对甘肃河东一次暴雨天气的诊断分析

摘要：本文应用Micaps常规资料、结合NCEP（2.5°×2.5°）格点资料等，对甘肃河东一次暴雨天气成因进行诊断分析。结果表明：暴雨是由高空冷空气与低涡槽前暖湿气流的共同影响产生的。低层较强的西北气流与强盛的东南暖湿气流汇合，产生强切变，使得辐合上升运动增强。高低层西南急流将水汽源源不断地向暴雨区输送，物理量场高层辐散与低层辐合相配合，为暴雨的产生提供了充足的水汽和动力抬升条件。东北——西南向的弓形回波，引发了这次暴雨期间的短时强降水。

关键词：暴雨；低涡切变；急流；水汽输送；弓形回波

中图分类号： S161.6 文献标识码： A DOI编号： 10.14025/j.cnki.jlny.2017.17.046

暴雨是西北地区主要的灾害性天气之一，也是气象工作者一直关注和研究的对象。持续大范围的暴雨常常会造成严重的洪涝灾害，危害人民的生命财产。近年来，中国气象学者对低空急流、水汽对暴雨的作用开展了大量研究工作，许美玲等[1]认为，低空急流一方面为暴雨的产生提供了所需要的大量水汽，另一方面引起对流不稳定加强，为暴雨的发生提供大量的不稳定能量。林毅等[2]和许新田等分别分析了高低空急流在闽西北大暴雨过程中的作用和陕西暴雨形成机制。李耀辉等[3]根据湿位涡理论对一次江淮暴雨过程进行了诊断分析，指出中低层对称不稳定的存在对暴雨及其系统的发展起到了重要的作用。本文对甘肃河的一次暴雨过程的天气成因做深入的探讨和分析，以期找出引起强降雨的主要原因，为本地强降雨天气的预报积累一定经验，也为地方政府防汛、防灾、减灾提供科学的参考依据。

1降雨影响概况

受新疆冷空气与高原槽、低空切变线、低涡的共同影响，2013年5月13～17日，定西市出现了春末入夏的第一场暴雨天气，区域站有82个站大于50毫米，最大降水出现在渭源麻家集为100.5毫米。这次天气过程是以对流性降水开始，受局地强降水和持续降雨天气影响，暴雨造成岷县县乡道路、桥梁涵洞、防洪饮水工程、电力通讯等多处毁坏，农作物受灾，直接经济损失2850万元。

2大型环流背景及主要影响系统

2.1高低空环流形势

过程开始前5月13日08时500hpa中高纬环流形势为两槽一脊型，贝加尔湖为高压脊区，两槽分别位于西西伯利亚和蒙古国到我国东北地区，极地冷空气沿乌山脊前不断南下使得西西伯利亚低槽逐渐加深发展，温度场有-34℃的强冷中心。13日20时（图1）贝湖脊加强，新疆西北部低槽在东移过程中底部不断分裂冷空气沿河西走廊向甘肅中南部一带南下，哈密与兰州的温度差较大为6℃左右，同时高原上有短波槽发展，槽前暖湿东南风加大，出现大于16米/秒的风速带，冷暖空气交汇于甘肃定西市一带，引起本地区不稳定能量的释放。13日08时（图2）700Hpa内蒙古形成一深厚的槽区，河套与甘肃中东部有切变发展，甘肃中部湿度大，14时甘肃陇东南形成一明显的气旋性低涡，配合有13℃的暖中心，低涡东南侧有12米/秒的低空急流形成，为强对流天气的产生提供了水汽条件。

2.2中尺度分析

200hPa在甘肃省上空高空风大有≥40米/秒高空急流，500hPa在新疆——甘肃——青海交界处有冷温度槽，青海与甘肃河西以南到陇中一带有低槽，温度脊位于甘肃酒泉附近，700hPa白银——定西——临夏有东北——西南向切变线，切变线东南侧西南气流，水汽输送明显，切变线附近T-Td<2℃，甘肃河东中低层湿度大，且大部分地方比湿>10克/公斤处于湿舌中（图3）。干湿舌交汇处恰好位于定西市。从新疆哈密有负变温区伸展到河西酒泉、武威、金昌一带，兰州T700-500=17℃，高层辐散较强。西宁——临洮——岷县为一片Td>10℃的高湿区，辐合线恰好位于定西市。

3物理量诊断分析

3.1相对湿度、TlogP_图

分析13日08时～16日08时相对湿度，比湿、水汽通量散度垂直时间剖面图看出，随着午后地面升温加大，能量积聚高，20时（图4）定西南部到陇南一带相对湿度增大，达到90%以上处在一个高湿区内。相对湿度大，暴雨是在大气饱和比湿达到相当大的数值以上时才形成[4]。

从13日20点合作站的TlogP_图（图5）可以看出大气湿度比较大而且湿层很厚，说明雨区有不稳定能量储备。

3.2垂直速度

13日08时垂直速度场高原为下沉区域，14时随着午后温度增高和对流云发展，高原上出现了负值上升区，16时上升区范围不断扩大加强并向定西方向移动，17～20时500hpa垂直速度达-16×10-4hPa/s。在13日14时～15日20时700～500hpa之间有辐合上升，最大辐合中心有三个时段，最大辐合中心强度在-21×10-4hPa/s～ -29×10-4hPa/s之间，说明在降水过程中，定西市的上空具有明显的上升运动。由此可见，持续的上升运动也是造成此次暴雨天气的主要因素。

3.3散度和涡度场

在13日16～20时600～700hPa有一个辐合中心，中心强度达到-14×10-5/s，500 hPa以上为辐散区，说明这次过程散度场高层辐散、中低层辐合的特征明显。13日14时～14日20时500hPa（图6）高度上有一个辐合中心，中心强度达到20×10-5S-1 。由涡度分布看出，典型的高层辐散、低层辐合是形成上升气流的重要条件[5]。强烈的上升运动将水汽不断地向上空输送，随着气温的降低，水汽凝结成云致雨，是这次大到暴雨的动力条件[6] 。

4雷达产品分析

13日16时05分木寨岭雷达站实时扫描强度回波图像上，临洮、渭源交界处和岷县境内各有一块对流单体回波发展，回波中心强度超过50dBz，速度图像上临洮、渭源交界处的回波有明显的辐合，对流回波有气旋性风切变。从跟踪扫描图像可看到17时57分与定西市境内的回波合并，18时30分在定西市境内形成一个东北——西南向的弓形回波，受此影响岷县站19时出现了15.6毫米/小时的强降雨。18～19时30分渭源的麻家集出现25.2毫米降雨，该时段也是定西市境内强降水发生的主要时段。到20时08分扫面图像上，回波强度有所减弱，强回波主体开始移出定西市。

5结语

500hPa 的低槽东移南压分裂冷空气与高原低涡切变东侧的不稳定气流汇合，在陇中上空形成了一个冷暖空气的辐合带，对暴雨发生提供了一个良好的环流背景；暴雨期间，700hPa上南北切变线的发展东移、强而稳定的西南水汽输送、强烈的上升运动以及西南急流的动力作用，为暴雨的发生提供了充分的动力条件和水汽条件；暴雨开始前和中期，相对湿度、比湿、水汽通量散度、垂直速度、涡度等均反应明显；低层低涡、切变辐合线维持时间较长，从而阻挡了北部冷空气的快速东移，使得此次降水日数增多；利用雷达实时监测资料分析，13日下午定西市境内形成一个东北——西南向的弓形回波，中心强度超过50dBz，有明显的辐合和气旋性风切变，造成这次暴雨期间的短时强降水。

参考文献

[1]许美玲，段旭，孙绩华，等.与低空急流相伴的暴雨天气诊断分析[J].云南大学学报，2004，26（04）：320-324.

[2]林毅，刘铭，刘爱鸣.高低空急流在闽西北大暴雨过程中的作用及数值模拟[J].气象科学.2006，26（04）：449-455.

[3]李耀辉，寿绍文.一次江淮暴雨的MPV及对称不稳定研象科学，2000，20（02）：171-178.

[4]黄勇，张晓芳，陆汉城.平均螺旋度在强降水过程中的诊断分析[J].气象科学，2006，26（02）：71-176.

[5]朱乾根，林锦瑞，寿绍文，等.天气学原理和方法[M].北京：气象出版社，1992（01）：484-519.

[6]刘利民，德庆措姆，孟丽霞.甘肃河东一次区域性暴雨天气过程分析[J].干旱气象，2009，27（03）：271-275.

作者简介：郭俊文，本科学历，工程师，研究方向：天气预报预测服务与研究。endprint