K指數(shù)達(dá)到不穩(wěn)定能量的最大值，與降水量實(shí)況基本保持一致，強(qiáng)降水天氣在3日20：00達(dá)到最大，隨后則開始逐漸減小，直至趨于結(jié)束。結(jié)合沙氏指數(shù)SI也能判斷大氣穩(wěn)定度，在暴雨天氣出現(xiàn)的過程中SI指數(shù)也提示大氣的強(qiáng)不穩(wěn)定性。與此同時(shí)，在暴雨天氣出現(xiàn)的過程中，安多縣0～6 km垂直風(fēng)切變強(qiáng)度相對較弱。

4.3 動力抬升條件

結(jié)合安多縣散度空間剖面圖，2016年9月3日20：00，在安多縣500～400 hPa高度處附近整層以負(fù)的散度值為主，低層有強(qiáng)輻合中心存在，其強(qiáng)度為-0.4× 10-5 s-1，而在300～150 hPa高度處附近存在一個(gè)輻散區(qū)，同時(shí)存在一個(gè)強(qiáng)的輻散中心，數(shù)值高達(dá)0.6×10-5 s-1，其中較低層的強(qiáng)度輻合值越大。由此可見，低層輻合流場與高層輻散流場的配置，為上升運(yùn)動的加強(qiáng)和上升運(yùn)動的維持提供了有利條件，促進(jìn)強(qiáng)降水天氣的出現(xiàn)和持續(xù)。

5 結(jié)論

（1）200 hPa高空處西藏大部分地區(qū)被南亞高壓控制，安多縣出現(xiàn)在閉合高壓中心處，同時(shí)位于高空急流入口區(qū)右后方的強(qiáng)輻散區(qū)內(nèi)，在高空輻散流場抽吸作用下，安多縣境內(nèi)的上升運(yùn)動強(qiáng)度提升。另外，在變壓、變溫和溫度露點(diǎn)差等地面氣象因素的共同作用下，安多縣出現(xiàn)了暴雨天氣過程。

（2）那曲地區(qū)中東部地區(qū)的溫度露點(diǎn)差低于4℃，說明該區(qū)域是強(qiáng)濕區(qū)域，而安多縣的溫度露點(diǎn)差不足1℃，上空空氣趨于飽和，說明暴雨天氣出現(xiàn)時(shí)存在充足的水汽條件。

（3）低層輻合流場與高層輻散流場的配置，為上升運(yùn)動的加強(qiáng)和上升運(yùn)動的維持提供了有利條件，促進(jìn)強(qiáng)降水天氣的出現(xiàn)和持續(xù)。

參考文獻(xiàn)

[1] 閏敬華，薛紀(jì)善，“5·24”華南中尺度暴雨系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的數(shù)值模擬分析[J].熱帶氣象學(xué)報(bào)，2002，19（4）：302-308.

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責(zé)任編輯：黃艷飛

Analysis of a Heavy Rain Weather Process in Anduo County at the Beginning of September 2016

XIAO Zhuojing （Tibet Autonomous Region Climate Center， Lhasa， Tibet 850000）

Abstract Based on the ground observation data， NCEP reanalysis data， station observation data and satellite cloud image data， the rainstorm process in Ando county on September 3-4， 2016 was analyzed. The results showed that most of Tibet was controlled by the South Asian High at 200 hPa， Anduo county was located in the center of the closed high， and also in the strong divergence area behind the entrance area of the upper-level jet stream. Under the influence of the pumping effect of the upper-level divergence flow field， the ascending motion intensity in Anduo county increases. In addition， under the joint action of the ground meteorological factors， such as the variation of pressure， temperature and dew point difference， the rainstorm weather process appeared in Ando county. The temperature dew point difference in the middle and eastern part of Nagqu region was less than 4℃， indicating that the region was strongly wet， while the temperature dew point difference in Anduo county was less than 1℃， and the air above tended to be saturated， indicating that there was sufficient water vapor condition when rainstorm weather occured. The configuration of convergence flow field at lower level and divergence flow field at upper level provided favorable conditions for the strengthening and maintenance of ascending motion， and promoted the occurrence and persistence of heavy rainfall.

Key words Heavy rain weather; Circul-ation situation; Physical quantity field; Anduo county