甘肃中南部一次强降水天气过程的诊断分析

于德财 高海燕 王怿萱

摘 要：利用实况资料对2016年8月22日出现在甘肃省中南部的一次强降水天气过程进行了诊断分析，得出以下结论：暖湿的大陆高压、低层的切边线和地面锋面是此次天气过程的影响系统。CAPE、K指数、假相当位温反映，强降水区具有较强的热力不稳定能量，且中层、低层均位于高能区。中低层水汽含量充沛，且具有较厚的湿层，从而具有有利于强降水天气出现的水汽条件。位于倒槽中的锋面提供了产生强对流所需的动力抬升。700hPa和500hPa的垂直速度的负值很大，说明低层和中层都具有较强的上升运动，从而存在有利于强对流天气出现的动力条件。

关键词：强降水;诊断分析;不稳定;水汽;垂直速度

甘肃省中南部位于青藏高原东北侧，气候较为干燥，暴雨天气出现的较少，因此预报难度相对较大。强降水天气一般与强对流紧密相关，由于引起强对流天气的中尺度对流系统的发生、发展及其演变机制比较复杂，需要关注大气中的瞬变系统和微小变化，因此强对流天气的预报是当前预报业务中最具挑战性的难点之一。不同类型的强对流天气需要不同的环境条件，目前对强降水的环境条件的研究较多，[1-5]但对甘肃省中南部的相关研究较少。本文利用实况资料对2016年8月22日出现在甘肃省中南部的一次强降水天气过程进行诊断分析，揭示此次天气过程的环境特征，以期为以后该地区强降水的预报提供帮助。

1 天气过程简述

2016年8月22日夜间甘肃省中南部及青海省东部出现一次强降水天气过程，图1为2016年8月23日08时（北京时，下同）的24小时降水量，甘肃省中南部和青海省东部共有11个观测站的24小时降水量>25mm，其中临夏（52984）、和政（52985）、夏河（52978）、合作（56080）共4个观测站的24小时降水量>50mm，是一次区域性的强降水天气过程。

2 天气形势分析

分析2016年8月22日20时的高空图和地面图（图略），500hPa为从青藏高原向东伸展的高压带，高温高湿，青海、甘肃、陕西西部均为大陆高压控制，甘肃中南部、青海东部位于588线以南。700hPa上有切边线位于甘肃中南部，与切边线相配合有弱冷空气侵入甘肃中部。对应的地面图上，有位于倒槽中的锋面位于甘肃中南部。天气形势与甘肃省短时强降水概念模型中的高压边缘型相类似。[1]此种天气形势下，强对流落区从低层倒中层，高温高湿，不稳定能量和水汽在前期有足够的积累，低层的切边线和地面的锋面为不稳定能量的释放提供了抬升触发条件，从而有利于强降水天气的出现。

3 环境条件的诊断分析

3.1 热力不稳定条件

22日20时的CAPE（图2a）反映，兰州（53983）、合作（56080）、西宁（52866）三个探空站的CAPE值都较大，分别达到了388.9J/kg、920.5J/kg和786.3J/kg。22日20时的K指数（图2b）反映，甘肃中南部、青海东部位于K指数>36℃的大值区。因此由上述两个反映热力不稳定的对流参数反映，22日夜间甘肃中南部、青海东部具有较强的热力不稳定能量。22日20时的700hPa和500hPa的假相当位温场（图3）上，甘肃中南部、青海东部的假相当位温都较大，但700hPa的假相当位温明显高于500hPa，说明低层、中层都位于高能区，都很暖湿，且低层较中层更暖湿。假相当位温场上，进一步反映出22日夜间甘肃中南部、青海东部具有有利于强对流天气出现的热力不稳定条件。

3.2 水汽条件

22日20时的700hPa比湿场（图4a）上，甘肃中南部、青海东部都位于大值区中，比湿>12g/kg，该大值区的中心在合作附近，中心值达到了15g/kg，500hPa比湿场（图4b）上，相同区域也位于大值区中，比湿>6g/kg。500hPa、700hPa大的比湿值说明整个中低层的水汽含量十分充沛。22日20时的500hPa和700hPa相对湿度场（图5）上，甘肃中南部、青海东部都位于中心值>90%的大湿区中，说明中低层有较厚的湿层。比湿和相对湿度反映，22日夜间甘肃中南部、青海东部的中低层水汽含量充沛，且具有较厚的湿层，从而具有有利于强降水天气出现的水汽条件。

3.3 抬升条件

22日20时海平面气压场（图6）上，河西为一高压，高压前部有倒槽，倒槽中有一西南东北走向的锋面，甘肃中南部、青海东部均受到此锋面的影响，产生强对流所需的动力抬升正是由此锋面提供。22日20时700hPa垂直速度场（图略）上，甘肃中南部、青海东部位于大负值区中，垂直速度<-200Pa/s，500hPa垂直速度场（图略）上，相同区域也位于大负值区中，垂直速度<-200Pa/s。700hPa和500hPa的垂直速度具有大的负值，说明22日夜间甘肃中南部、青海东部的低层和中层都具有较强的上升运动，从而存在有利于强对流天气出现的动力条件。

4 结论

（1）此次天气过程的天气形势与甘肃省短时强降水概念模型中的高压边缘型相类似，暖湿的大陆高压、低层的切边线和地面锋面是其影响系统。

（2）CAPE、K指数、假相当位温反映，强降水区具有较强的热力不稳定能量，且中层、低层均位于高能区。

（3）此次天气过程的中低层水汽含量充沛，且具有较厚的湿层，从而具有有利于强降水天气出现的水汽条件。

（4）位于倒槽中的锋面提供了产生强对流所需的动力抬升。700hPa和500hPa的垂直速度的负值很大，说明低层和中层都具有较强的上升运动，从而存在有利于强对流天气出现的动力条件。

参考文献：

[1]朱爱荣，徐虹.陕北1994年盛夏暴雨天气形势分析[J].陕西气象，1995，（03）：1-3.

[2]丁治英，吕君宁.盛夏长江上游不同暴雨落区天气形势对比及数值试验[J].南京气象学院学报，1996，（02）：227-233.

[3]韩正芳.宝鸡地区暴雨的特点及其天气形势[J].陕西气象，1979，（07）：19-21.

[4]周明飞，杜小玲，熊伟.贵州初夏两次暖区暴雨的对比分析[J].气象，2014，（02）：186-195.

[5]劉璐，冉令坤，周玉淑，高守亭.北京“7.21”暴雨的不稳定性及其触发机制分析[J].大气科学，2015，（03）：583-595.