西宁地区一次副高边缘型暴雨天气过程分析

2023年11月19日发(作者：日产逍客的优缺点)

西宁地区一次副高边缘型显雨天气过程分析

赵娟

，

谢启玉

西宁市气象台

，

青海西宁

810000

摘要，月

利用常规地面云图和雷达资料

、

高空大通的强对流暴雨天

、

分析了

2019

年

8

19R

气

。

结果表明:此次大通暴雨是副热带高压边缘产生的强对流天气

；

副热带高压边缘创西南

暖湿气流和高空短波槽引导的偏西气流在西宁地区交汇

，

为此次强降水天气的发生提供了

有利的大尺度环流背景条件;

；

低层暖平流

、

高层弱冷平流形成了热力不稳定层结

500

hPa

西

南气流和

700

hPa

偏东气流提供了充沛餉水汽条件

；

地面冷锋和辐合线提供了中尺度?拾升触

发机制

；

强降水落区与地面

3 h

负变压中心和地面辐合线对应较好

；

中尺度对流云团活■趾

，

TBBW-77P

的冷云团澎响大通约

30

min,

强降水落区位于红外云图过程中

TBB

大梯度区

；

雷达最强回波达到

54,VIL

dBZ

速度场上低层西南风和暖平流扌盲示明显；

在此次强降水过程

中表现为缓慢增大一维持一迅速减小

；

风暴质心高度

HT

在强降水过程中基本在

3

km,

表现

为缓慢上升一下降一略下降的低质心特征

。

关键词

副热带高压

；；监测指标

暴雨

中图分类号:

P4

文献标识码:

A

文章编号:

2095-3305(2021)01-0055-04

201917:00

年2005:00,

8

月

19

日

—日

特殊的地理位置和复杂的地形使其成

西宁地区出现雷电和暴雨天气

，

此次

为青海省大到暴雨的多发地

m

。

而大到

强降水过程突发性强

、暴雨天气多由短时强降水造成

降水时段集中

、

由于具

，

降水强度大

，

并且强降水出现在密集

、、

有局地性强

历史短强度大等特征

，

的

全

负闪区

ol9H

08:00

0&00

—

20

日

常常造成城市内涝、

、、

山洪

泥石流山

区共有

8

站出现暴雨大雨,24

站最大降

体滑坡等灾害何

。

目前使用的数值天气

水量出现在大通县鹘子沟

(

75.9

mm

),

预报还无法直接精准预报

，

这也一直是

其次为大通站

(

73.4

mm

),

为有气象记

灾害性天气预报的难点

o

诸多学者对青

录以来第二多过程的对流性强降水

；

海东部的强降水天气也进行了研究

：

张

时段主要集中在

19

17:00-21:00,

H

青梅等

a

运用中尺度天气分析技术

，

持续约4

h,

17:00-18:00

大通县宝库黑

对青海东部的

3

次大到暴雨过程进行对

泉水小时雨强

37.4

mm

。

过程雨量分布

比分析

，

建立了青海高原副高边缘型大

不均

，

暴雨区主要出现在西宁北部的大

到暴雨天气过程的中尺度天气概念模

通县，

西宁市区

、

徨源县和徨中县出现

型

；

王振海等旳分析了

2014年夏季青

中到大雨

。

暴雨天气导致大通县遭受洪

海东北部的两次强降水天气过程的冷

涝灾害

，

农作物不同程度倒伏,农房受

空气

,

结果表明青海东北部来自东北冷

损基础设施损毁以及多处河道出现险

，

涡底部的冷空气在地面至

700

hPa

表现

情西传冷空气较正常西风槽冷空

，

给城市运行造成十分严重的影响

。

较清楚

，

灾害导致大通县

16

万人受灾

，

但无人

气弱

，

并易受青海东北部地形阻挡

，

造

员伤亡，

。，

从预报情况来看

相关工作人

成较明显降水过程

此路冷空气在高原

员对此次降水过程的强度

、

落区和降水

500

预报场反映不明显

hPa

，

易造成预

集中时段把握不足

。

报误差

；马雪莲等冈对

2009

年青海东部

西宁地区位于青海高原东部和青藏

的两次大到暴雨天气的卫星云图特征

高原东部,平均海拔在

2

500-3

000

m,

进行了对比分析,发现云图形状结构不

基金项目

西宁市强降水落区预报方法研究创新团队

(

2019)

o

作者简介

赵娟

(1988

-

)

，

女，

，

青海贵德人

工程师

，

从事天气预报工作

。

收稿日期

2020-07-05

农业灾害研究

2021,11(1)

Analysis

of

a

Rainstorm

Process

at

the

Edge

of

Subtropical

High

in

Xining

ZHAO

Juan

et

(Xining

al

Meteorological

Observatory,

Xining,810016)

Qinghai

Abstract

The

severe

convective

rainstorm

in

Datong

onanalyzed

August

19,

2019was

bysatellite

conventional

using

surface,

high,

and

radar

meteorological

observations,

and

thethe

resultsrainstorm

indicated

that

in

Datong

wasthe

severe

convective

weather

arousedthe

by

edge

of

subtropical

southwestat

warmthe

and

humid

airflow

edgesubtropicalwesterly

of

highthe

and

airflowbyupper

guided

the

short-wave

trough

converged

in

Xining

area,

which

provided

favorablecirculation

large-scale

background

conditionfor

theoccurrence

of

the

strong

l

unstable

stratificationwas

formed

by

warmlowerlayer

advection

on

and

weakonupper

coldadvection

layer.

The

southwest500

airflow

and

at

hPa

the

eastward

airflow

at

700

hPa

offered

abundant

water

vapor

conditions.

Surfacefront

cold

and

convergence

provided

line

the

mesoscale

uplifting

trigger

heavy

rain

area

correspondedthe

surface

well

to

3h

negative

pressurecenter

andsurface

convergence ale

convective

cloud

clusters

were

active.

The

cold

cloud

clusters

withhadinfluence

TBBW-77

力

a

large

about

30

minutesThe

inDatong.

strong

rainfallarealocated

Journal2021,

Vol No

of

Agricultural

Catastropholgy

11,

1

同

，

造成的天气不尽相同

；马秀梅等回

近

，

青海高原位于副高线的暖高压

584

Hudson

等⑺指出强对流天气的发

生和移动

，

与低层的水汽辐合有密切关

对比分析青海东部

2007

年两次受副热

带高压影响的大到暴雨天气

，

结果表明

副热带高压西伸,外围的西南气流为东

控制

，同时巴湖低槽发展

，

底部的短波

槽分裂下滑

。

18

日

20:00

副高略东退

，

19

日“

0&00

青海高原

35

。

以南副热带

系

。

此次过程中西南路径水汽通道畅

通

，12

四川盆地至甘肃南部超过

m/s

的

西南风提供了充沛水汽

，

处于暖湿区部的大降水提供了有利的水汽条件

域

。

1908:00,hPa

日西宁地区

700

Q=13

，高同

空冷平流下滑

，

触发了能量释放

，

形成

了暴雨天气2019

。

通过对西宁地区

年

高压和青藏高压之间形成切变线

，

时巴湖槽底的短波槽东移至青海北部;

700

hPa

青海东部受切变线影响

，

低层

g/kg, g/kg,

;Q=1

T-Td=2T

：

500

hPa

的这次暴雨天气过程进行分析,试图分

有较强的辐合抬升

,20:00两高之间的

切变线仍然维持,副高边缘西南气流输

送水汽和能量至青海东部

（la

图

）

。

从图

看出

，过程中500，高

冷平流不显著

hPa

T-Td=23

七

,

同时中低层温差

（

700

?

500

）

hPa

为

14T

,

形成了上干冷下暖湿的不

析西宁地区强降水预报方面的一些指

标，

以期为西宁地区的短时强降水预报

稳定层结

；

到

20:00hPa比湿仍维持

700

在

13g/kg,

中层，

500

hPa

增湿显著

比湿

增大到

6

g/kg,;200

T-Td=2T青海

：

hPa

预警提供参考

。

空冷强迫较弱西风带短波槽东移引导

；

1

环流背景

过程前期副热带高压呈带状不断

较强的高

西伸呃附图

，

8 空辐散利于中低层辐合加强

月（

18

日西伸脊点位于88lb

低层

（

700

hPa

）

弱冷空气南下

，

与副高

西侧暖湿气流交汇于青海东北部为此

，

次暴雨天气提供了有利的环流背景

。

高原位于南亚高压中心区

，

青海东部位

于高空西风急流分流区右侧

，

）

。

图1

19

8

月

0 08:00和500hPa

20:00

高空形势

地面冷锋提供了此次强对流天气

的影响小

，增大为

到

20:00

影响大通的+

△

P24

曲线呈瘦高型强降水形态,

CAPE

的抬升触发机制

（

图

219

）

。

日高空短波

槽东移引导地面冷空气南下,

0&00

河

为08:00

4.71010

日

hPa,

20

hPa

的冷空

气影响西宁地区

。

西宁站

1908:00

日和CIN+冷空气

20:00 9.8hPa,

的位于（J/kg

T-lnP）之上

西走廊

图显示

（0&00

图七

3

）

,

,

西宁

SI=0.69

0T

：

238.4

J/kg,

指示大气有较强的热力不稳

定较,后期仍可能出则虽对流天气

。

抬升

层

LCL 700AP24最强

仅仅

11.5

hPa

附近,只要近地面存在抬升机制即可

还未影响到青海东部；

而从南疆进入

柴达木盆地的西路冷空气向东推进

，

+

△

P24

最大

3.6从河西走廊南下

hPa

0

层到5.2

LCL）

的高度高km

（

,

说明暖云

触发对流,湿层深厚,厚度达7

km,

水汽

梯度大,减小为仏

SI

0.03

厚

，

降水效率高从风的垂直分布看

。

，

08:00

西宁地区

500

以下风向顺转有

hPa

，

显著暖平流

,

500

hPa

以上为弱冷平流

，

西宁上空大气处于上干冷下暖湿的不

的冷空气较

3S,ll

：

00+A

P24

最强

1.4

hPa,

一部分冷空气翻越祁连山进入

海北南下开始影响东部

，

另一部分到

2

中尺度分析

2.1

地面辐合线

Ogura询指出

等

［

，

对流发生前或发

生时有中尺度低空辐合和上升运动

。

，

14:00

从东部河淳谷地倒灌侵入

。

随着

稳定状态;

0-6

垂直风切变m/s,

km

14

利于对流云发展维持

。

综上可以说明

冷空气持续渗入

，

17:00

冷空气主力已

倒灌影响东部

，

+

AP24

最大

3.4

hPa,

环境场条件利于伴有强降水的强对流天

气发生

。

20:00强风暴19

大通已出现强降水探空从

，

Wilson

等⑴指出79%96%

［

，

的风暴

（

的

）

在辐合线附近发生

。

日

而西路冷空气在午后开始变性,对东部

图2

图

19

3)

820:00

(a(b

月 )

日

08:00

和

西宁站

T-lnP

地面风场上看19

，

降水开始前日

16:00

子沟附近

（

强降水区

），

过程中地面辐合

在青海湖至淳水河谷地一线存在地面

线维持时间较长,提供了抬升触发条件

辐合线

,

17:00-19:00

大通出现短时强

强降水出现在辐合线附近

。从地

同时

，

降水在大通东部

，

降水开始时

（17:00

）

形图看出此次大通的短时强降水出现

存在东南风和西北风的地面辐合线

，

在河谷地带

，

地形辐合和迎风坡抬升对

18:00-19:00

地面辐合线维持在大通鹤

降水的加强作用显著

（

图

4

）

。

图月

4

8

19S1a

7:00（地面风场叠加小时降水量

（

）和）

18:00

b

2.2

地面气象要素变化

变化来看

，，

降水开始后气温降低

气

强对流天气发生前后

，

地面气象要

温

11

h

下降

M

弋小时降水量可能

，

M

8

素变化明显

。西宁

过程前期副高西伸

，

mm七

；

气温下降

M

3小时降水量可能

，

地区处于副高

584

线的高压脊控制

，

N

16mm,

过程前后

2

个站点的气温降

17-19

日地面气压不断降低18

，

日青

幅在?

7

8

弋o降水开始前地面增

（

3h

）

海东部的地面气压为

992.5

hPa,19

日

湿显著

，

大通和东峡鹘子沟的露点温度

白天为气压降低伴随着气温

995。

hPa

分别达到了

18七和

16

七。

分析得出

，

持续升高

，

18N

日

、

191

日大通最高气温分

地面露点小时下降

弋

，

小时降水量

别为27.926.6强降水出现后

七和

七

，

前期的高温晴热

露点下

可能mm

M

8

；

，

天气为此次强对流天气贮存了较好的

降Nmm

M

1o

兀

，

小时降水量也可能

8

能量条件

。

露点温度是表征绝对水汽含量的指

根据地面加密观测资料分析了地标

，，

它的变化相对于气温变幅较小

为

面、、

3

h

变压

气温

露点温度与降水的

3%

?

4

七

（

3h（17:36-19:10

）

；

露点温度在降水过程

关系

。中并非和气温一样持续降低

选取了降水量最大的大通和大

，

而是强降

通东峡鹤子沟

2降水

个站

。，

分析得出

水出现后下降缓慢

，

再之后基本保持不

出现前或有微量降水出现时

3

h变

变压为

。

结合图可以看出

,

17:00-19:00

大通

负

；出现最强降水时

,3h

变压为正

，

站和东峡鹤子沟附近有地面辐合线

，

伴

且数值最大

。

此次过程中降水量超过

随出现气压梯度增大

、

露点和气温下降

30

34

mm

时。

，

h

变压超过

hPa

从气温

（

图dBz,3

5

）

。40kg/m

农业灾害研究

2021,11

（

1

）

iiiiiiiiiiii

ii

e

时间

-------------

露点降水

/.

X

-

o

d

Jn

0§00P9I00壬0

00000

9

寸寸寸

&

0

-

0

0

0

0

9

IX

I

I

22

色色

6

6

?

1

1

91

6

1

时间

Z

冒

、

*

*

<

巻

*

養

ininininviixiit^t^r^ooooooo^Q\'scso

I

I

盼闻

I

IZ

图

5大通站和大通东峡鹳

月

8

17:00-20:00

子沟地面气象要素变化图（

a

：

大通站气温与降

水变化曲线

；

b

：

大通鹳子沟站气温与降水变化

曲线

；；

c

：

大通站露点温度与降水变化曲线

d

：

大通鹳子沟站露点温度与降水变化曲线

）

）

3

雷达回波特征

此次大通强降水回波以积状和层

状云的混合降水回波为主

（

图略

）。19

日

15:00

从海北新生发展的对流单体

东移进入大通境内

，

与大通西部新生

的对流单体合并缓慢东移

。

降水前期

（

17:00-17:31回波以对流单体为主

）

，

回

波强度?

45

50

dBz,增至kg/mo

VIL

10

2

降水最强时段回波单体

）

合并加强

，

呈结构密实的块状回波

，

最强回波回波发展到

54

dBz,

10

以

km

上km,

，

最高km,

15

强回波高度2

?

4

VIL并稳定维持;

最强达到

12

kg/m,

后期块状强回波演变为带状

，强度减

弱到

VIL

也减小到左

57

Journal

Catastropholgy

ofNo

11,

Agricultural2021,

Vol

1

右

。过程前期以对流性回波为主

，过

水开始前回波强度从dBz

45增大到

50

VIL

最强kg/m

12

2

,

强回波高度

2V

km,

程中回波发展加强

，

并表现出低质心

dBz,

VIL4 12

从kg/m,

kg/m

增大到

风暴

特征

，后期以在此次强降水过程中表现为缓慢增

移速较快

，

降水效率高

，

质心高度在

3-4

km

；

强降水出现时段回

混合型降水回波为主

，回波强度和移

波强度在?

45

5510

,

dBz,

kg/m

VIL在

8

?

2

速都减弱

，

整个过程强回波持续时间

HT

下降至后

2.0

?

3.2

km,

最低

0.5

km

；

较长

。

期回波强度减弱到

40

dBz

左右,迅

VIL

分析了此次强降水过程中

，

组合反

速减小到

3

kg/if

以下

，

风暴质心高度

射率CRVIL在降水也随之

与垂直积分液态水含量和 略有下降

，

1.5-2.5

km,

风暴质心高度

HT

之间的关系(图

6

)

。

降

减弱

。

60

50

40

30

(

zap

20

10

日

z

③

書

0

)

咚

如

翱

686&86

呂超

吊

9Z

olE

to0Z

E

&

05

9

0

98

匚

E

寸寸寸

E

卜

寸

&

S

6

96

8

8

11

11

E

E

I

E

dododododo

IIIII

I

I

1

60

-------CR--------VIL

bn5

总

超

w

Q

tis

E

F

寸

do

dc

—l

L

I

图月

6)和风暴质心高度

VIL(a

819啲关系

日雷达组合反射率

CR

与垂直积分液态水含量

HT(b

综上,

VIL

在此次强降水过程中

辐合线提供了中尺度抬升触发机制

；

低

表现为缓慢增大一维持一迅速减小

，

高层弱冷平流形成了热力不

层暖平流

、

最大与回波强度有较好的对应关系稳定层结;

o西南气流和

风

500700

hPahPa

暴质心高度

HT

在强降水过程中基本在

偏东气流提供了充沛的水汽条件

。

3

km,

表现为缓慢上升一下降一略下降

(

2

)

强降水落区与地面

3

h

负变压中

的低质心特征

。

因此VIL

，

可以将

的大

心和地面辐合线对应较好

；

过程中降水

值维持特征和

HT

的mm4

量超过

30

o

时hPa

，

3

h

变压超过

低质心特征作为强降水天气的雷

地面气温1°C

1

h

下降

M

,

小时降水量可

达监测

、

预报预警指标

。

能mm;

M

8

M

气温下降小时降水

3X.,

量可能

M

mm,

16

过程前后气温降幅在

4

结论降水前地面露点超过

7^-8%

：

；

16

弋

，

(1)

此次大通暴雨是副热带高压边

当露点小时下降小时降水量可

M

1

七

，

缘产生的强降水天气，

副热带高压边缘

能

^8mm

；

强降水出现后

，

露点下降

的西南暖湿气流和高空短波槽引导的偏

MM露

1

兀

，；

小时降水量也可能nnn

8

西气流在西宁地区交汇,形成利于强降

点温度在过程中的变幅在七?代

3

。

水发生的大尺度环流背景;地面冷锋和

(

3

)

过程中雷达回波最强

54

dBz,

58

表现出低质心的强降水回波特征

。

VIL

大风暴质心高度在

—维持一速减小

；

强降水过程中基本在km,

3

表现为缓慢

上升一下降一略下降特征

。

参考文献

[1]

李华宏王曼

，，

，

闵颖等.昆明市雨季短

时强降水特征分析及预报研究

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