2014年8月中卫市高频次灾害性天气气候背景与环流形势分析

张德有

摘要 利用NCEP/NCAR再分析资料、常规气象观测资料和国家气候中心的副热带高压脊线的数据，使用天气学分析方法，对2014年8月中卫地区高频次灾害性天气气候背景及一次灾害性天气过程环流形势进行分析。结果表明：2014年8月，北半球500 hPa亚洲中高纬地区环流平直多波动，东半球极地冷空气活跃；副高偏弱，南北跳动异常；8月东亚夏季风偏弱；8月15日灾害性天气过程受弱冷空气影响，配合较大的CAPE值、上干下湿层结以及较强的垂直风切变，中卫市多地出现风雹天气。

关键词 灾害性天气；环流异常；副高异常；气候背景；宁夏中卫；2014年8月

中图分类号 P429 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2016）24-0218-02

2014年8月中卫市灾害性天气频发，冰雹和局地强降水造成严重经济损失和人员伤亡。整个8月天气过程呈现出极端性强、突发性强、局地性强、次生灾害严重等显著特点。2014年8月中卫市各地因冰雹和局地短时暴雨直接造成经济损失26 529万元，6人死亡，给人民生命财产安全造成极大威胁，受到各级政府和公众的高度关注。因此，做好灾害性天气总结分析并提高预报预警能力迫在眉睫。

1 资料来源

本论文使用的500 hPa高度平均场和距平场资料是来自NCEP/NCAR再分析资料，都是全球资料，2.5°×2.5°格式，计算距平场时所用的气候场资料时间序列为1981—2010年。2014年8月15日降水过程分析资料来自MICAPS资料和气象自动站监测资料。

2 气候概况

2014年8月中卫市灾害性天气频发，冰雹和局地强降水造成严重经济损失和人员伤亡。8月全市气温偏低，灌区降水量及降水日数明显偏多，沙坡头区、中宁降水量分别为68.4、83.8 mm，较常年偏多60%～80%，分别为自1981年以来同期第3和第5高值，海原地区与历史同期持平。沙坡头区、中宁8月降水日数均达到了11 d，较历史平均偏多4 d。总之，2014年中卫市各地灾害性天气之频繁、灾情之严重属历史罕见。

3 气候背景分析

3.1 500 hPa环流形势

从2014年8月北半球500 hPa月平均高度场（图1）上可知，亚洲中高纬地区环流平直多波动，有利于冷空气南下，为灾害性天气频发提供了有利的环流背景。从距平场上看，极涡中心位置偏东，亚洲高纬地区呈明显的负距平，表明东半球极地冷空气活跃。中高纬地区呈明显的正距平，西风环流偏强，环流形势以纬向为主，110°E附近及以西地区存在东亚大槽。

3.2 西太平洋副热带高压异常

2014年8月，副高总偏南。图2为国家气候中心监测到的115°～145°E平均500 hPa副高脊线位置变化图，可以看出：8月上旬，脊线位于10°N以南；8月中旬，副高明顯北推，但总体上仍处于偏南位置；8月末，副高出现一次明显的西进及小幅北推。正是由于副高异常的变化，受副高外围影响，整个8月中卫市局地性灾害性天气频发。

3.3 夏季风异常

2014年东亚副热带夏季风强度指数为-0.20[1]，与常年同期相比略偏弱。东亚夏季风指数逐日监测显示东亚夏季风强度5月至6月初偏弱，6月中旬至7月以偏强为主，8月整体偏弱，9月上半月转为偏强，9月下旬以来波动减弱。从季风数据来看，8月东亚夏季风偏弱，导致西北地区降水量偏少，过程性降水偏少，以局地突发性降水为主。

3.4 气候变化大背景

IPCC第五次气候变化评估报告指出[2]，气候变暖是非常明确的，且从1950年代以来的气候变化是千年以来所未见的。从有详细气象记录以来的1850年代开始，刚刚过去的3个10年每一个都刷新了气温最高的纪录，1983—2012年这30年可能是北半球自1400年以来最热的30年。1880—2012年，全球海陆表面平均温度呈线性上升趋势，升高了0.85 ℃。2011年，大气中CO2浓度达到391 mg/L，比工业化前的1750年高了40%。科学家们研究全球变暖大背景下极端气候事件和气候极值的问题，指出全球变暖使极端气候事件频率增大[3]。近几年，中卫冰雹、暴雨等灾害性天气频发，而且呈现局地性强、突发性强等特点。

4 天气过程分析

2014年8月15日午后中卫市大部出现雷阵雨或阵雨伴有冰雹、大风天气，根据自动气象站监测数据显示，22：20中卫站出现17.0 m/s大风，南部山区大部地区出现20 mm/h左右短时强降水或短时暴雨，环香山地区爆发山洪。山区成为此次灾害性天气重灾区，冰雹及山洪造成直接经济损失25 678.97万元，死亡4人。

8月15日20：00天气形势配置图见图3（a），可以清楚地看出，此次降水天气出现在副高外围，发生在东北冷涡东移南下、副高西伸以及高原弱波动东移的过程中。冷空气势力较弱以及副高偏南导致此次降水以局地对流性天气为主，没有出现大面积稳定降水天气过程。高原东移弱冷空气是此次降水天气冷空气主要来源，在东北冷涡东移南下的过程中，副高西伸，外围偏南暖湿空气的输送是此次降水天气的水汽主要来源。地面图中，中卫位于冷锋的尾部，该区域是强对流天气易发区。距离中卫南部山区地区最近的甘肃榆中站探空图见图3（b），可以看出，该区域具有非常大的不稳定能量，低层较湿（700～850 hPa），中层较干（400～600 hPa），中高层较湿（300～400 hPa），高层较干（300 hPa以上），垂直风切变也较大，0 ℃层高度在4 000～4 500 m。较大的CAPE值，上干下湿，垂直风切变较大，都是发生风雹天气的强有力条件[4-6]。中卫南部山区是此次强对流天气过程的主要发生地，地形抬升条件也是此次强对流天气发生发展的有利因素之一。

选取中卫市山区降水较强站点（105.5°E，37.1°N）制作水汽通量散度时空剖面图（图4），可以看出8月15—16日该地区中低层存在明显的水汽辐合，并且与灾害性天气发生时段较为一致。并且可以看出15日水汽辐合从下垫面一直延伸至600 hPa，水汽辐合层较16日明显偏厚，这也是15日灾害性天气比16日更为严重的原因之一。

5 结论

（1）2014年8月北半球500 hPa亚洲中高纬地区环流平直多波动，有利于冷空气南下，为灾害性天气频发提供了有利的环流背景。极涡中心位置偏东，亚洲高纬地区呈明显的负距平，东半球极地冷空气活跃。

（2）8月，副高出现明显的南北跳动，由于副高异常的变化，受副高外围影响，整个8月中卫市局地性灾害性天气频发。

（3）从季风数据来看，8月东亚夏季风偏弱，导致西北地区降水量偏少，过程性降水偏少，以局地突发性降水为主。

（4）全球变暖大背景下导致极端气候事件频率增大，也是近几年中卫市冰雹、暴雨等灾害性天气频发，而且呈现局地性强、突发性强等特点的诱因之一。

（5）8月15日出现的风雹灾害性天气出现在副高外围，发生在东北冷涡东移南下、副高西伸以及高原弱波动东移的过程中，冷空气势力较弱以及副高偏南导致此次降水以局地对流性天气为主。较大的CAPE值，上干下湿，垂直风切变较大，都是发生风雹天气的强有力条件。

6 参考文献

[1] 中国气象局国家气候中心.东亚季风监测简报（第26期中文版）[R/OL].（2014-10-16）[2016-10-01].http：//cmdp.ncc.cma.gov.cn/Monitor-ing/monsoon.php.

[2] 联合国政府间气候变化专门委员会（IPCC）.第五次气候变化评估报告[R/OL].（2014-11-02）[2016-10-01].http：//www.ipcc.ch/home_lang-uages_main_chinese.shtml.

[3] 刘吉峰，丁裕国，江志红.全球变暖加剧对极端气候概率影响的初步探讨[J].高原气象，2007（4）：837-842.

[4] 王维国，饶晓琴，康志明，等.2004年我国重大灾害性天气和大尺度环流特征[J].气象，2005（5）：26-31.

[5] 孙瑛.2009年青海海南地区一次灾害性天气过程分析[J].青海气象，2010（2）：39-42.

[6] 刘立岩.绥化市近年灾害性天气过程分析[J].绥化学院学报，2008（6）：27-29.