陕西一次暴雨天气过程综合分析.docx

陕西一次暴雨天气过程综合分析张科翔（陕西省气象台，西安，710015）摘 要：利用天气学、卫星云图、雷达图像、诊断方法，对 2008 年 7 月 21 日发生在陕西中南部地区的一 次暴雨过程进行分析结果发现：此次大暴雨是位于青藏高原的低涡引起，东高西低是爆发暴雨的大的环 流背景；高原低涡东移到四川盆地，与低层浅薄系统相互影响，上下相互叠加,高低层正涡度的相互耦合， 造成低层系统发展，形成深厚的低涡系统；低涡系统的上干冷、下湿暖结构造成天气的不稳定； 700hPa 低空急流输送丰沛的水汽；低涡对应的地面冷锋移和低空切变是暴雨的触发机制；西南暖湿急流出口区的 左侧、切变线附近的气流对峙的交会处，对应降雨中心；云图、回波分析显示低涡不断激发、活跃该区域 内的中、小尺度对流系统，产生短时暴雨结论表明高原低涡东移是陕西的主要暴雨天气过程，降水出现 的区域与高原低涡的位置和移动密切相关低层辐合强弱、能量堆积、冷暖空气交汇等是影响雨强的关键 因素关键词：暴雨 高原低涡 低空急流 水汽引言2008 年 7 月 19-25 日发生在我国中部自西向东移动过程属典型高原低涡东移出高原发 展，引发青藏高原下游地区一次大范围的暴雨、雷暴等灾害性天气过程，过程持续达 7 天之 久，给西南地区、西北地区东南部、江汉、黄淮等地带来明显的降水天气。

7 月 19 日高原 低值系统东移出高原，进入西南地区，受高空槽冷空气、西南暖湿气流的影响，和盆地低层 浅薄低涡系统叠加，高低层正涡度耦合加强，高原涡激发西南涡的发展和加强，引导西南涡 东移与切变线相互作用，导致垂直上升运动增强，在高原东侧四川到陕西形成南北向的切变、 辐合，激发该区域内的中、小尺度对流系统活跃，从而引发上述地区降水加强和维持20、 21、22 日 20 时低涡中心分别位于甘南西部、盆地南部、河南西南部，23日 20 时低涡中心 移到鲁西，在对应区域产生持续强降水，24 日 20 时由于高原低涡北面有高压脊控制，东南 面副高减弱南掉，冷空气向北收缩，无法得到冷空气补充，高原低涡减弱并转向东南移动， 移出我国大陆本文主要分析这次高原涡对陕西中南部的影响1、过程概况7 月 19 日以来，陕西中南部出现入汛以来最强降水，也是近年来陕西较强降水之一， 部分站日降水量突破历史记录7 月 20日20 时—21日 20 时，关中大部分地区、陕南西部 面雨量普遍达到 30mm 以上，出现了勉县南郑、长武千阳、蓝田三个强弱不同的降水中心， 共出现9站暴雨，7站大暴雨，勉县降水量147.5mm，南郑县降水量146.2mm。

另外，据加 密自动气象站观测，汉中地区新街子站最大为216.5mm强降水峰值主要出现在21日01— 05 时和 11：00—15：00 两个时段造成滑坡、塌方、人员伤亡等灾害，部分河流、水库超 过警戒水位，这次强降水过程是典型的高原低涡东移激发西南涡发展加强并引导西南涡东移 影响陕西的暴雨过程降水出现的区域与高原低涡的位置和移动密切相关低层辐合强弱、 能量堆积、冷暖空气交汇等是影响雨强的关键因素2. 环流背景和天气形势演变特征2.1 300百帕高空图：2008年 7月 18日 08 时，中亚地区已有冷空气进入，我省处于 宽广的西北气流控制，冷空气从西北路不断分裂南下， 20 日 20 时，冷空气主体偏西偏北 强冷空气位于巴湖以北，我省处于大范围的暖脊前部，到 21日 08时冷空气主力经过祁连山， 到达甘肃河东到我省西部地区2.2 500hpa 高空图：前期环流形势是副热带高压主体稳定少动，伊朗高原为高压脊控 制，亚欧地区总体处于两槽一脊，新疆北部为弱的高压脊，脊前为冷温度槽，北方冷空气沿 脊前南下，18 日08时 584线位于新疆南部—甘肃南部，19日 20时，584线明显回落，90° E 附近出现低值环流中心， 20 日 08 时，584 线回落到 32°N 附近，高原东部西北气流转为 西南气流，低值环流中心东移到 95°E 附近，加深形成闭合低涡环流，此后低涡继续发展东 移，20 日 20时移至青海东南部，影响我省中南部地区，21日 20时低涡中心移到汉中西部， 低涡的位置和强弱直接影响我省降水强弱。

2.3 700hpa高空图：高原东部短波槽 活动频繁，移速快，从18日开始高原东部 一直处于低压带中，20日切变线明显加强 东移，并在青海西南部形成低涡，有308 的闭合线，受西太平洋副高稳定维持和冷 空气的冲击的共同影响，20日夜间低涡外 围开始影响陕西中南部偏西地区，中心高 度进一步降低，强度逐步增强，到21日20 时低涡中心东移至川陕渝交界处，有一支12m/s西南急流从孟加拉弯、南海经云贵、广西到 川东北地区与之配合，西南低空急流自孟加拉弯、南海带来丰沛的水汽输送，低涡切变穿过 我省中南部，陕南西部处在西南暖湿急流出口区的左侧，对应勉县南郑强降水中心；千阳、 长武处在切变线附近的偏北气流和偏南气流对峙的交会处，形成次降雨中心；受切变和秦岭 北坡地形的共同影响，蓝田降水中心处秦岭北簏，降水强度均匀，呈带状，整个降水分布和 切变线走向一致2.4 850hpa高空图：四川盆地有一浅薄低涡，蒙古高压、副热带高压、处于东北地区南部的台 风低压环流、西南地区的低值区构成大的“鞍”形场，500hPa高原低涡东移到四川盆地，与 850hPa浅薄低涡叠加，高低层正涡度的耦合促使 该涡继续发展，切变线稳定维持、向东北移动的 低涡与切变线相互作用导致垂直上升运动的增强，从而引发降水加强和维持。

3.5 地面图： 7月20日08时，冷锋移到舟曲附近，冷空气从低层介入，我省西部 低层为暖湿气流，冷锋的介入使其成为冷暖空气的混合物，爆发了强对流天气，冷锋的强烈 抬升将低空急流的暖湿水汽抬至500hPa，和那里的冷空气相遇，产生强降水暴雨的触发 机制是以冷空气的介入，发生强对流天气2.6高原涡东移到四川盆地与850hPa浅层低涡的耦合发展500hPa高空图上，7月 20日08时，高原涡中心（97 ° E，34° N）有一 580线的环流，对应该区域右前方垂直方 向上中心涡度值达1.2X10-4/S； 7月21日02时，高原涡中心（102° E，35° N）的580线 的环流范围变小，对应该区域右侧垂直方向上中心涡度值达1.0X10-4/S； 7月21日20时, 高原涡中心（105° E，36° N）的580线的环流强度变弱，并入登陆台风低压的环流中，对 应该区域右侧垂直方向上中心涡度值达0.6X10-4/s；850hPa高空图上，7月20日08时，西南低涡中心（104° E，29° N）有一 144线的 环流，对应该区域附近垂直方向上中心涡度值小于0.6X10-4/S； 7月21日02时，西南低涡 中心（105° E，30° N）的140线的环流，对应该区域右侧垂直方向上中心涡度值达0.8X 10-4/s； 7月21日20时，西南低涡中心（105° E，36° N）有一 138线的环流，在该系统的 东南和西北侧有急流发展，对应该区域右侧垂直方向上中心涡度值达1.4X 10-4/s；500hPa 高原低涡东移出高原进入四川盆地， 850hPa 低涡沿青藏高原边沿北移，在四川 盆地（105° E，36° N）高低层中心相互叠加，涡度大值中心引导该层低涡向涡度最大值方 向移动，涡度大值中心和低涡中心的距离决定低涡的移速，涡度大值中心附近的风速较大， 高低层低涡相互影响，相互叠加,高低层正涡度的相互耦合，造成低层低涡系统强烈发展， 形成深厚的低涡系统。

陕西这次强降水过程是典型的高原低涡东移激发西南涡发展加强并引 导西南涡东移影响陕西的暴雨过程3.暴雨的诊断分析3.1 大暴雨的热力条件分析3.1.1假相当位温7月20日20时500hPa0 se图上，甘肃、青海有高能舌、其脊线 位置为西南-东北向，和正涡度的高值相比偏东偏北，高能舌和锋面的低压中心相对应，高 能轴线和低空急流的位置相对应，在暴雨发生后，高能轴的倾斜度加大，能量南压从 7 月20日20时到7月21日08时8 se高能舌主体南压，大值中心减弱，高能脊线转向，高 能区在运动的过程中发生叠加，陕西中南部成为高能轴的东南方，即大降水容易发生的地方3.1.2 K指数分析 根据以往统计分析表明，当25°C〈K〈30 °C时，就有可能发生雷 暴，当K>35 C时，就可能发生成片的雷雨从20日的K指数图上可以看出，08时有一个 K指数高值由四川盆地伸向甘南、陕西中南部，20时K指数高值区略有东移，陕西中南部达 到40 C以上，具备了发生强对流天气的条件3.2 大暴雨的水汽条件分析3.2.1 比湿：7 月 20 日 08 时， 850hPa 比湿场上云南到川西高原有一湿舌，中心为17g/kg，随着高原涡的移出，湿舌北伸加强，20日20时，湿舌头部伸到陕西中南部,暴雨区比湿大于14 g/kg，700hPa比湿场上20日08时到20时，35° N以南的南 北向湿区演变为西南-东北向的湿舌带。

3.2.2水汽通量散度700hPa水汽通量散度图上，7月20日08时陕西中南部偏西地 区为+5X 10-7 g・ cm-2 • hPa-i • s-i，是净流出，到 20 时为-5X 10-7 g・ chk • hPa-i • st,是净 流入，水汽积累已经开始，21日08时为T0X10-7 g・cm-2 • hPa-i • s-i，水汽转化为雨的值 达最大在空气含水量不变的情况下转化为降水，暴雨前后，水汽通量散度的转化净增量为 15 X 10-7 g・cm-2 • hPa-1 • s-1850hPa水汽通量散度图上，川西南到到陕西中部有一支西南- 东北向的水汽辐合带，陕西西南部处在最大辐合区附近，水汽通量散度V -6 X 10-7 g，cm-2 • hPa-1 • s-1， 21日08时水汽通量强辐合中心和水汽通量散度的大值中心重合于汉 中附近经过勉县站纬向剖面图上可以看出，中低层达到10X10-7 g・cm-2 • hPa-1 • s-1的水 汽通量散度的辐合中心，这次暴雨的水汽主要来自700hPa层以下，偏南急流提供了充沛的 水汽3.2.3水汽通量 7月20日20时700hpa水汽通量场沿风场的分布图上,水汽通量大的 区域在四川盆地，中心值为+12 g，cm-1 • hPa-1 • s-1，陕西中南部为高值区的外围，值为5 g，cm-1 • hPa-1 • s-1，有低空急流与水汽通量大中心配合，高值区域在低空急流轴线上，正 是这条富含水汽的低空急流，为暴雨的发生提供了水汽条件；川南、云贵为西南气流，水汽 的主要源地为孟湾和南海。

21 日 08 时， 陕西中南部偏西地区水汽通量值为 13 g・cm-1 • hPa-1 • s-1的中心，700hPa水汽通量，从20日20时到21日08时，陕西中南部 偏西地区由5 g，cm-1 • hPa-1 • s-1增加到13 g，cm-1 • hPa-1 • s-1，水汽中心整体北抬3.3 大暴雨的动力条件分析3.3.1散度场分析20日08时700hPa散度场分布为:在高原上与低涡的位置相对应为 一中心为-25X10-5S-1的闭合中心为辐合上升区，在青海到新疆交界处为+30X10-5S-1的下沉 气流区，下沉气流不断地补充到辐合上升区的底部，而关中西部、陕南西部为5X10-5S-1的 下沉区，和 20 日早晨的晴空区相对应，从散度场分析，这一个辐合上升运动最强烈、最活 跃20时低涡的辐合上升区和它后面的晴空辐散区都减弱，下沉区中心减弱成15X10-5S-1， 21日08时，辐合中心移到陕西中南部，值为-10X10-5S-1，正好和低涡位置相对应，新疆到 青海交界处的辐散中心消失低涡在东移的过程中，青藏高原的大量的暖湿气流被补充到系 统中，近地面层的水汽被携带高原低涡。