任强 徐开宇 严继云

摘要：2017年 8月 19日黄南发生了一次区域性大雨天气，利用EC2.0°×2.0°再分析资料、GPS/MET反演大气可降水量资料及青海地区常规观测资料。通过对大气可降水量、比湿、水汽通量散度等结合黄南地形分析，定量的总结出此次暴雨过程期间的大尺度环流背景下水汽输送、辐合及局地水汽变化特征。

关键词：大雨;水汽条件;GPS/MET;黄南

1引言

黄南位于青海省的东南部，降水不仅受西风带槽脊的影响，也直接受高原地形的影响。虽然年平均降水量约453mm，但是多为对流性降水。虽属典型的高原大陆性气候，但是随着全球气候变暖，黄南地区的气候也向暖湿转变，从年际变化方面来看，近年来，暴雨天气呈现增多趋势。黄南地区地形复杂，地势南高北低，南部泽库、河南两县属于青南牧区，海拔在3500m以上，气候高寒，北部为尖扎、同仁两县，海拔在1900―4118m之间。是青海省强降水的频发区之一，也是洪水和泥石流高发区。通常从天气学成因来看，产生大雨以上的降水主要原因是充沛的水汽供应、强烈而持久的上升运动和降水持续较长的时间。以及各种尺度的天气系统和下垫面特别是地形的有利组合可产生较大的降水。于是，精细周密地分析黄南地区大雨过程中水汽条件的特征，对于了解黄南地区大雨过程的产生机制和异常性是十分重要的。

2降水实况

2017年 8月 19日黄南地区出现了区域性大雨天气，降水性质以混合性降水为主。此次过程降水主要时段集中在傍晚至夜间。本次过程共计73个测站出现降水（图1），其中暴雨6 个，大雨34个。降水中心位于尖扎县能科乡：60.7mm，主要测站降水量同仁：36.9mm、尖扎：35.1mm、河南28.2mm、泽库：11.3mm。此次降水导致部分乡镇农户住房、交通、水利等不同程度受灾，造成黄南州经济损失共400余万元。

3大雨的环流背景

区域性大雨天气过程通常发生在一定的大尺度环流背景下，从此次大雨过程的环流演变看，本次天气是一次两槽一脊的环流形势，高低空环流间的相互作用为此次强降水提供了有利的大尺度环流背景。青海西部受中东高压影响，东部西太平洋副热带高压较为稳定，在这两个高压之间存在南北向的切变。青海西部有冷空气向南侵袭，与西太平洋副热带高压西北侧的西南暖湿气流长时间交绥于黄南地区，形成了黄南地区大雨发生的初始背景场。从此降水过程来看，两高之间切变线的移动，对雨带的影响有至关重要的作用。并且西南气流强盛且维持时间长，提供了长时间的水汽通道。

4暴雨过程水汽特征分析

4.1  水汽通量散度

8月 19日 08时，500hPa水汽通量散度场上，青海西部为强辐散区，中心强度为-6.0×10g（/cm·hPa·s），该区域水汽在低涡切变后部的影响下青海西部辐散非常强，与此配合水汽在黄南地区有水平方向上的辐合，水汽上升中膨胀冷却凝结成云雨，辐合中心强度为2.0×10g（/cm·hPa·s）。到了19日 20时，黄南地区辐合强烈，中心强度达到了4.0×10g（/cm·hPa·s），降水主要时段也出现在20时后，由此说明，水汽辐合越强，越有利于产生降水，降水量级也就越大。20日 02时，随着切变线的东移，辐散中心东移到黄南地区，黄南的降水趋于结束。也就是说黄南地区大雨的发生与西南暖湿气流的辐合有着重要的作用。孟湾水汽的辐合区与主要降水区的的分布存在良好的对应关系。降水落区大致上与500hPa水汽通量散度的辐合中心对应，雨带外围为水汽的辐散区。这些辐散区为水汽向雨区提供了有利的环境场。

4.2  比湿和垂直速度

由于低层的湿度对降水的贡献最为重要，所以根据我州海拔的实际情况，分析500hPa比湿。分析大雨天气过程中上比湿的分布，也就相当于分析了水汽的分布。由19日 08时、19日 14时、19日 20时、20日 02时500hpa比湿分布可以看出，500hpa比湿始终在3～5g/kg，大值区基本覆盖黄南地区。比湿最大值接近青海出现大到暴雨的比湿阈值。对比分析雨区比湿大小变化与主要降水时段。结果表明，此次过程中500hPa高空4g/kg等比湿线对降水主要时段具有很好的对应关系。分析8 月19日的垂直速度，黄南地区存在上升运动的大值区，中心值达到-0.25×10-4Pa/s。垂直速度大值区向东移动与高原槽和低涡切变有密切关系，这种深厚的上升运动为此次大雨提供了动力条件，强烈的上升运动将低层的水汽输送到高层，有利于大雨天气的出现。

4.3  黄南地区GPS大气可降水量时间演变

为了对强降水期间水汽的局地演变特征有更清晰的认识，利用黄南地区两个国家气象基本站的GPS/MET反演大气可降水量随时间的演变发现，测站GPS值在降水的主要时段均存在明显的跃变，对环流形势水汽输送带的演变有很好的指示意义。将GPS/MET探空观测资料用GAMIT分析软件处理反演得到1h间隔的GPS-PW和逐小时降水实况行对比分析，发现两者间趨势匹配度高。说明GPS-PW在反映实际降水具有很高的精准度，可作为描述水汽变化的佐证资料，补充现有基础资料在时空密度上的不足。同仁站和河南站在降水发生前GPS-PW始终维持在大气水汽含量：25mm附近。受500hPa西南暖湿气流水汽输送带影响，同仁站和河南站在

20日 00时―04时，GPS-PW发生迅速的变大的趋势，PW峰值，相较于河南站，同仁站GPS-PW值略偏大，可能与其海拔比河南站低，受700hPa西南气流影响有关。20日 04时测站GPS-PW急剧减小，降水强度趋于减弱。由此可以看出测站降水主要时段GPS-PW跃升与500hPa槽前西南气流有关，雨带上空西南暖湿气流明显增强，因而黄南地区在降水期间PW稳定在高值附近。

5结论

①大雨过程中水汽通量散度特征，大雨的雨区是水汽通量辐合中心，水汽输送及辐合的强弱、位置与各阶段大雨的落区、强度有较好的对应关系。

②此次大雨过程中比湿条件特征，500hPa高空4g/kg等比湿线对降水的增强和减弱具有很好的指示意义;强烈的上升运动将低层的水汽输送到高层，有利于大雨天气的出现。

③大雨区的整层大气可降水量和水汽净流入对大雨发生起关键作用。此次过程西南水汽输送是造成大雨产生和维持的根本原因。黄南地区测站降水主要时段GPS-PW跃升与500hPa槽前西南气流有关，两个测站的GPS大气可降水量处在峰值，水汽快速上升凝结造成大雨天气。

参考文献：

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