2014年4月15日合作地区强对流天气成因分析

2018-02-03王丽娜魏娟娟吉哲君

现代农业科技 2018年1期

王丽娜+魏娟娟+吉哲君

摘要利用常规资料以及卫星、自动站、雷达等探测资料对2014年4月15日合作地区出现一次明显的强对流天气进行分析。结果表明，此次强对流天气过程开始前700 hPa青海热低压维持3 d，同时偏南气流维持，对流层底层积聚了大量的能量，暖湿结构明显，为这场短时强降水和冰雹天气奠定了基础，15日巴湖冷空气南下自西向东影响甘肃，700 hPa切变明显，产生强烈上升运动，低层暖湿气流抬升促使对流不稳定能量爆发形成局地强对流。各种监测手段分析可知，云图对于本次强降水的短临预报效果良好，强降水过程开始时间滞后于降水云团；雷达对于本次强对流天气过程的监测效果良好，中小尺度系统在雷达资料上反应良好，相比于云图，雷达对于强降水落区的分辨率更高。

关键词强对流天气；冰雹；巴湖低压；暖湿气流；中气旋；甘肃合作；2014年4月15日

中图分类号 P458.3 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2018）01-0219-03

甘南州地处青藏高原向黄土高原的过渡地带，地形复杂，天气多变，合作市为甘南藏族自治州州府，位于自治州北部，轄区平均海拔2 960 m，年均气温1.7 ℃，无绝对无霜期。合作市灾害性天气种类多，冰雹、短时强降水等强对流天气是合作地区的主要气象灾害[1-4]。2014年4月15日合作地区出现一次明显的强对流天气，过程出现短时强降水并伴有冰雹，4月出现强灾害性天气较为罕见。因此，本文将利用常规资料以及卫星、自动站、雷达等探测资料对此次过程的成因进行分析。

1 天气实况

2014年4月15日8：00至16日8：00，合作市区出现短时强降水并伴有冰雹天气，降水量为40.2 mm。冰雹最大直径达10 cm，冰雹持续时间长达40 min，本次强对流天气持续时间较长，主要降水时段出现在15日16：00—18：00。

2 环流形势

15日8：00，500 hPa巴湖闭合低压略有东移，其底部分裂的小槽影响至河西西部，高原低槽维持在河东东部（图1）；700 hPa，巴湖槽底分裂的小槽位于河西中北部（酒泉、张掖交界处），河东大部分地区受低压槽影响，槽前偏南气流带来充足的水汽，且“人”字形切变明显，地面高压维持在巴湖附近，地面锋线位于酒泉北侧（图2）。

本次强降水过程开始前，高原上不断有低值系统东移，700 hPa高原上有低压生成并维持，甘肃处于高压的东侧，受偏南气流影响，对流层底层暖湿结构明显。15日，巴湖槽低冷空气南下，甘肃中部、南部出现强降水，局部地方出现冰雹。

3 诊断分析

3.1 涡度场分析

2014年4月15日8：00 700 hPa涡度场上（图3），张掖至甘南上空为负涡度区，全省其余地方均为正涡度区；500 hPa，甘肃东部为负涡度区，西部基本为正涡度区；20：00，700～850 hPa，全省基本为负涡度控制（图4），500 hPa上空转为正涡度控制。

2014年4月15日8：00，地面上除了甘南有高压系统活动外，甘肃其他地方低压系统活动频繁，同时对流层低层，河西中东部、甘南、临夏以及兰州、白银均有高压系统活动；14：00，对流层中低层，全省均有高压系统发展；20：00，对流层低层高压系统活动频繁，中层开始向上，系统活动频繁；16日8：00，底层低压系统活动频繁，高层高压系统活动频繁，降水减弱，本次强降水过程结束，局部地方减弱为零星小雨。

3.2 垂直速度场分析

2014年4月15日8：00，对流层中层500 hPa垂直速度场上，河西西部及河东东部为负值区，省内其余地方均为正值区，15日14：00，河西上空为负速度区，河东甘南高原上负速度区开始发展（图5）；15日17：00，负值区发展，甘肃上空垂直速度有3个负值中心，分别位于河西中部、河东南部以及甘肃中部（图6）。

15日8：00至16日8：00，气流上升区是一个自西北向东南移动发展的过程，午后至夜间，青海东移的上升气流区与甘肃省自河西东移发展的上升气流在甘肃中部及甘南上空汇合，造成甘肃中部及甘南发生一次明显的降水。

3.3 地面假相当位温场

15日8：00—20：00（图7～8），甘肃中部在高能舌控制中，且在甘肃与宁夏交界处有1个大值中心。

3.4 水汽通量散度分析场

4月15日8：00，河西上空垂直上升气流较明显（图9），但大气从底层到高层先辐合，中层转为辐散，高层又辐合，阻碍了上升气流的发展；14：00，原本位于河西的上升气流区东移南下，影响至甘肃中部，且高原上的上升气流区开始发展与其汇合，午后，在甘南高原上出现了强度为29.5 mm/h的降水，20：00，甘肃中部地区垂直上升气流加强，底层辐合高层辐散的配置非常明显，且上升气流从17：00开始至16日一直控制着甘肃中部，至16日8：00才从甘肃中部移出。另外，从涡度场来看，午后甘南及甘肃中部地面上小高压的发展与对流层中高层的低压槽配合，也为降水提供了有利条件（图10）。

4 云图分析

本次降水过程主要集中在甘肃中部以及甘南州，强降水云团自15日15：00开始影响甘肃（图11），甘南、临夏以及张掖南部上空均有降水云团，强降水过程自16：00开始，强降水落区主要在甘南州北部地区，在高原上强降水过程开始时间滞后于降水云团；17：00，降水云团北抬，基本移出甘南州；甘南强降水过程出现在16：00—17：00，合作站小时降水量达到29.5 mm，并出现冰雹；17：00，强降水云团移至武威、兰州、临夏一线；18：00—19：00，武威上空降水云团发展，永登降水量达到43.9 mm。与云图上降水云团的发展较为符合。20：00，武威、兰州上空降水云团发展，兰州开始降水，武威降水持续；21：00，武威上空的降水云团有所减弱，兰州上空降水云团发展，兰州降水强度开始加剧；16日4：00，降水云团减弱东移，基本移出兰州；7：00，降水云团基本移出甘肃，强降水过程基本结束，转为零星降水。endprint

本次降水过程中，云图指示良好，在高原上，降水过程略滞后于降水云团，且高原上降水云团减弱较快，移动迅速，在兰州、武威上空降水云团停留时间较长，降水时间较长，降水量与降水区域较大；甘南则降水时间较短，降水强度较大，降水区域较小。

5 雷达资料分析

5.1 反射率因子分析

以甘南雷达为例分析15日17：00左右甘南州的强降水天气过程，从雷达组合反射率分析，降水云团自16：00开始加强，16：57发展为最强，最大回波强度为50 dBZ以上，在东移的过程中略有北抬（图12）；17：29，强降水回波减弱为30 dBZ以下，强降水过程基本结束，转为一般性降水。

5.2 径向速度分析

降水云团于16：57发展最强，对应时刻0.5°径向速度圖上（图13），PPI最强回波对应有1个-24 m/s的负速度中心，其东北侧中气旋结构非常明显，此刻的强回波对应产生冰雹天气。

6 结语

（1）从降水环流形势来看，500 hPa槽线、地面锋线、700 hPa偏南气流均对2014年4月15日合作地区降水起到一定作用。

（2）从物理量场分析来看，涡度场、垂直速度场、假相当位温场、水汽通量散度场在时间和空间上的配合非常有利，也是造成此次春季冰雹天气的重要因素。

（3）从卫星云图上分析，强降水过程略滞后于降水云团的发展，卫星云图对于强对流天气的短临预报具有重要意义。

（4）从雷达资料分析，此次强对流天气过程中，回波强度较强（50 dBZ以上），且在速度图上有明显的中气旋配合，对于此次强对流天气的监测效果良好。

7 参考文献