2019 年6 月4 日舟曲局地暴雨天氣成因分析

楊國(guó)明，張艷榮，楊春芽

（甘南藏族自治州氣象局，甘肅 合作 747000）

1 暴雨過程概述

舟曲縣災(zāi)害性天氣種類多易發(fā)生，暴雨、短時(shí)強(qiáng)降水等強(qiáng)對(duì)流天氣是舟曲地區(qū)的主要的氣象災(zāi)害[1-4]。2019 年6 月4 日16 時(shí)開始，甘南州大部分地方出現(xiàn)小雨，至7 月6 日22 時(shí)，舟曲局部地方出現(xiàn)暴雨。截止2019 年6 月5 日08 時(shí)，甘南州普降小到中雨，舟曲局部地方降暴雨，降水量（毫米）達(dá)到暴雨的站有：舟曲縣橋子76.1mm、舟曲縣拉尕山53.2mm、舟曲縣大峽溝51.2mm。全州降水量如圖1（a）所示。從圖1（b）中可以看出，此次降水過程主要時(shí)段集中在19～21 時(shí)，共計(jì)7 個(gè)站次出現(xiàn)短時(shí)強(qiáng)降水，最大小時(shí)雨強(qiáng)出現(xiàn)在20～21 時(shí)的舟曲縣橋子，為42.9mm。

圖1 （a）6 月4 日08 時(shí)-6 月5 日08 時(shí)降水分布圖

圖1 （b）6 月4 日17 時(shí)～23 時(shí)小時(shí)雨量分布圖

2 環(huán)流形勢(shì)分析

2.1 環(huán)流形勢(shì)及演變

據(jù)2019 年6 月4 日08 時(shí)500hPa 高空?qǐng)D（圖2（a））上分析：亞洲中高緯度為一槽一脊環(huán)流形勢(shì)，其中貝加爾湖西部為槽區(qū)，亞洲東部受脊區(qū)控制；4 日20 時(shí)500hPa 高空?qǐng)D（圖2（b））上可以看出：原貝湖西部槽發(fā)展東移至貝湖東部；青海東部低壓環(huán)流也進(jìn)一步發(fā)展東移至甘南州中部地區(qū)，且溫度槽落后于高度槽，該低槽未來將進(jìn)一步發(fā)展加強(qiáng)。4 日08時(shí)700hPa 高空?qǐng)D（圖2（c））：甘肅南部的低壓系統(tǒng)配合一個(gè)溫度的暖中心，南風(fēng)從孟加拉灣及南海北部灣地區(qū)一直延續(xù)至甘肅南部，甘肅南部低層大氣為暖濕狀態(tài)，具有不穩(wěn)定性。4 日20 時(shí)700hPa 高空?qǐng)D（圖2（d））上可以看出：甘南南部的低壓有所南壓，北部冷空氣開始入侵，舟曲縣正好處于冷暖空氣的交匯處，同時(shí)也處于南海北部灣及孟加拉灣的水汽輸送的交匯處。

2.2 地面形勢(shì)及綜合圖分析

據(jù)4 日20 時(shí)地面圖（圖3（a））可以看出，甘肅處于地面冷高壓區(qū)，位于冷鋒后部，冷鋒前與冷鋒后溫度差大于20℃，甘南州附近地區(qū)等壓線密集，氣壓梯度力大。由4 日20 時(shí)綜合分析圖（圖3（b））可以看出：甘南州處于200hPa 急流入口區(qū)南側(cè)，高空輻合；500hPa 處于槽前，且溫度槽落后于高度槽，該槽將繼續(xù)發(fā)展；700hPa 甘肅南部為低壓區(qū)，甘南州位于暖脊區(qū)西北側(cè)的冷暖空氣交匯處，有南海北部灣及孟加拉灣水汽輸送帶的匯合，甘南州東南部比濕在10g/kg 以上，低層大氣為暖濕狀態(tài)；地面冷鋒位于甘南州東南部地區(qū)。

圖3 （a）6 月4 日20 時(shí)地面圖

圖3 （b）6 月4 日20 時(shí)綜合分析圖

綜合各高度形勢(shì)場(chǎng)及地面圖分析來看，4 日20時(shí)的抬升條件、水汽輸送條件及不穩(wěn)定性條件都更加有利于此次暴雨過程的發(fā)生。

3 云圖、雷達(dá)回波資料分析

3.1 云圖分析

從6 月4 日15 時(shí)-23 時(shí)的紅外云圖（圖4）上可以看出：6 月4 日，青海東部高空槽云系不斷發(fā)展加強(qiáng)，并在18 時(shí)～21 時(shí)呈現(xiàn)出較為完整的“S”型斜壓葉狀高空槽云系。斜壓葉狀云常與地面冷鋒有關(guān)，冷鋒位置沿著葉狀云的暖側(cè)，在形勢(shì)分析的20時(shí)地面圖中也確實(shí)可以分析出一條地面冷鋒與之對(duì)應(yīng)。而在高空槽云系的西南端也容易產(chǎn)生強(qiáng)的對(duì)流云團(tuán)，此次過程中的19 時(shí)～23 時(shí)云圖中也可以觀察到斜壓葉狀云西南端有對(duì)流云團(tuán)不斷發(fā)展和消亡的過程。因此，此次舟曲暴雨過程在云圖上也有一定的對(duì)應(yīng)依據(jù)。

圖4 6 月4 日15 時(shí)-6 月4 日23 時(shí)紅外云圖

3.2 多普勒雷達(dá)分析

由于舟曲距離甘南雷達(dá)站的距離超過了雷達(dá)的探測(cè)范圍，所以選取micaps 上隴南武都雷達(dá)資料來研究舟曲此次暴雨過程，雷達(dá)反射率因子圖和徑向速度圖仰角均為1.43°。

降水的反射率因子回波大致可分為：積云降水回波、層狀云降水回波、積云層狀云混合降水回波。積狀云降水通常具有比較密實(shí)的結(jié)構(gòu)，反射率因子空間梯度大，中心強(qiáng)度的反射率因子通常在35dBZ以上；層狀云降水回波比較均勻，反射率因子空間梯度較小，反射率因子一般大于15dBZ 而小于35dBZ。

由圖5 可以看出，降水回波于4 日17 時(shí)開始進(jìn)入舟曲縣，18 時(shí)開始，舟曲整個(gè)縣的降水全面開始，21 時(shí)之后，回波逐步東移離開舟曲縣，舟曲縣的降水開始減弱，舟曲縣的降水時(shí)段也主要集中在19時(shí)～21 時(shí)。從反射率因子的大小來看，2019 年6 月4日舟曲暴雨過程中，降水回波是以層狀云降水為主的回波，在大片的層狀云降水區(qū)中，混合有少量的對(duì)流雨團(tuán)。

圖5 6 月4 日17 時(shí)-6 月4 日21 時(shí)雷達(dá)反射率因子圖

由圖6 可以看出，在此次降水過程中的雷達(dá)徑向速度圖上出現(xiàn)了“S”型（直角）結(jié)構(gòu)，即有著類似冷鋒鋒面的大尺度水平風(fēng)場(chǎng)不連續(xù)流型，其中在圖6（a）-（d）中最為明顯，冷鋒后為西北風(fēng)，冷鋒前為西南風(fēng)，這與20 時(shí)地面圖中分析出的冷鋒相對(duì)應(yīng)。而在圖6（d）-（f）中還可以發(fā)現(xiàn)微小的正負(fù)速度對(duì)，即此次降水過程中有中尺度系統(tǒng)，且大多都為輻合或氣旋式輻合系統(tǒng)。

圖6 6 月4 日17 時(shí)-6 月4 日21 時(shí)雷達(dá)反射率因子圖

4 小結(jié)

1）結(jié)合高、低空及地面環(huán)流形勢(shì)分析得出：此次降水過程主要是青海東部深厚的高空槽影響，高空200hPa 輻散，低層有來自南海北部灣及孟加拉灣的水汽輸送匯合，使得低層暖濕結(jié)構(gòu)明顯，地面冷鋒過境，水汽、動(dòng)力抬升及不穩(wěn)定條件都配合較好。

2）強(qiáng)降水發(fā)生之前，比濕、水汽輻合、垂直上升運(yùn)動(dòng)都有一個(gè)大幅度的轉(zhuǎn)好現(xiàn)象，舟曲縣的強(qiáng)降水中心基本上各條件都配合較好。

3）此次暴雨過程的探空?qǐng)D上有著明顯的短時(shí)強(qiáng)降水探空?qǐng)D特征：CAPE 較小、垂直風(fēng)切變較小，但濕層較厚，700～300hPa 大氣處于近乎飽和的狀態(tài)。

4）從云圖和雷達(dá)回波圖上分析得出：此次舟曲強(qiáng)降水云系為斜壓葉狀云系，斜壓葉狀云常與地面冷鋒有關(guān)，冷鋒位置沿著葉狀云的暖側(cè)；降水回波是以層狀云降水為主的回波，在大片的層狀云降水區(qū)中，混合有少量的對(duì)流雨團(tuán)；雷達(dá)徑向速度圖上可以看出大尺度水平風(fēng)場(chǎng)不連續(xù)流型的鋒面結(jié)構(gòu)和中尺度輻合或氣旋式輻合系統(tǒng)。