2020 年 5 月下旬西藏中东部连续性强降水天气过程的 原因分析

发表时间:2020/7/29   来源:《科学与技术》2020年3月第7期   作者:次珍 益西拉姆 白玛曲西 白玛曲宗
[导读] 通过对2020年5月下旬西藏中东部出现的连续性强降水过程,从环流形势和影响系统

        摘要:通过对2020年5月下旬西藏中东部出现的连续性强降水过程,从环流形势和影响系统进行了分析,发现巴尔喀什湖附和孟加拉湾上空形成的两个副热带高压的稳定少动,有利于其外围偏北气流和西南气流的维持和加强, 使强降雨天气长时间维持;孟加拉湾特强气旋性风暴“安攀”外围强西南风速带向高原输送充足的水汽,跃上高原的云团主要在高原中东部扩散并维持,造成西藏中东部的大范围强降水;青海境内高压和巴尔喀什湖附近副高单体前部西北气流携带的冷平流是强降水发生的触发机制,也是昌都南部以及高海拔地方出现强降雪主要因素。
        关键词:副热带高压;高原切变线;孟加拉湾风暴;强冷平流
1  天气实况
        2020年5月下旬西藏出现大范围连续性强降水天气,降水主要集中在西藏中东部,受降水系统持续影响山南、林芝、昌都等地部分地方日降水量超历史同期极端值,各地出现3~9度降温,部分地方降温幅度达10℃以上,且高海拔地方出现中到大雪,局地出现大到暴雪。
        此次降水过程根据影响系统大致可以分为两段:第一段,受“安攀”外围强西南暖湿气流和青海高压后部冷空气共同影响,19日08时~23日20时全区日降水量超过10mm的有272个站点,超过25mm的有36个站点,超过50mm的有1个站点;降水主要集中在林芝大部、山南中南部、日喀则亚东县、昌都的八宿县和北部部分乡镇,以及那曲东部部分地方;其中山南地区错那县部分地方过程累积降水量达100毫米以上,最大过程累积降水量出现在错那县吉巴门巴民族乡,为116.4毫米(如图1)。第二段,受高原低窝切变线持续影响,23日20时~27日20时全区日降水量超过10mm的有249个站点,超过25mm的有65个站点,超过50mm的有4个站点;降水主要集中在林芝大部、昌都大部、山南东部,其中林芝墨脱和察隅部分地方过程累积降水量达100毫米以上,最大过程累积出现在下察隅,为154.9毫米(如图2)。
        本次降水天气过程的主要特点是范围广、时间长、强度大,部分高海拔地方还伴随着强降雪强降温天气,降水主要集中在西藏中东部,昌都、林芝、山南等地部分地方连续降水日数达8日以上;5月20日、22日、25日、26日错那、隆子、左贡、芒康、八宿、江孜、浪卡子,共7个测站出现日降水量超历史同期极大值,其中5月26日八宿站日降水量超历史极大值(2006年4月14日31.3mm),为35.6mm。另外5月23日、26日、28日丁青、八宿、泽当、贡嘎、琼结、尼木、嘉黎、比如、安多,共8个测站日最低气温超历史同期极小值。根据气象信息员上报的灾情,5月下旬连续性强降水造成西藏林芝、山南、昌都地区山体滑坡、道路冲毁、房屋倒塌、农田受损等地质灾害,对交通安全和人民生产生活以及企业复工复产的影响较大。

                                                                                                                              
2  环流形势和影响系统
        在此次降水过程中,前期(5月19日08时至23日20时),孟加拉湾特强气旋风暴外围的强西南暖湿气流与青海高压底前部偏北气流在西藏中东部汇合形成强辐合区;后期(5月23日20时至27日20时),由于东北冷涡和巴尔喀什湖附近的副高单体稳定少动,随后东西副热带高压在西藏高原南侧打通形成强大的副热带高压带,两副高之间的西南气流和偏北气流在西藏高原汇合形成横切变线,再加之孟加拉湾特强气旋风暴为前后两次降水过程的水汽输送起到了关键性作用。而青海高压和巴尔喀什湖附近副高单体前部的偏北气流携带的冷平流成为了这次连续性强降水天气的触发机制。受上述环流背景下形成的影响系统造成这次西藏中东连续性强降水过程。
2.1 青海高压与强西南暖湿气流之间的强辐合区
        2020年 5月 19日 08时,500hPa图上新疆库尔勒有一高压中心,高压脊前等高线密集,高压中心有南压并缓慢东移趋势,此时孟加拉湾气旋风暴“安攀”中心最低气压达930百帕,中心附近最大风力17级,(风速58m/s,相当于我国的超强台风级);20日晚6点30分前后“安攀”在印度西孟加拉邦沿海登陆,登陆后中心附近最大风速逐渐减弱至23米/秒,并以每小时25公里左右的速度向北偏东方向移动,强度继续逐步减弱,西藏中东部由“安攀”外围强西南暖湿气流控制,西藏山南和林芝上空西南风最大风速达22m/s,相对湿度达90%以上。21日08时,新疆库尔勒附近的高压已经南压至青海格尔木,而高压脊前偏北气流携带的冷空气,与孟加拉湾低值区外围强西南暖湿气流在江孜—拉萨—嘉黎—类乌齐—卡若区一线汇合形成强辐合区。到了22日08时,辐合区南压至加查—巴宜区—波密—八宿—左贡—芒康,直到22日20时辐合区仍然维持在加查—巴宜区—波密—八宿—左贡—芒康。(如图3)综合上述形势可以看出:青海高压脊前冷空气与孟加拉湾低值区外围强暖湿气流之间的强辐合区是5月19—22日强降水天气形成的直接影响系统。

图3  2020年5月19日20时—22日20日环流背景图
2.2 副热带高压的维持
        5月23日08时500hPa图上,巴尔喀什湖附近形成一高压中心,中心值为584hPa,东西副热带高压588脊线东移西伸后分别位于800E、70N和800E、220N,此时巴尔喀什湖高压中心前部的偏北气流配合副高(800E、220N)外围西南气流形成切变线,位于革吉—改则—尼玛—安多;23日20时,巴尔喀什湖附近的高压中心加强为588hPa,东西副热带高压打通形成一强大的副热带高压带在孟加拉湾头,而两高之间的切变线也随之加强东移在那曲安多至索县附近转为高原低窝。24日20时巴尔喀什湖高压继续加强,中心值达591hPa,25日20时它的588脊线南压至新疆南部(和田、洛浦),中心位置稳定少动,同时副热带高压带仍然维持在孟加拉湾弯头,直到27日08时,两高的位置和强度基本维持不变。上述分析表明,副高从 5月 23日一直到这次连续性强降水天气结束稳定, 588脊线维持在同一位置,只是上下有轻微摆动,其外围偏北风和西南风的维持和加强,为处于两高之间的西藏中东部带来冷空气和水汽,是形成后期(5月23日至27日)连续性强降水天气过程中强降雨天气长时间维持的主要因素。(如图4)

图4  2020年5月23日08时—27日20时环流背景图
2.3 高原低窝切变线的持续影响
        高原低窝不但是青藏高原最常见的天气系统,也是造成西藏地区连阴雨天气的主要影响系统[1]。23日20时,在那曲安多至索县有高原低窝带,并存在两个中心,两个低窝向西南和向东延伸出切变线,分别位于那曲班戈至申扎、青海杂多至玉树;24日08时低窝东移南压,一个在那曲索县,另一个在昌都卡若区,两个低窝中心连接成一条强切变线,呈西北向东南走向;24日20时切变线继续南压位于南木林—拉萨—林芝,以及波密—八宿—左贡—芒康,到了25日20时切变线位置和强度维持不变;26日08时,南木林—拉萨—林芝一带的切变线再次南压至聂拉木—帕里—错那,而波密—八宿—左贡—芒康的切变线于26日20时才继续南压至林芝(察隅)和昌都南部(盐井)。林芝和昌都从24日20时~27日20时, 长时间受到缓慢南压的高原低窝切变线控制,其中朗县、米林、墨脱、波密、察隅、八宿、左贡、芒康等地长时间处于该切变的影响区域。综上所述:高原低窝切变是23日20时至27日20时强降水主要集中在林芝和昌都地区的直接影响系统,也是降水持续时间长的间接因素。(如图5)
 
        图5  2020年5月23日20时—27日20时高原低窝切变线演变过程
2.4 孟加拉湾特强气旋风暴“安攀”
        强降水发生时,不仅需要本地水汽处于准饱和状态,而且需要有源源不断的水汽输送,水汽输送是降水得以维持的重要因素[2]。我国大部分地方的暴雨水汽来源一个是南海或孟加拉湾,另一个是东海或黄海部分地方;我国西南地区、青藏高原东部的暴雨就主要靠孟加拉湾一带来输送水汽[3]。
        FY4A红外云图上分析, 5月 19日08时孟加拉湾风暴边缘云系开始影响西藏南部边缘地区,20日晚“安攀”在印度的西孟加拉邦沿海登陆后强度不断减弱,但是孟加拉湾水汽继续沿副热带高压边缘西南引导气流东北上,使对流云团在西藏中东部不断发展,并沿西南-东北方向移动;到了21日08时气旋风暴螺旋结构松散,下午14时左右气旋结构完全消散。跃上高原的云团主要在高原中东部扩散并维持,造成西藏中东部的大范围强降水。从云图上可以看出,在这次连续性强降水过程中孟加拉湾风暴对水汽输送起到了关键性的作用。(如图6)

        图6  2020年5月19日08时~21日17时 FY4A红外云图上
        孟加拉湾特强气旋风暴影响西藏中东部的过程
2.5  两个高压前部的强冷平流
        预报实践表明,夏季,在青藏高原及其周边地区用24h负变温来表征高空冷平流是可行的[4]。 5月 19日20时~20日20时,新疆地区高压前有明显冷平流,青海和西藏受分散性冷平流影响部分地方已经出现-1~-2℃的24h负变温。21日08时高压南压至青海格尔木(如图 3),到 21日14时冷空气强度明显加强,昌都中北部、那曲中东部以及日喀则大部为-3℃以上的24h负变温,其中那曲色尼那玛切、那曲、卡若如意、卡若柴维、卡若沙贡24h负变温达-9℃以下;22日14时,冷平流继续沿青海高压前部西北气流南压,位于山南和林芝的中北部至昌都中南部,24h负变温最大值出现在左贡和芒康的南部乡镇(-12.2℃),而其余各地逐渐转为正变温;5月 23日 14时,强冷平流基本消失。
        23日20时500hPa图上,巴尔喀什湖附近的高压中心加强为588hPa;24日14时那曲至昌都中北部降温幅度达3~9℃,24h负变温最大值出现在江达邓柯(-9.3℃),到了24日20时巴尔喀什湖高压继续加强,范围逐渐扩大,中心值达591hPa;25日14时强冷空气继续南压至林芝东南部和昌都中南部,左贡和芒康的南部乡镇降温幅度达9~12℃,24h负变温最大值出现在芒康徐中(-12.7℃),25日20时副高588脊线南压至新疆南部(和田、洛浦),中心位置稳定少动;26日14时强冷平流已经移出西藏高原,由于降水系统维持时间较长,西藏中东部继续出现小幅降温;27日20时降水系统继续南压西藏南部边缘,并趋于减弱消散,西藏中东24h变温逐渐转为正值,各地升温较明显。因此,青海境内高压和巴尔喀什湖附近副高单体前部西北气流携带的冷平流起到了决定性作用,是这次连续性强降水天气过程的触发机制,也是昌都南部以及高海拔地方出现强降雪主要因素。
4.结论
        1.巴尔喀什湖附和孟加拉湾上空形成的两个副热带高压,分别在高原西北侧和南侧稳定少动,有利于其外围偏北气流和西南气流的维持和加强, 使两高之间的高原低窝切变移动缓慢,为连续性强降水天气过程中强降雨天气长时间维持的主要因素。
        2.孟加拉湾特强气旋性风暴“安攀”登陆后,它外围强西南风速带(最大风速≥22m/s)向高原输送充足的水汽,跃上高原的云团主要在高原中东部扩散并维持,能够造成西藏中东部的大范围强降水。
        3.西藏中东部这次连续性强降水过程中,青海境内高压和巴尔喀什湖附近副高单体前部西北气流携带的冷平流起到了决定性作用,是这次连续性强降水天气过程的触发机制,也是昌都南部以及高海拔地方出现强降雪主要因素。
参考文献
[1]朱乾根. 天气学原理和方法[M]. 气象出版社, 2007.
[2] 佚名. 青藏高原东南侧一次大范围暴雨天气过程的诊断分析[J]. 高原山地气象研究(4):47-50.
[3]李积富, 黄仪方.九黄机场的航空气象特征分析[ J] .四川气象,2005(02):36 -39.
[4] 叶笃正, 高由禧, 等著.青藏高原气象学[ M] .北京:科学出版社,1979:122 -126, 145 -146, 259 -260.



作者简介:姓名:次珍(1992-),女,藏族,西藏拉萨,大学本科?,助理工程师,从事研究方向:天气预报与气象服务。
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