150 干旱气象 33 卷 1 实况 2013 年 8 月 6 日白天自向南出现了次域性天气, 全 99 个点均出现, 分地方出现了到暴, 有 78 个点 10 mm,25 个点 25 mm,3 个点 40 mm, 超过 40 mm 点为凉州张义乡 mm 古浪县城 mm 古浪

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1 第 33 卷第 1 期 2015 年 2 月干旱气象 Journal of Arid Meteorology Vol. 33 No. 1 Feb,2015 赵旭, 杨晓玲, 周华, 等. 甘肃次局地到暴天气因分析 [J]. 干旱气象,2015,33(1): ,[ZHAO Dongxu,YANG Xiaol ing,zhou Hua,et al. Analysis of a Heavy Rainfall Process in Wuwei of Gansu in 2013[J]. Journal of Arid Meteorology,2015,33(1): ], doi: / j. issn (2015) 甘肃次局地到暴天气因分析赵旭 1, 杨晓玲 1, 周华 2, 刘蓉 3 (1. 甘肃省气象局, 甘肃 ;2. 甘肃省古浪县气象局, 甘肃古浪 ;3. 甘肃省民勤县气象局, 甘肃民勤 ) 摘要 : 利用常规天气图 FY - 2D 卫星图单站地面资料 NCEP 再分析物理场资料, 2013 年 8 月 6 日发在甘肃性天气因进行了诊断分析结果表明 : 是在定尺环背景下低天气系统共同作用下发, 地面气象要素剧烈变化是天气能释放过程 ; 条和水在本地合为到暴提供了充沛水 ; 低合以及烈升气是到暴发动力条 ; 烈不稳定能和不稳定结是增必要条 ; 发展和加是直接原因关键词 : 到暴 ; 环形势 ; 物理场 ; 诊断分析 ; 文章编号 : (2015) doi: / j. issn (2015) 图分类号 :P 文献标识码 :A 引言暴及是影响我国夏季主要灾害天气之, 其引发洪涝灾害常给人民命财产和国民经济带来巨损失 [1] 地地处亚欧陆内陆, 是我国最干燥地属干旱半干旱气候, 植被稀疏, 岩体裸露面积, 常造山洪泥石等灾害, 导致严重水土失, 自然环境造极破坏因此, 气象工作者从各个方面地 [2 - 相关研究也多 17], 并取得了很多有价果但随着全球气候变暖和气象灾害频发, 暴及发机制探讨以及预报技术改进始终是预报业务线人员工作重点地处青藏原坡, 南靠祁连山脉, 邻腾格里和巴丹吉林沙漠, 接黄土坡缘, 地理位置致为 N ~ N E ~ E, 海拔在 ~ m 之间由于深居内陆, 远离海洋, 加境内地形和海拔影响, 水难以到达该地, 造长期温干旱, 稀少, 且分布不均, 主要以小为主, 如果出现相当地偏或者暴就有可能引发山洪滑坡泥石等系列地质灾害, 造命财产和经济损失该及暴具有来势猛速快持续时间短破坏力显著特点, 如 2006 年 7 月 30 日凉州古浪出现暴,1 h mm, 死亡 3 人, 经济损失 1. 9 亿元 ;2011 年 8 月 15 ~ 17 日天祝古浪出现暴山洪, 累计古浪 mm 天祝天堂寺 mm, 死亡 1 人, 经济损失 1. 2 亿元 ; 2012 年 7 月 27 ~ 29 日天祝局地暴天气过程, 造经济损失 2. 2 亿元, 死亡 2 人于而言, 到暴同时又是种有利天气, 当地依靠拦蓄暴洪水灌溉农田, 解除农业干旱以及增加水库蓄水等于稀少, 且以小为主来说, 准确预报和防御就显得尤为重要 2013 年 8 月 6 日白天出现了域性, 局地到暴, 最达 mm, 本文就这次过程运用常规天气图单站地面资料 FY - 2D 卫星图物理场等资料, 采用诊断分析方法, 这次局地到暴过程天气因作深入探讨和分析, 以期找出引起主要原因, 为本地天气预报积累定经验, 也为地方政府抗旱防汛和防御山洪地质灾害提供科学依据收稿日期 : ; 改回日期 : 基金项目 : 干旱气象科学研究基金石羊河域干旱灾害风险评估及防御策研究 (IAM201205) 和科技行业 ( 气象 ) 专项农田水分利用效率气候变化响应与适应技术 (GYHY ) 共同资助作者简介 : 赵旭 (1960 -), 男, 甘肃永昌人, 工程师, 主要从事气象服务工作.

2 150 干旱气象 33 卷 1 实况 2013 年 8 月 6 日白天自向南出现了次域性天气, 全 99 个点均出现, 分地方出现了到暴, 有 78 个点 10 mm,25 个点 25 mm,3 个点 40 mm, 超过 40 mm 点为凉州张义乡 mm 古浪县城 mm 古浪黄羊川 mm( 表 Tab. 1 1) 这次过程特点为分布均匀范围广, 集时段在 05 ~ 16 时, 伴随凉州及南山出现了雷电由于预报准确预警及时, 社会各界采取了有效防范措施, 没有造经济损失和人员伤亡同时, 这次过程有效缓解了严重干旱, 态环境改善秋作物长和水库蓄水极为有利表年 8 月 6 日白天 10 mm 点及 ( 单位 :mm) The statistics of sites with rainfall 10 mm and their rainfalll in Wuwei on August 6,2013 (Unit:mm) 点点点点张义古城新堡新城子古浪靖石门沟龙潭水库黄羊川南营凉州喇叭泉十八里堡韩佐乡火石沟南镇黑松驿滩滩天祝安远镇乌鞘岭华藏寺焦家庄裴家营黄羊镇天堂新城通联泉黄花滩林技重兴哈溪皇城金川峡朱王堡民权清水乡柏林水库新城南湾红沟朵什丰乐九墩滩泗水河栗家庄红崖山靖永丰滩照面山沟永昌旦马清源镇永昌镇泉山祁连康宁打柴沟林科园谢河镇营镇九墩乡寨直滩干城沟红山窑吴家井坝镇金山夹河古丰 29 南湖羊下坝天梯山赛什斯双城环形势特征 2. 1 低空环形势 5 日 20 时 ( 京时, 以下同 )500 hpa, 整个欧亚陆处在纬向波动气, 没有明显压脊, 里海和贝加尔湖带各有个低系统, 有亚槽存在, 副热带压偏偏南, 新疆为宽广低压槽, 并有冷温槽与之配合, 温槽落后于槽, 河走廊处在槽前偏气, ;6 日 08 时, 咸海带有浅脊发展, 新疆低槽到河, 河转为槽前南暖气, 增到了饱和状态,T - T d ( 温露点差 ) 2. 0, 槽后为气, 即河以为风冷平, 以南为南风暖平 ( 图 1a);6 日 20 时, 咸海带压脊发展到新疆, 河低压槽出河, 到达兰州定带, 河走廊转为槽后气说明 6 日 08 ~ 20 时河是冷暖空气交汇地, 而势均力敌冷暖空气在本地交汇, 引起本地不稳定能释放, 主要出现在该时段内因此, 冷暖空气在本地交汇是导致这次天气重要原因之 5 日 20 时 700 hpa, 新疆到河走廊为

3 第 1 期气, 冷平明显, 在张和交界处到青藏原有切变线, 河走廊到原有暖, 达 24 ;6 日 08 时, 河走廊明显加, 张到带切变线转竖, 稳定少动且有所加, 河到原暖迅速减弱, 并在河形了明显冷温槽, 赵旭等 : 甘肃次局地到暴天气因分析 151 侧冷平明显, 南侧为且宽广偏暖气, 切变线前后温差达 8 ( 图 1b) 6 日 20 时, 切变线出, 冷温槽, 减小, 结束由此可知 700 hpa 切变线是该次天气触发机制, 其南侧且宽广偏南气所携带暖空气是这次良好水来源图年 8 月 6 日 08 时 500 hpa(a) 和 700 hpa(b) 环形势 ( 实线为场, 单位 :dagpm; 虚线为温场, 单位 : ) Fig. 1 Circulation situation at 500 hpa (a)and 700 hpa (b)at 08:00 on August 6,2013 (the solid lines for height feild,unit:dagpm and dotted lines for temperature field,unit: ) 2. 2 地面系统及气象要素变化 5 日 08 时地面图 ( 图略 ), 河到原有弱冷性压, 河到宁夏内蒙带为热低压控制, 其为 hpa; 在压和低压之间河到原有条弱冷锋 ;20 时河冷性压, 其前沿到达河边缘, 河热低压减弱有所, 分地方出现雷阵 ;6 日 02 时河冷锋加, 热低压进步减弱, 河处在冷锋前热低压外围 ;08 时河冷压发展加, 占据了整个河走廊和原, 达 hpa, 河走廊出现了范围 ;14 时冷压到河, 冷压加, 达 hpa, 冷锋到河带, 由于冷锋后冷空气楔入暖空气, 触发了产, 使自向南相继出现,6 h 凉州 16 mm 古浪 25 mm;20 时河冷压相减弱, 趋于结束, 在南山仍有弱天气以古浪站为例, 分析测站地面自动仪器采集到逐小时气象要素资料发现天气出现前后, 古浪站气象要素发了剧烈变化 : 首先是气压相陡升, 在曲线图逐渐形了个雷暴鼻, 气温猛 ( 图 2), 然后出现雷暴, 风向急转, 风速增, 最后出现结束后, 气压和相下气温回升气象要素剧烈变化为不稳定能释放过程 [18-19], 也是天气发发展到消亡过程这次天气从发发展到消亡命史约 12 h 图 2 天气发前后古浪站实测气象要素变化 Fig. 2 Hourly change of meteorological factors at Gulang station before and after the heavy rainfall 2. 3 尺分析从 8 月 6 日 08 时尺 ( 图 3) 分析来看, 河比, 及以低为显著, 水

4 干旱气象１５充沛ＴＴ５相７０５００ｈｐａ酒泉有槽并有冷温槽与之配合７００ｈｐａ河张和交界处有切变线地面张带有合线地面为３ｈ显著升压南及河假相当位温６４综分析本地条低切变线和地面合线抬升以及好不稳定条都是出现重要因素ｄ３３为１０ｇｈｐａｃｍ图４ａ水合进步出张０时处在弱水合其为１０１０ｇｈｐａｃｍ低８５０ｈｐａ水通河走０时廊张酒泉带为水合其为９１０ｇｈｐａ海到ｃｍ青为弱６日０８时张酒泉水合占据了整个合变化不为６１０ｇｈｐａｃｍ图４ｂ水合迅速转０时变３１相低８５０６００ｈｐａ青藏原到河０时走廊相只有３０５０５００００在６０７０６日０８时带向ｈｐａ相方向扩展到并加低８５０６００ｈｐａ相在７０８０５００００ｈｐａ相９０水范围其在４００ｈｐａ为９９图５６日０时低８５０６００略有减弱在６０７０５００ｈｐａ相ｈｐａ相仍９０４００ｈｐａ以相明显减小由此可知这次过程水含非常丰富在４００５００ｈｐａ且达到了００ｈｐａ研究指出暴产都必须在气达到定后才可能发即有利水条是形暴条之以分析表明和源源不断水连续向本地输送并长时间维持使得水在本地汇集升为暴产提供了充分条图３０１３Ｆｉｇ３年８月６日０８时尺分析综合图Ｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅｄｉａｇｒａｍｏｆｍｅｓｏｓｃａｌｅｓｙｓｔｅｍａｎａｌｙｓｉｓａｔ０８００ｏｎＡｕｇｕｓｔ６０１３物理诊断３水条３１１低水通０时７００ｈｐａ水通河走廊张酒泉为弱河走廊为弱合其为０８１０ｇｈｐａ张酒泉仍为弱水ｃｍ０８时其为１０１０ｇｈｐａｓ水合增合范围扩ｃｍ３１图４０１３卷０１年８月６日０８时７００ｈｐａａ和８５０ｈｐａｂ水通场单位１０ｇｈｐａｃｍＦｉｇ４Ｄｉｖｅｒｇｅｎｃｅｆｉｌｅｄｏｆｗａｔｅｒｖａｐｏｒｆｌｕｘａｔ７００ｈｐａａａｎｄ８５０ｈｐａｂａｔ０８００ｏｎＡｕｇｕｓｔ６０１３Ｕｎｉｔ１０ｇｈｐａｃｍ

5 第 1 期图年 8 月 6 日 08 时沿 103 E 相剖面图 ( 单位 :%) Fig. 5 Vertical profile of relative humidity along 103 E at 08:00 on August 6,2013(Unit:%) 3. 2 动力条场 5 日 20 时 500 ~ 300 hpa, 青藏原为带, > s, 低 ~ 700 hpa, 青藏原为合带, < s, 河走廊处于其 - 1 ;6 日 08 时, 500 ~ 300 hpa 至, 为 > s, 低 ~ 700 hpa, 合也有所增, 至, 合 < s - 1 ;6 日 20 时合明显减弱,850 ~ 300 hpa, 基本处于无合状态这次过程场低合为产提供了动力条涡场 5 日 20 时 500 ~ 300 hpa, 青藏原为带, 涡 < s, 低 ~ 700 hpa, 青藏原为合带, 涡 > s - 1 ;6 日 08 时 500 ~ 300 hpa, 至, 范围有所扩, < s, 低 ~ 700 hpa, 合也至, 变化不, 仍为 s - 1 ;6 日 20 时, 低合和明显减弱这次过程涡场低为合为且烈发展, 形了烈抽吸作用, 升气形和发展非常有利垂直速 5 日 20 时 500 ~ 300 hpa, 青藏原有 hpa / s 升气, 低 850 ~ 700 hpa, 原有 hpa / s 升气 ;6 日 08 时 500 ~ 300 hpa, 升气至, 迅速加为 hpa / s, 赵旭等 : 甘肃次局地到暴天气因分析低 850 ~ 700 hpa, 升气也至, 仍为 hpa / s ( 图 6);6 日 20 时升速明显减弱为 hpa / s, 低转为弱下沉气这次过程低均为升气, 升速远于低, 烈升气是天气发和发展有利条由述分析可知, 这次发与低空相互作用是分不开, 在和低合共同作用下, 形种抽吸效应, 使水升, 这种抽吸效应形过程和暴发时间有很好应关系 [22] 烈升气将水持续不断地向空输送, 随着气温低, 水凝结致场涡场及垂直速同时有利于暴产, 并且相互影响, 不断加, 促进了升运动加和持续, 为此次发重要因素图年 8 月 6 日 08 时沿 103 E 垂直速剖面 ( 实线为正虚线为负, 单位 :10-5 hpa / s) Fig. 6 Vertical profile of vertical velocity along 103 E at 08:00 on August 6,2013 (the solid lines for positive and dotted lines for negative,unit:10-5 hpa / s) 气稳定假相当位温场 (θ se ) 假相当位温是个表征温气压综合物理在同气压条下, 假相当位温越, 空气越暖, 越小空气越干冷 5 日 20 时从低到 850 ~ 400 hpa( 图略 ), 青藏原有庞 θ se Ω 能, 能向方伸展, > 68 ; 6 日 08 时 θ se Ω 能伸展到带, 范围扩, > 76, 且 θ se 小于低, 这种能舌存在是典型形势之 [23], 重叠正好在带, 这与天气基本吻合 ;6 日 20 时能舌明显南压, 有所减弱 SI 和 K 指 5 日 20 时 SI 指场, 青藏原有 SI 指均

6 干旱气象１５４Ｓｉ指为３６日０８时ＳＩ指明显减小ＳＩ指达４图过了临界ＳＩ０发ＳＩ７ａ超指指标６日０时原ＳＩ指迅速增为１０ＳＩ指也随之增为１场青藏原Ｋ指小０时Ｋ指Ｋ指也小在８之间６日０８时原Ｋ指增Ｋ指也明显增达４０发Ｋ指指标温为３５图７ｂ６日０时Ｋ指减小到３６说明结极不稳定有利于天气发展和天气形３３卷南南古浪开始出现到了０９３０青海湖南又有块尺发展其前个已占据了整个空图８ａ且发展非常盛其ＴＢＢ顶亮温为７５在空持续时间约４ｈ左右受该影响０９１时古浪测站为凉州测站８９ｍｍ其周边域４４ｍｍ站级也１时后该减弱后个在动过程发展加到了该至空图８ｂ发展１３３０比盛其ＴＢＢ顶亮温为６５在空持续时间３ｈ左右受该影响古浪测站７７ｍｍ凉州测站１３１６时８ｍｍ之后暴出级迅图演变４速减小个暴共造３个站点出现到暴５个站点出现由此可知这次到暴０３３０ＦＹＤ红外卫星图在青海湖要由原青海湖南个南有块尺并向方主发展并造向动在动过程烈发展０５００其前锋到达烈０３４图７Ｆｉｇ７图８Ｆｉｇ８０１３年８月６日０８时ＳＩ指场ａ和Ｋ指场ｂ单位ＴｈｅＳＩｉｎｄｅｘａａｎｄＫｉｎｄｅｘｆｉｅｌｄｂａｔ０８００ｏｎＡｕｇｕｓｔ６０１３Ｕｎｉｔ０１３年８月６日０９３０ａ和１３３０ｂＦＹＤ红外卫星图为ｆｏｒｓｔｒｏｎｇｃｏｎｖｅｃｔｉｖｅｃｌｏｕｄｓＦＹＤｉｎｆｒａｒｅｄｓａｔｅｌｌｉｔｅｃｌｏｕｄｉｍａｇｅｓａｔ０９３０ａａｎｄ１３３０ｂｏｎＡｕｇｕｓｔ６０１３

7 第 1 期 5 小结 (1) 本次局地到暴过程分布均匀范围广没有造经济损失和人员伤亡, 且有效缓解了严重干旱, 态环境改善秋作物长和水库蓄水极为有利 (2)500 hpa 低压槽南压且发展是这次到暴尺环背景 ;700 hpa 切变线是到暴发触发机制, 偏南气建立和发展是这次到暴主要水通道冷锋后冷空气楔入暖空气, 触发了天气 ; 气象要素剧烈变化是天气能释放过程 (3) 和以及低水合为这次到暴提供了充沛水条低合是升气形和发展有利因素, 烈升气将低暖空气不断地向空输送是这次到暴动力条低假相当位温能舌重叠 K 指和小 SI 指是这次到暴发和发展不稳定条 (4) 尺及烈发展是这次级直接原因参考文献 : [1] 陶诗言, 等. 国之暴 [M]. 京 : 科学出版社, [2] 暴编写组. 暴 [M]. 京 : 气象出版社, [3] 白肇烨, 许国昌, 孙学筠, 等. 国天气 [M]. 京 : 气象出版社, [4] 王劲松, 李耀辉, 康风琴, 等. 次暴模拟实验 [J]. 原气象,2002,21(3): [5] 陈添宇, 陈乾, 付双喜, 等. 地次持续性暴因分析 [J]. 气象科学,2009,29(1): [6] 林纾, 陆登荣, 王毅荣, 等年代以来地暴气候变化特征 [J]. 自然灾害学报,2008,17(3): [7] 王毅荣. 国黄土原地频次演变特征 [J]. 灾害学, 赵旭等 : 甘肃次局地到暴天气因分析 2005,20(1):81-84,90. [8] 王宝鉴, 李栋梁, 黄玉霞, 等. 亚夏季风异常与汛期水关系分析 [J]. 冰川冻土,2004,26(5): [9] 李江萍, 孙国, 王式功. 青藏原侧暴等熵位涡分析 [J]. 兰州学学报 ( 自然科学版 ),2006(1):1-5. [10] 樊晓春, 王若升, 王丽娜, 等甘肃罕见暴诊断分析 [A]. 张, 白虎志, 王. 青藏原坡水论文集 [C]. 京 : 气象出版社, [11] 杨晓玲, 丁文魁, 殷玉春年 7 月 29 日到暴天气过程分析 [J]. 干旱研究,2013,30(5): [12] 刘洪兰, 张, 刘德菊, 等. 河走廊次暴过程天气学诊断 [J]. 干旱气象,2014,32(2): [13] 张之贤, 张, 赵庆, 等. 青藏原边缘短时水及其雷达回波特征和水反演 [A]. 张, 白虎志, 王. 青藏原坡水论文集 [C]. 京 : 气象出版社, [14] 李文莉, 王宝鉴, 吉惠敏, 等. 河干旱短时水过程尺分析 [J]. 干旱气象,2013,31(2): [15] 祝小梅. 伊犁次域性暴分析 [J]. 沙漠与绿洲气象, 2012,6(2): [16] 赵克明, 朱雯娜, 黄海波, 等. 地基微波射计乌鲁木齐暴天气过程观测分析 [J]. 沙漠与绿洲气象,2012,6(3): [17] 任丽, 矫玲玲, 张桂华年 3 次暴雪过程螺旋分布特征分析 [J]. 沙漠与绿洲气象,2011,5(3): [18] 杜继稳, 李明娟, 张弘, 等. 青藏原侧突发性暴地面能场特征 [J]. 原气象,2004,23(4): [19] 寿绍文, 励申申, 王善华, 等. 天气学分析 [M]. 京 : 气象出版社, [20] 王志超, 于雷, 黄鹤, 等年 8 月河次暴综合诊断 [J]. 干旱气象,2012,30(1): [21] 滕水昌, 殷玉春. 河走廊次天气诊断分析 [J]. 干旱气象,2010,28(1): [22] 朱乾根, 林锦瑞, 寿绍文, 等. 天气学原理和方法 [M]. 京 : 气象出版社, [23] 谢梦莉. 江连续暴过程 θ se 场特征 [J]. 气象, 1999,25(9): [24] 章国材, 邓胜. 卫星气象据广播接收系统培训教材 [M]. 京 : 气象出版社, Analysis of a Heavy Rainfall Process in Wuwei of Gansu in 2013 ZHAO Dongxu 1,YANG Xiaoling 1,ZHOU Hua 2,LIU Rong 3 (1. Wuwei Meteorological Bureau of Gansu Province,Wuwei ,China; 2. Gulang Meteorological Station of Gansu Province,Gulang ,China; 3. Minqin Meteorological Station of Gansu Province,Minqin ,China) Abstract:Based on the conventional weather charts,fy - 2D satellite images,surface meteorological data,physical quantity field and NCEP reanalysis data,a heavy rainfall process which occurred on August 6,2013 in Wuwei of Gansu Province was systematically diag nosed. The results show that the heavy rainfall was caused by interaction of multiple factors under a certain large - scale circulation background. Dramatic change of surface meteorological factors was an energy release process of strong convection weather. Local high humidity and moisture convergence provided an abundant moisture source. High - level divergence,low - level convergence and strong rising motion were the dynamic conditions. Strong unstable energy and unstable stratification were the necessary conditions of enhancing the convection enhancement and rainfall intensity increase. Development and strengthening of convective cloud clusters resulted in heavy rainfall process. Key words:heavy rainfall;circulation situation;physical quantity filed;diagnosis analysis;convective cloud clusters 155

cm hpa hpa 2 45 N hpa ~ 12 Fig. 1 The observed rainfall distribution of Shanxi

cm hpa hpa 2 45 N hpa ~ 12 Fig. 1 The observed rainfall distribution of Shanxi 28 3 2010 9 1006-7639 2010-03 - 0332-06 Journal of Arid Meteorology Vol. 28 No. 3 Sept 2010 1 1 2 1 3 1. 046000 2. 030404 3. 034000 2009 11 10 ~ 12 1 10 11 2300 hpa 3500 hpa 41 500 m 2 850 hpa 5FY - 2C