甘肅中南部一次強降水天氣過程的診斷分析

于德財 高海燕 王懌萱

摘?要：利用實況資料對2016年8月22日出現(xiàn)在甘肅省中南部的一次強降水天氣過程進行了診斷分析，得出以下結(jié)論：暖濕的大陸高壓、低層的切邊線和地面鋒面是此次天氣過程的影響系統(tǒng)。CAPE、K指數(shù)、假相當位溫反映，強降水區(qū)具有較強的熱力不穩(wěn)定能量，且中層、低層均位于高能區(qū)。中低層水汽含量充沛，且具有較厚的濕層，從而具有有利于強降水天氣出現(xiàn)的水汽條件。位于倒槽中的鋒面提供了產(chǎn)生強對流所需的動力抬升。700hPa和500hPa的垂直速度的負值很大，說明低層和中層都具有較強的上升運動，從而存在有利于強對流天氣出現(xiàn)的動力條件。

關鍵詞：強降水;診斷分析;不穩(wěn)定;水汽;垂直速度

甘肅省中南部位于青藏高原東北側(cè)，氣候較為干燥，暴雨天氣出現(xiàn)的較少，因此預報難度相對較大。強降水天氣一般與強對流緊密相關，由于引起強對流天氣的中尺度對流系統(tǒng)的發(fā)生、發(fā)展及其演變機制比較復雜，需要關注大氣中的瞬變系統(tǒng)和微小變化，因此強對流天氣的預報是當前預報業(yè)務中最具挑戰(zhàn)性的難點之一。不同類型的強對流天氣需要不同的環(huán)境條件，目前對強降水的環(huán)境條件的研究較多，[1-5]但對甘肅省中南部的相關研究較少。本文利用實況資料對2016年8月22日出現(xiàn)在甘肅省中南部的一次強降水天氣過程進行診斷分析，揭示此次天氣過程的環(huán)境特征，以期為以后該地區(qū)強降水的預報提供幫助。

1 天氣過程簡述

2016年8月22日夜間甘肅省中南部及青海省東部出現(xiàn)一次強降水天氣過程，圖1為2016年8月23日08時（北京時，下同）的24小時降水量，甘肅省中南部和青海省東部共有11個觀測站的24小時降水量>25mm，其中臨夏（52984）、和政（52985）、夏河（52978）、合作（56080）共4個觀測站的24小時降水量>50mm，是一次區(qū)域性的強降水天氣過程。

2 天氣形勢分析

分析2016年8月22日20時的高空圖和地面圖（圖略），500hPa為從青藏高原向東伸展的高壓帶，高溫高濕，青海、甘肅、陜西西部均為大陸高壓控制，甘肅中南部、青海東部位于588線以南。700hPa上有切邊線位于甘肅中南部，與切邊線相配合有弱冷空氣侵入甘肅中部。對應的地面圖上，有位于倒槽中的鋒面位于甘肅中南部。天氣形勢與甘肅省短時強降水概念模型中的高壓邊緣型相類似。[1]此種天氣形勢下，強對流落區(qū)從低層倒中層，高溫高濕，不穩(wěn)定能量和水汽在前期有足夠的積累，低層的切邊線和地面的鋒面為不穩(wěn)定能量的釋放提供了抬升觸發(fā)條件，從而有利于強降水天氣的出現(xiàn)。

3 環(huán)境條件的診斷分析

3.1 熱力不穩(wěn)定條件

22日20時的CAPE（圖2a）反映，蘭州（53983）、合作（56080）、西寧（52866）三個探空站的CAPE值都較大，分別達到了388.9J/kg、920.5J/kg和786.3J/kg。22日20時的K指數(shù)（圖2b）反映，甘肅中南部、青海東部位于K指數(shù)>36℃的大值區(qū)。因此由上述兩個反映熱力不穩(wěn)定的對流參數(shù)反映，22日夜間甘肅中南部、青海東部具有較強的熱力不穩(wěn)定能量。22日20時的700hPa和500hPa的假相當位溫場（圖3）上，甘肅中南部、青海東部的假相當位溫都較大，但700hPa的假相當位溫明顯高于500hPa，說明低層、中層都位于高能區(qū)，都很暖濕，且低層較中層更暖濕。假相當位溫場上，進一步反映出22日夜間甘肅中南部、青海東部具有有利于強對流天氣出現(xiàn)的熱力不穩(wěn)定條件。

3.2 水汽條件

22日20時的700hPa比濕場（圖4a）上，甘肅中南部、青海東部都位于大值區(qū)中，比濕>12g/kg，該大值區(qū)的中心在合作附近，中心值達到了15g/kg，500hPa比濕場（圖4b）上，相同區(qū)域也位于大值區(qū)中，比濕>6g/kg。500hPa、700hPa大的比濕值說明整個中低層的水汽含量十分充沛。22日20時的500hPa和700hPa相對濕度場（圖5）上，甘肅中南部、青海東部都位于中心值>90%的大濕區(qū)中，說明中低層有較厚的濕層。比濕和相對濕度反映，22日夜間甘肅中南部、青海東部的中低層水汽含量充沛，且具有較厚的濕層，從而具有有利于強降水天氣出現(xiàn)的水汽條件。

3.3 抬升條件

22日20時海平面氣壓場（圖6）上，河西為一高壓，高壓前部有倒槽，倒槽中有一西南東北走向的鋒面，甘肅中南部、青海東部均受到此鋒面的影響，產(chǎn)生強對流所需的動力抬升正是由此鋒面提供。22日20時700hPa垂直速度場（圖略）上，甘肅中南部、青海東部位于大負值區(qū)中，垂直速度<-200Pa/s，500hPa垂直速度場（圖略）上，相同區(qū)域也位于大負值區(qū)中，垂直速度<-200Pa/s。700hPa和500hPa的垂直速度具有大的負值，說明22日夜間甘肅中南部、青海東部的低層和中層都具有較強的上升運動，從而存在有利于強對流天氣出現(xiàn)的動力條件。

4 結(jié)論

（1）此次天氣過程的天氣形勢與甘肅省短時強降水概念模型中的高壓邊緣型相類似，暖濕的大陸高壓、低層的切邊線和地面鋒面是其影響系統(tǒng)。

（2）CAPE、K指數(shù)、假相當位溫反映，強降水區(qū)具有較強的熱力不穩(wěn)定能量，且中層、低層均位于高能區(qū)。

（3）此次天氣過程的中低層水汽含量充沛，且具有較厚的濕層，從而具有有利于強降水天氣出現(xiàn)的水汽條件。

（4）位于倒槽中的鋒面提供了產(chǎn)生強對流所需的動力抬升。700hPa和500hPa的垂直速度的負值很大，說明低層和中層都具有較強的上升運動，從而存在有利于強對流天氣出現(xiàn)的動力條件。

參考文獻：

[1]朱愛榮，徐虹.陜北1994年盛夏暴雨天氣形勢分析[J].陜西氣象，1995，（03）：1-3.

[2]丁治英，呂君寧.盛夏長江上游不同暴雨落區(qū)天氣形勢對比及數(shù)值試驗[J].南京氣象學院學報，1996，（02）：227-233.

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[4]周明飛，杜小玲，熊偉.貴州初夏兩次暖區(qū)暴雨的對比分析[J].氣象，2014，（02）：186-195.

[5]劉璐，冉令坤，周玉淑，高守亭.北京“7.21”暴雨的不穩(wěn)定性及其觸發(fā)機制分析[J].大氣科學，2015，（03）：583-595.