王晓雍
青海省海北藏族自治州气象台,青海海北 810200
2021年6月23日17时降水从祁连地区自西向东移动,前期以对流性天气为主,后期转为稳定型降水,降水至24日20:00结束。其中降水主要集中在23日夜间至24日午后,至24日20:00,24 h累计降水达大雨7个、中雨53个、小雨14个(图1)。此次天气过程具有影响范围广、持续时间长、大雨落区相对分散的特点,其中大雨出现在海晏、门源及刚察的部分区域站(表1)。
表1 2021年3月23日20:00~24日20:00 累积降水量 mm
图1 2021年3月23日20:00~24日20:00海北州累积降水量
从500 hPa高空环流形势演变分析(图2):23日08:00中高纬的环流形势为两低一高型,两个低压分别位于巴尔卡什湖北部地区及鄂霍次克海,两高之间的贝加尔湖地区为高压;西部的低值系统分裂的短波槽呈阶梯型,阶梯槽也称之为疏散槽,疏散槽脊是加深的[1]。在东移的过程中伴随着槽的发展,同时疏散槽有利于冷空气的快速南下,冷空气在海西西部与新疆交界的地区汇合;至23日20:00,河套高压脊后的偏南气流加强,风速达到12 m/s,受到高压脊的阻挡,等温线密集,形成锋区。巴尔喀什湖地区的低涡在东移过程中,逐渐南压,冷槽与高度脊叠加,河套地区的反气旋减弱东移南压,短波槽东移经至海北州西部地区。至24日08:00,在西北气流的引导下,锋区东移到达海西东部地区,受到我国中部地区高压脊的阻挡,系统移动缓慢。24日20:00海西东部地区有高压发展,天气转好。
图2 2021年6月23日08:00~24日20:00 500 hPa高空环流形势演变图
从700 hPa环流形势演变分析(图3):青海省北部地区始终维持着切变线,提供动力抬升条件,高原东部边缘地区有低涡活动,水汽沿着低涡外围偏南气流源源不断地输送到青海省东部;此外,北侧偏北气流携带冷空气从低层由河谷地带倒灌入我省东部地区。至24日08:00虽然副热带高压东移,但是低涡系统长期维持,偏南气流为此次过程提供了充沛的水汽条件。
图3 2021年6月23日20:00、24日08:00 700 hPa高空环流形势演变图
从过程的地面演变分析(图4):23日11:00内蒙古与甘肃的交界上有弱低压控制,冷高压前沿1 005 hPa线位于海西东部地区(图略);23日14:00冷空气在柴达木盆地堆积,甘肃西部的冷空气沿着河谷地带进入到祁连西段,河套西部的低涡系统强度加强,强度达997.5 hPa;23日20:00,新疆地区的高压分裂的小高压位于祁连西段,低涡系统稳定维持,地面上等压线密集;24日02:00,低涡系统减弱冷,冷空气分东西两路入侵青海省,高压前沿1 022.5 hPa移至海北州中部地区;24日08:00~20:00地面上的高压发展东移,冷空气继续东移。冷空气的入侵有2个方面的作用:一是抬升锋前暖湿气流,提供了上升运动;二是整层的温度降低,提升水汽饱和度,提高了水汽的凝结效率。
图4 2021年6月23日14:00~24日20:00地面气压场演变图
从卫星云图的动态演变图分析(图5),23日14:00玉树、果洛地区有分散的对流云系存在,青海省北部地区有短波槽云系造成了祁连地区的降水;23日20:00青南地区的对流云系随着西南气流向东北方向移动,并加强成为团状结构,云顶亮温低,并与北部的云系合并,环湖地区的出现降水,在河西走廊一线有高压脊控制,为相对少云的晴空区;23日22:30,受反气旋环流的阻挡,北部的短波槽移动缓慢[2],团状的对流云系减弱,仍然向东北方向移动;24日04:34,高压脊逐渐减弱,北部的锋面云系东移南压;12:38~15:15,锋面云系的南端有对流不断有新的对流单体触发,并向东偏南方向移动。云系移动缓慢,长时间维持及新的对流云系发展共同造成了此次降水天气过程。
图5 2021年6月6月23日14:00~24日15:00卫星云图动态演变图
雷达组合反射率演变图分析(图6),6月23—24日17:00近22 h内,回波主要以层积混合云型为主,前期受到西南气流的影响,南部地区发展的多个对流单体向东北方向移动,经过海北北部地区形成列车效应[3],后期不断有新的对流单体触发,从而使得降水持续时间更长。降水期间回波强度在35 dBz左右,强回波的高度在1.6 km左右,对流单体的质心低,易形成相对较大的降水。
图6 2021年6月23日22:00~24日17:00雷达组合反射率演变图
回波顶高可通过对最高顶定位来较有意义的风暴[2]。它反映了云系的发展旺盛程度,其值越高对流云系发展越旺盛,产生的天气较为剧烈。从回波顶高的动态演变图分析(图7),6月24日01:11回波顶高为8 km,该时刻云系发展最为旺盛,回波顶高达到最大值,后期回波顶高基本维持在5 km,为中低云系,中低云系长时间维持,有利于稳定性的降水持续出现,累计时间长,易形成大雨天气。
图7 2021年6月6月24日01:00~17:00的回波顶高演变图
(1)河套高压脊稳定少动,短波槽移动缓慢,阶梯槽上下滑的冷空气与暖空气在海北州上空汇合,为降水过程提供了长时间的动力;(2)700 hPa上低涡维持时间长,水汽供应充足,为降水过程提供了充沛的水汽条件;(3)缓慢移动的云系与触发的新对流云系共同造成了此次天气过程;(4)强回波的质心较低,形成列车效应,降水累积量大。