甘南高原一次局地暴雨触发机制分析

付文睿 王成福 刘 倩

（1甘南州气象局，甘肃合作 747000；2中国民用航空新疆空中交通管理局，新疆乌鲁木齐 830016）

对暴雨天气触发机制的研究一直备受关注，也取得了很多有价值的成果[1-2]。李祚泳等[3]将遗传算法应用于北京市郊区不同重现期暴雨强度与降雨历时关系式中参数的优化，并与传统回归法和优选回归法的优化效果进行了分析比较；付培健等[4]利用NCEP再分析资料和中尺度WRF模式对陇南一次暴雨过程进行了模拟，并使用模式输出产品作了多种物理量诊断分析；蒙伟光等[5]利用MM5模式对发生在1998年5月23—24日华南暴雨和中尺度对流系统（MCS）模拟的模式输出资料，根据湿位涡守恒原理和倾斜涡度发展理论分析了暴雨和MCS形成和发展的原因。甘南高原地处青藏高原东北边缘，属青藏高原与黄土高原过渡地带，区域内暴雨频发、地形复杂、地质灾害严重。因此，对甘南暴雨的准确预报一直以来都是当地气象预报者的工作重点，许多气象工作者针对甘南暴雨天气过程从不同角度进行了广泛研究[6-8]。孙玉莲等[6]对造成2004年5月28—29日甘肃省中东部初夏区域性暴雨过程的高、低空急流及锋区等天气系统进行了分析；狄潇泓等[7]利用自动站、卫星云图、探空图等资料，对2010年8月8日凌晨造成舟曲特大泥石流的短时强降水天气过程的天气背景、形成机理、物理成因、卫星云图特征进行了较为深入细致的研究。本文结合环流形势、探空诊断以及云图分析，对2020年8月10日出现在甘南迭部、舟曲的暴雨触发机制进行了综合分析，为预报预警打好基础。

1 降水实况

2020年 8月 10日 14：00至 11日 8：00，甘南州共计174个观测站（98个乡镇）出现降水天气，其中暴雨11个站、大雨61个站、中雨80个站、小雨22个站，较大降水量出现在舟曲县的头沟坝（62.5 mm）、憨班（60.9 mm）、木耳坝（59.8 mm）、拉尕山（58.0 mm）和迭部县的亚日（55.7 mm）。

10日20：00 —21：00迭部3个站出现短时强降水，卡坝、尼傲、达拉小时降水量分别为28.0、21.7、20.6 mm；21：00—22：00 迭部 2 个站出现短时强降水，亚日和旺藏小时降水量分别为34.2、25.4 mm；22：00—23：00迭部、舟曲4个站出现短时强降水，头沟坝、曲瓦、黑杂、洛大小时降水量分别为36.4、23.4、23.4、20.8 mm；11 日 0：00—1：00 舟曲 1 个站出现短时强降水，憨班小时降水量为28.1 mm。预报11日夜间迭部、舟曲将出现局地暴雨，实况提前至10日夜间，迭部、舟曲已出现局地暴雨。

2 形势分析

2.1 高空形势

甘南处于西太平洋副热带高压西北侧的潮湿不稳定环境中，其西北侧不断有冷空气下滑，青海中部和甘肃中部有切变线向东移动，冷暖空气在甘肃南部交绥。10日20：00，500 hPa 584 dagpm高压与伊朗东伸的大陆性高压连通相接，巴湖北部与东北低压底部的冷空气共同南下，在青海东部至甘南上空形成明显的低压，东北—西南向切变线位于甘肃中部至青海东南部；700 hPa暖式切变线位于甘南州东南部，其东侧有一支明显的南风大风速带，为暴雨的形成带来了充足的水汽，有风向和风速上的辐合，即迭部、舟曲低空为辐合区；200 hPa，南亚高压主体位于西藏西部，甘南本地处于大风速带底部，高空辐散；低空辐合、高空辐散有利于对流的发展。至10日23：00，700 hPa南风大风速带发展成为南风急流，且暖式切变稳定少动，与降水实况对比，20：00—23：00，迭部和舟曲局地出现短时强降水，降水落区位于500～700 hPa切变线之间，与20：00地面辐合线位置吻合；23：00之后，不稳定能量释放，南风急流减弱，从而降水得以减弱，次日清晨降水结束。

2.2 地面形势

降水前期迭部、舟曲气温偏高，20：00甘南处于负变温区，地面上甘南大部分地区受到小高压控制（图1），甘南州开始降小雨；降水云团主要影响甘南州北部，合作、夏河已降中雨；冷空气已到达甘南州东南部，迭部、舟曲上游负变温最大可达6℃，冷暖空气在迭部、舟曲形成强对峙，并有地面风向辐合线产生，为此次天气过程提供了较好的抬升条件和触发机制。

2.3 地形分析

甘南州地处青藏高原东北边缘，地势西北部高、东南部低。迭部、舟曲低层为东南风，爬山过程导致暖湿气流抬升冷却；同时迭部、舟曲存在不稳定能量，大气处于不稳定状态，与暖湿气流过山结合，造成较大的对流性降水。

3 诊断分析

3.1 探空诊断

8月10日20 ：00，从迭部、舟曲附近武都站探空图（图2）可以看出，存在不稳定能量，CAPE值为374.5 J/kg，700 hPa 湿度大，600 hPa 以上湿度小，上干下湿，有利于对流发展；同时600 hPa存在逆温层，有利于不稳定能量的积蓄；大气低层至500 hPa是较为一致的南风，垂直风切变较小，虽然对雷暴大风等天气的出现不利，但是有利于暴雨的出现，它可以使风暴在某一地区维持较长时间，形成明显降水；从低层到高层，风随高度顺转，有暖平流；0℃高度层已经到达6 km附近，降水以暖云降水为主，其降水效率较冷云更高、降水量更大。

3.2 云图分析

在连续强降水过程中，针对8月10日云图的连续性演变进行分析，发现造成本次降水的云系主要为高原东部的对流云团，云团随副高东移南下进入甘南，且该云团发展且强度加强。从10日20：00开始，高原上对流云团开始发展，甘南州西南部开始有中低云系生成，对流云团迅速增强；21：00，迭部、舟曲上空云团发展最为旺盛；23：00开始，对流云团逐渐减弱；11日3：00之后，对流云团迅速减弱移出本地，降水随之结束。

4 结语

结合环流形势、探空诊断以及云图资料，对2020年8月10日出现在甘南州迭部、舟曲的暴雨触发机制进行了综合分析，得出以下结论：这是一次发生在西太平洋副热带高压西北侧的对流性暴雨天气过程，低层大气饱和度高、水汽集中程度高，为暴雨的发生提供了水汽条件；500 hPa低压、西太平洋副热带高压、700 hPa切变线、地面辐合线以及地形共同作用造成此次暴雨过程。

此次暴雨过程中，甘南州处于西太平洋副热带高压西北侧的潮湿不稳定环境中，其西北侧不断有冷空气下滑，青海中部和甘肃中部有切变线向东移动，冷暖空气在甘肃南部交绥，使迭部、舟曲出现暴雨天气。副高位置、强度的变化和下滑冷空气强度都难以把握，因而降水的时间和强度难以预测。EC作为全球大尺度天气模式，对于对流性降水过程的预测能力有限，对预报员预报的指导作用不强。700 hPa高原上资料较少，故此次过程对降水量级的把握不够。另外，预报11日夜间迭部、舟曲将出现局地暴雨，实况提前至10日夜间，此次暴雨过程作为汛期暴雨的特殊典型，甘南州西北部高、东南部低的地形因素影响应当引起注意。