2022年7月21日甘南州局地暴雨天气过程分析.pdf

2022 年 7 月 21 日甘南州局地暴雨天气过程分析拜 蕊1完地草1袁晶晶1王成福2（1玛曲县气象局，甘肃玛曲 747300；2甘南州气象局，甘肃合作 747000）摘要本文利用 MICAPS 实况资料、卫星、雷达探测等资料对 2022 年 7 月 21 日 8：00 至 22 日 8：00 甘南州出现的局地短时暴雨天气过程进行分析。在此次暴雨过程中，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，副热带高压 24 h 内东退南压，冷空气迅速自青海东部至甘肃河西北部东移南下，冷暖空气在甘南州上空交绥，使甘南局部地区出现短时暴雨天气。针对本次局地暴雨天气过程，预报重点是副高位置和强度的变化、下滑冷空气强度及移动速度。关键词副热带高压；伊朗高压；暴雨；甘肃甘南；2022 年 7 月 21 日中图分类号P458.121.1文献标识码A文章编号 1007-5739（2023）19-0161-04DOI：10.3969/j.issn.1007-5739.2023.19.042开放科学（资源服务）标识码（OSID）：对暴雨过程的诊断分析和气象研究一直受到气象工作者的广泛关注1。甘肃省暴雨天气主要出现在69 月，其中 7 月的暴雨最多2。其环流分为 3 种类型：副高西北侧西南气流型、西低东高型和低涡型。大范围暴雨都与较强的锋区相联系3，低空有偏南风急流输送水汽，暴雨位于低空偏南风急流的左前方4。甘南州位于甘肃省西南部，地处高原边坡地带，生态环境脆弱5，汛期暴雨多为短时暴雨。其局地性强、落区较为分散6，常常伴有冰雹、大风等严重破坏性的天气现象，预报难度较大；覆盖范围广、持续时间长、强度大的暴雨常造成洪涝灾害，给农业生产、交通运输、社会经济以及人民的生命财产带来严重损害。因此，分析甘南州暴雨天气过程对当地防灾减灾工作有非常重要的意义。1降水实况2022 年 7 月 21 日 8：00 至 22 日 8：00，全州共计170 个观测站出现降水（图 1）。其中，暴雨 7 个站、大雨 66 个站、中雨 74 个站，在碌曲、玛曲局部地区出现降雪。降水量达暴雨的地区为卓尼大峪沟（67 mm）、合作美武（62.8 mm）、临潭青石山（62.1 mm）、卓尼县 卓尼（58.7 mm）、临潭业仁（58 mm）、临潭术布（53.8 mm）、卓尼录巴寺（53.6 mm）。部分站点小时雨量演变见图 2。14：50，科才（夏河）出现最大直径 2 mm 左右冰雹；15：53，刀告（卓尼）出现最大直径 4 mm 左右冰雹，基金项目 甘肃省气象局青年优秀科技人才项目“甘南州地质灾害气象风险预警模型研究”（2022rczx-青年优秀科技人才-02）。第一作者 拜蕊（1995），女，助理工程师，从事地面观测及天气预报工作。E-mail：收稿日期 2023-02-08降水量/mm250.0100.050.025.010.00.1图 12022 年 7 月 21 日 8：00 至 22 日 8：00 甘南州降水实况3530252015105014：0015：0016：0017：0018：0019：0020：0021：0022：0023：000：00时间美武青石山大峪沟降水量/mm图 22022 年 7 月 21 日美武、青石山、大峪沟小时雨量演变现代农业科技2023 年第 19 期资源与环境科学161现代农业科技2023 年第 19 期资源与环境科学持续时间 4 min；16：42，咯尔钦镇（卓尼）出现最大直径 5 mm 左右冰雹，持续时间 2 min；16：41，益哇（迭部）出现最大直径 8 mm 左右冰雹，持续时间 5 min。2形势分析2.1高空形势整个降水过程中，甘南高原处于西太平洋副热带高压西北侧的潮湿不稳定环境中，北部不断有冷空气下滑，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（图 34）。2022 年 7 月 21 日8：00，500 hPa 588 dagpm 高压西伸脊点位于（25 N，95 E），伊朗大陆性高压西伸至新疆西部，冷空气沿其北部南下，影响青海东部至河西西部。20：00，500 hPa 副热带高压迅速东退至 105 E，高原边坡地区受西南气流影响，新疆东部至河西西部大气斜压性强，冷空气南压，在甘南州上空形成切变。700 hPa，8：0020：00，甘南上空切变线持续维持，其东侧有一支明显的西南气流，为暴雨的形成带来了充足的动力和水汽。200 hPa，南亚高压主体位置偏东，甘南本地处于高空急流底部，高空辐散，低空辐合，抽吸作用较为明显，加深对流发展。至 22 日 8：00，西太平洋副热带abc注：a、b、c 分别为 200、500、700 hPa。图 32022 年 7 月 21 日 8：00 200、500、700 hPa 天气形势abc注：a、b、c 分别为 200、500、700 hPa。图 42022 年 7 月 21 日 20：00 200、500、700 hPa 天气形势高压继续东退，本地受西北气流控制，降水过程结束。2.2中尺度分析2022 年 7 月 21 日 8：0020：00，甘南州水汽条件良好，700 hPa 比湿8 g/kg，北部局部地区水汽10 g/kg，合作、夏河局部地区 CAPE100 J/kg，并且水汽通量散度-1 kg/（hPam2s）（图 5）。至 20：00，500 hPa 切变线落后于 700 hPa 切变线，其后部有明显的急流，触发条件主要考虑 700 hPa 切变线的作用（图 5）。暴雨落区位于 500 hPa 与 700 hPa 切变线之间即甘南州北部地区。卫星云图以副热带边缘不断发展的对流性雷暴云团为主，同样位于合作、夏河，分布在甘南州北部并且与降水落区相符合。3模式预报从欧洲全球模式、NCEP 全球高分辨率模式、GRAPES 全球模式以及 NCEP 全球模式 24 h 间隔降水预报（图 6）来看，欧洲全球模式以及 NCEP 高分辨模式对本次降水过程的量级预报准确。其中，欧洲全球模式强降水落区预报位置准确，但范围明显偏小；NCEP 全球高分辨模式对落区预报偏差较大，位置偏南、偏东。从模式预报稳定性来看，4 种模式对本次降水量级、落区预报均稳定。从降水相态预报（图 7）来看，欧 洲 全 球 模 式、NCEP 全 球 高 分 辨 率 模 式、GRAPES 全球模式以及 NCEP 全球模式 4 种模式均对本次玛曲局部地区的降雪预报准确。4预报服务及经验4.1天气预报2022 年 7 月 20 日 24 h 天气预报：全州各地阴有小到中雨，合作、夏河局部地方有大雨。2022 年 7 月20 日 48 h 天气预报：全州各地阴有小到中雨，局部地方有大雨。2022 年 7 月 21 日 24 h 天气预报：全州各162地阴有小到中雨，合作、夏河、临潭、卓尼、碌曲局部地区有大雨。4.2服务情况7 月 20 日，发布重大气象信息专报第三期，提到“2122 日我州有一次明显降水过程，合作、夏河、临潭、卓尼、碌曲局部地方有大到暴雨，迭部、舟曲局部地方有暴雨”。7 月 21 日上午 10：00，与自然资源局、水务局联合发布“地质灾害气象风险橙色预警（第四期）”“中小河流洪水气象风险橙色预警（第四期）”以及“山洪气象风险橙色预警（第四期）”。7 月 21 日13：51，发布雷雨大风黄色预警信号（2022095），7 月21 日 17：00 通过云 MAS 短信平台发布降水实况短信1 次。7 月 21 日 15：08，发布暴雨蓝色预警信号（2022096）。7 月 21 日 20：11，将暴雨蓝色预警信号500 hPa 槽线500 hPa 切变线500 hPa 温度槽500 hPa 混区700 hPa 槽线700 hPa 切变线700 hPa 温度脊700 hPa 混区700 hPa 比湿500 hPa 干舌K 指数特征线CAPE 特征线地面冷锋地面辐合线干线/露点锋地面流线700 hPa 急流（粗）/显著流线（细）500 hPa 急流（粗）/显著流线（细）700-500 温差3 h 升压升压中心500 hPa 槽线500 hPa 切变线500 hPa 温度槽500 hPa 混区700 hPa 槽线700 hPa 切变线700 hPa 温度脊700 hPa 混区700 hPa 比湿500 hPa 干舌K 指数特征线CAPE 特征线地面冷锋地面辐合线干线/露点锋地面流线700 hPa 急流（粗）/显著流线（细）500 hPa 急流（粗）/显著流线（细）700-500 温差3 h 升压升压中心ab注：a 为 7 月 21 日 8：00；b 为 7 月 21 日 20：00。图 52022 年 7 月 21 日 8：00 和 20：00 中尺度环境条件实况分析42 N40 N38 N36 N34 N32 N90 E92 E94 E96 E98 E100 E102 E104 E106 E108 E110 E图例250.00.110.0图例250.00.110.0图例250.00.110.0图例250.00.110.090 E92 E94 E96 E98 E100 E102 E104 E106 E108 E110 E42 N40 N38 N36 N34 N32 N42 N40 N38 N36 N34 N32 N42 N40 N38 N36 N34 N32 N90 E92 E94 E96 E98 E100 E102 E104 E106 E108 E110 E90 E92 E94 E96 E98 E100 E102 E104 E106 E108 E110 Eabdc注：a 为欧洲全球模式；b 为 NCEP 全球高分辨率模式；c 为 GRAPES 全球模式；d 为 NCEP 全球模式。下同。图 64 种模式 24 h 间隔降水预报拜 蕊等：2022 年 7 月 21 日甘南州局地暴雨天气过程分析163现代农业科技2023 年第 19 期资源与环境科学升级为暴雨黄色预警信号（2022097）。4.3预报经验总结此次暴雨过程中，甘南州处于西太平洋副热带高压与伊朗西伸的大陆性高压的过渡地带，北侧的冷空气集聚明显，温度槽落后于高度槽，冷平流明显。在副热带高压明显东退形势下，冷空气迅速东移南下，冷暖空气交汇于甘南州上空，500700 hPa 切变线活动较为明显，使甘南州北部出现短时暴雨天气过程。其局地性较强，并且由于冷空气明显，造成甘南州高海拔地区（玛曲局部地区）出现降雪。对于本次对流性暴雨降水过程，各种模式预报准确，对此次局地暴雨天气过程降水量级、强降水落区预报效果良好。另外，此次暴雨过程作为汛期暴雨的特殊典型，玛曲局部地区降温明显，降水相态为雪，应当引起当地预报员的关注。5结语本文利用降水实况、环流形势以及卫星云图对2022 年 7 月 21 日出现在甘南北部的区域性短时暴雨天气过程进行了综合分析，得出以下结论：这是一次发生在西太平洋副热带高压与伊朗大陆性高压之间的对流性短时暴雨天气过程，冷空气堆积较强，水汽供应持续时间长，大气低层西南气流明显，为暴雨的发生提供了动力以及水汽条件；500700 hPa 切变线以及地形共同作用是造成此次暴雨天气过程的关键因素。此次过程冷空气明显，降水相态复杂，模式预报对玛曲地区降水相态预报稳定，准确率高；午后地面增温加剧气层不稳定，强降水落区处于地面暖池附近，且与地形有密切关联；数值模式的降水预报与实况有一定差异，对舟曲局地的暴雨未反映出来，且就降水的时间序列上来说，有一定的滞后性。雷达、云图、地面区域站加密资料等短临监测手段对于数值模式漏报且可能引发灾害的局地性强对流短时暴雨天气过程具有重要作用。参考文献1 闵爱荣，廖移山，邓雯，等.2019 年 410 月我国主要暴雨天气过程简述J.暴雨灾害，2020，39（5）：539-548.2 狄潇泓，吉惠敏，肖玮，等.“88”舟曲特大泥石流天气背景分析J.安徽农业科学，2013，41（12）：5448-5452.3 王晓芳，程正泉，姜丽萍.2016 年广东一次罕见寒潮雨雪冰冻天气过程分析J.气象科技，2019，47（1）：106-115.4 付培健，杨小银.陇南一次暴雨灾害天气过程的诊断分析J.甘肃科技，2013，29（5）：52-55.5 孙玉莲，任余龙，马新荣.甘肃中东部初夏一次暴雨天气过程的动力诊断J.干旱气象，2007（4）：41-45.6 王建兵，杨建才，汪治桂.舟曲“88”暴雨云团的中尺度特征J.干旱气象，2011（4）：466-471.42 N40 N38 N36 N34 N32 N42 N40 N38 N36 N34 N32 N42 N40 N38 N36 N34 N32 N42 N40 N38 N36 N34 N32 N90 E92 E94 E96 E98 E100 E102 E104 E106 E108 E110 E90 E92 E94 E96 E98 E100 E102 E104 E106 E108 E110 E90 E92 E94 E96 E98 E100 E102 E104 E106 E108 E110 E90 E92 E94 E96 E98 E100 E102 E104 E106 E108 E110 E图例无降水雨冻雨雪湿雪雨夹雪冰粒图例无降水雨冻雨雪湿雪雨夹雪冰粒图例无降水雨冻雨雪湿雪雨夹雪冰粒图例无降水雨冻雨雪湿雪雨夹雪冰粒abdc图 74 种模式 24 h 降水相态预报164