一次低涡切变影响下的舟曲局地短时暴雨天气分析

王成福 罗王军 敖泽建

摘要    2016年8月6—7日甘南舟曲局地暴雨天气过程持续时间较久，从6日夜间开始，至7日下午结束，主要降水时段集中，降水强度大，属于局地短时暴雨。形势场500 hPa上西北高、东南低的形势和副热带高压边缘的扰动以及700 hPa上低涡切变对此次降水的形成有重要作用，低层辐合、高层辐散，整层较强的上升运动使暴雨得以发生，垂直速度和散度对暴雨的发生有重要的指示意义。

关键词    局地暴雨;副热带高压;低涡切变;甘肃舟曲

中图分类号    P458.1+21.1        文献标识码    A

文章编号   1007-5739（2020）13-0194-02                                                                                     開放科学（资源服务）标识码（OSID）

Abstract    On August 6-7， 2016 in Zhouqu， Gannan， the local rainstorm weather process lasted long， from night of August 6 to the afternoon of August 7， the main precipitation period concentrated， rainfall intensity was strong， belonged to local short-term rainstorm. The situation of high in northwest and low in southeast on 500 hPa， the disturbance of the edge of subtropical high and the shear of the vortex on the 700 hPa played an important role in the formation of the precipitation. The low convergence， high divergence and the strong ascending motion of the whole layer made the rainstorm occur， and the vertical velocity and divergence were important indications for the occurrence of rainstorm.

Key words    local rainstorm; subtropical high; low vortex shear; Zhouqu Gansu

甘南州地处青藏高原向黄士高原的过渡地带，地形复杂，天气多变，灾害性天气种类多且易发生。夏季暴雨天气频发，尤其是短时暴雨天气极易引发山洪、泥石流等地质灾害，造成巨大的财产损失，甚至人员伤亡。因其突发性强、落点分散、雨强大等特点[1-3]，大大增加了预报难度，同时也更易造成严重灾害，因而近年国内许多专家对暴雨天气形势进行了研究[4-6]。本文利用MICAPS实况资料，从天气学原理入手，结合预报实践经验，对2016年8月6—7日甘南舟曲局地暴雨天气过程进行分析总结，以期为当地预报员进一步提高甘南州暴雨天气的预报提供有用的参考依据。

1    天气实况

2016年8月6日夜间至7日下午，甘南州舟曲县出现对流性降水天气。丁字河口、黄佳、果耶、三角坪等地出现暴雨，降水量分别为70.9、62.4、57.2、57.1 mm;另外，沙川、木耳坝、拉莫盖托、石门坪、河那、三眼峪、武坪、木头岭、桥子等地也出现了大到暴雨。

此次降水过程具有以下特点：持续时间较久，从6日夜间开始，至7日下午结束;主要降水时段集中，丁字河口、三角坪、木耳坝最大小时雨强分别可达32.6、25.0、24.4 mm/h，从6日23：00至7日1：00，2 h降水量分别为49.9、35.2、30.7 mm（丁字河口、三角坪小时降水量如图1所示）;降水强度大，舟曲县有3个区域站降水量达到暴雨量级，9个区域站降水量达到大到暴雨量级。

2    天气形势

由图2（a）可知，6日20：00 500 hPa高空图上，西太平洋副热带高压与伊朗高压打通，我国江淮以南及青藏高原均为588 dagpm控制的高压区。从高度场上看，东亚中纬度地区呈西北高、东南低的形势，有利于冷空气的下滑。青藏高原上有西南气流维持，西藏至四川地区为一暖中心区域。青海东部至甘肃南部多切变扰动。舟曲县位于588 dagpm高压的北侧，一方面容易受冷空气下滑影响，另一方面也容易受588 dagpm高压进退扰动的影响。

由图2（b）可知，6日20：00 700 hPa上，甘肃南部有低涡切变，舟曲处于偏南风与偏东风的切变区，容易形成辐合上升运动，为暴雨的产生提供了系统性动力抬升条件。四川盆地至甘肃南部为持续的偏南风水汽输送，700 hPa上舟曲附近比湿可达14 g/kg，露点温度差仅1 ℃，空气湿度条件非常好，持续的水汽输送与前期湿润的空气为暴雨的发生提供了充足的水汽供应。甘肃中部至河套地区为偏北风，低层有冷空气的入侵，加剧了低层空气的不稳定。

200 hPa高空，舟曲处于南亚高压控制区域，高层为反气旋式高压环流，有强烈的辐散，促使低层发生强烈的辐合上升运动。6日23：00地面图上，四川盆地为一地面低压中心，青海湖附近为一地面高压中心。在甘肃南部，武都、华家岭、合作3个站，构成一个闭合的气旋式低压环流中心，造成地面上有比较强的辐合上升运动。舟曲处于3个站中间靠近武都的位置，因而地面上有比较强的辐合。另外，距离舟曲约50 km的武都，地面温度为23 ℃，而露点温度为22 ℃，温度露点差仅有1 ℃，近地层湿度条件非常好。

武都站距离舟曲约50 km，因而用武都探空站资料对此次降水过程发生前大气层结状况进行分析。从6日20：00探空图（图3）来看，400～700 hPa，层结曲线与状态曲线紧靠，空气相对湿度条件良好，相对湿度>80%的层次厚度可达5 km以上。700 hPa上为偏南风，500 hPa以上层次为西北风，在600 hPa附近，出现了风速的切变。对流有效位能（CAPE）较小，仅112.8 J/kg，但是由于暴雨的发生对CAPE没有太高的要求，只需要有一定的CAPE能够使得对流被触发。另外，沙氏指数为-2.52，表征对流很容易发生。

3    物理量诊断

合作附近低层为辐合中心，散度为25/s，舟曲附近散度也可达20/s，低层有较为强烈的辐合。在舟曲附近400～850 hPa为一致的辐合，辐合在500～700 hPa之间最为明显，400 hPa以上为较弱的辐散运动，与前面的分析一致，舟曲附近大气呈低层辐合、高层辐散的状态。

从垂直速度上来看，甘肃青海交界附近为500 hPa上垂直速度的负值大值中心，上升运动速度可达35 hPa/s，舟曲附近上升运动速度也有20 hPa/s，上升运动较为强烈。从剖面图来看，850 hPa以上层次均为一致的上升运动，中层垂直上升运动速度最大。

4    卫星云图分析

青藏高原上，在588 dagpm等压线附近多对流云系发展，造成舟曲降水的云系从6日20：00逐渐开始发展，至22：00左右对流云面积迅速扩大，云顶亮温迅速减小，如图4为22：00云顶亮温<-32 ℃的对流云系，椭圆区域内为造成此次舟曲暴雨的对流云团，该云团中亮温低于-32 ℃的区域面积可达1 400 km2，云顶最低亮温为201 K，对流云顶已发展到很高的层次。从22：00开始，发展旺盛的对流云系位置稳定少动，强度变化不大，稳定在舟曲上空3 h以上，直至7日1：00之后才逐渐减弱。对流云发展最为旺盛的时刻为6日22：00至7日1：00，该时刻也基本刚好对应降水最強的时刻6日23：00至7日1：00。7日1：00之后，对流云系开始减弱，降水也趋于减弱。

5    结论

此次降水过程具有持续时间较久、主要降水时段集中、降水量大等特点。

（1）500 hPa上西北高、东南低的形势和副热带高压边缘的扰动以及700 hPa上低涡切变对此次降水形成有重要作用。深厚的湿层、持续的南风水汽输送为暴雨的发生提供了可能。

（2）低层辐合、高层辐散，整层较强的上升运动使暴雨得以发生，垂直速度和散度对暴雨的发生有重要的指示意义。

（3）主要降水时段基本对应云系发展最为旺盛的时段，对流云团在逾3 h内稳定少动，造成部分地区的短时强降水。

6    参考文献

[1] 秦宝国，李刚.河北一次暴雨过程中不同时段强降水的成因[J].干旱气象，2013，31（2）：327-332.

[2] 李小兰，陈军，滕林，等.贵州高原北侧锢囚锋上一次低涡形成过程[J].干旱气象，2018，36（1）：44-49.

[3] 尉英华，陈宏，张楠，等.冷涡影响下一次冰雹强对流天气中尺度特征及形成机制[J].干旱气象，2018，36（1）：27-33.

[4] 张桂莲，仲夏，韩经纬，等.内蒙古中西部地区一次极端大暴雨特征分析[J].干旱气象，2018，36（1）：17-25.

[5] 狄潇泓，许东蓓，肖玮，等.”5.10”岷县短时暴雨斜压锋生特征和不稳定条件分析[J].干旱气象，2017，35（1）：108-115.

[6] 胡钰玲，王遂缠，王式功，等.2012年初夏西北干旱区罕见区域性大暴雨天气过程分析[J].干旱气象，2015，33（1）：128-137.