甘肃省定西市暴雨天气特征分析

効碧鸿 张海耀 尚军林

摘要：本文利用1960-2017年，定西市一区六县7个地面观测站的暴雨资料及相关历史天气图等资料，对定西市的53次暴雨进行统计分析及建立定西暴雨概念模型。结果表明：定西市多为局地性暴雨，单站暴雨居多（45次），区域性暴雨较少（3次）。一年中最早暴雨5月5日，最晚暴雨9月22日。暴雨出现的天气形势有：副高西北侧西南气流型，低涡切变型，西高东低型和副高控制性，其中以副高西北侧西南气流型居多（占45.3%），西高东低型次之。并利用常规气象观测资料、Micaps数据、EC细网格模式再分析数据、甘南和天水多普勒雷达等资料，对2018年5月16日和2017年7月26日发生在甘肃定西的两次春夏暴雨过程降水特征及成因进行对比分析。

关键词：暴雨;概念模型;强降水特征

定西市在甘肃省中部，在青藏高原和黄土高原过渡的地带，地势西南高，东北低。定西辖区内地势有着较大的起伏，山脉处于纵横的状态，有着不同的形态，南温带半湿润-中温带半干旱区作为常见的气候类型，大陆性季风气候明显[1]。以渭河为界，分為北部（安定区、通渭县、陇西县、临洮县和渭源县北部，占60%）和南部（漳县、岷县和渭源县南部，占40%）。北部属黄土高原沟壑区，干旱少雨，是中温带半干旱区;南部海拔高气温低，湿润多雨，是暖温带半湿润气候[2]。

年平均降水量在350～600 mm，自西南向东北逐渐减少。渭源县和岷县在500 mm以上，安定区、通渭县不及400 mm。降水稀少且变率大，气象灾害频繁，且多以局地性暴雨的形式出现[3]。

本文将定西市的暴雨天气背景进行概括总结，建立定西的暴雨预报概念模型，并对定西春夏的两次暴雨过程进行对比分析。

1    定西暴雨天气背景

选取1960-2017年定西市一区六县7个地面观测站逐日观测资料以及所有实况资料，将20-20时降雨量R≥50 mm定义为暴雨，并将符合该条件的每一个天气过程定义为一个样本，进行统计分析（共有暴雨53次）。

定西市暴雨时间分布不均，出现在每年的5～9月，8月暴雨出现频次最多（24次），影响范围也最大，7月次之（18次）;从6月份开始，暴雨日数增多较为明显，从9月份开始逐渐减少，见图1。

定西市暴雨危险性的分布与年均降水量分布基本相似，自西南向东北逐渐减少，历年来岷县出灾最严重且频次高[4]。

地形的复杂性及气候的多变性也使得该地区在夏季强降雨天气中承灾能力较差，局地短时强降水天气极易引发山洪泥石流灾害，并造成重大人员伤亡和经济财产损失[5]。

2    定西暴雨概念模型

暴雨出现的天气形势有：副高西北侧西南气流型，低涡切变型，西高东低型和副高控制性，其中以副高西北侧西南气流型居多（占45.3%），西高东低型次之，见表1。

2.1 西低东高型

每年的5-6月份期间常会出现暴雨，在9月份之后逐渐减少，暴雨落区比较分散。

2.2 副高西北侧西南气流型

一般出现在每年的7-8月份，暴雨前有2～3天的晴好天气。 以带状分布呈现降水落区。

2.3 低涡切变型

700 hPa对应有低涡和切变线，地面有冷锋、辐合线或地面倒槽存在。700 hPa比湿≥8 g/k，中心涡度值比其他三种天气类型高。暴雨落区一般位于700 hPa低涡底部或东南象限。降水类型以对流性降水为主，降水强度大，持续时间多变[6]。

2.4 副高控制型

一般出现在每年的8月份。500 hPa定西受副高控制，沿副高588线有短波槽东移。700 hPa有切变线或低涡。地面有冷锋或辐合线。700 hPa比湿度≥8 g/kg。K指数≥35 ℃。降水类型多为局地对流性降水，降水强度大，持续时间短[7]。

3    定西春夏两次暴雨过程对比分析

2018年5月16日受暴雹影响，定西岷县出现冰雹和暴雨，次生灾害（山洪泥石流）严重，岷县6个乡镇受灾严重，因灾死亡7人，累计经济损失2.7亿元以上。以下简称5.16。

2017年7月26日，定西陇西和渭源出现大暴雨天气过程，城市内涝严重，陇西和渭源20个乡镇受灾，1人死亡，直接经济损失1.5亿以上。影响面积和降水强度均是定西市自区域气象站建站以来最强的一次。现将以上两次过程进行对比分析。以探求定西强降水天气的形成机制、中尺度降水云团的形成与维持机制以及中尺度特征，可作为今后业务预报的参考依据。以下简称7.26。

3.1 实况对比 5.16

受对流性天气影响，5月16日16时起，在岷县出现雷电、大风、冰雹、短时强降水、暴雨等灾害性天气。17时13分岷县本站降雹，最大冰雹直径4毫米，17时30分左右，岷县秦许、寺沟、十里等地降雹。有5站出现暴雨，最大降水量出现在秦许乡为73.5 mm。出现暴雨的站点有岷县52.6 mm、秦许乡73.5 mm、秦许乡下阿央村71.4 mm、西寨镇65.2 mm、清水乡腊梅村56.4 mm。强降水时段主要集中在16日17：00-18：00，19：00-20：00，两个时间段内有7个站出现短时强降水，最大小时雨强出现在岷县秦许35 mm。见表2。

3.2 实况对比 7.26

26日8时至27日8时，受副高西北侧对流中尺度云团持续影响，定西市部分地方出现暴雨到大暴雨的强降水天气过程。自动气象站和区域站中有5个站降水大于100 mm（有陇西-文峰158.9 mm、陇西-三台村152.4 mm、陇西-曲家山村145.6 mm、陇西-和平111.7 mm、渭源109.2 mm、岷县-清水108 mm），41个站大于50 mm。大暴雨主要集中在陇西县东南部及渭源县城区附近。最大降水出现在陇西-文峰158.9 mm。其中陇西县95.6 mm、渭源103.9 mm的降水量突破建站以来日降水量历史极值。最大小时雨强61 mm（渭源站26日18时）。见图2。其中区域气象站中共有20个站次日24h雨量突破建站以来历史极值。

3.3 天气形势对比

16日08时500 hPa形势场在内蒙古西部-河西-青海南部有一西风槽，河东处在槽前暖区，受一高压脊控制，有利于前期增温和不稳定能量的堆积[8-9]。16日20时西风槽东移南压，甘岷山区处在槽底部正涡度平流区，与700 hPa上低涡叠加后在暴雨区形成了一个强烈的上升运动通道。伴随槽后冷空气的侵入，在强对流落区与前期建立的暖湿条件相叠加形成了上冷下暖的不稳定层结[10]。

暖湿气流的持续影响加强了层结的不稳定性，随着低涡后部携带的冷空气侵入，在低涡前部的暖区触发起了中尺度降水云团。是一种副高外围西南气流型[11]。

3.4 雷達图对比

3.4.1  5.16（弱回波区，高悬质心）

从图3（a，b）降雹时段反射因子的垂直剖面可以看到有高悬的强回波质心，45 dBz强度的回波高度在9 km以上。有界弱回波区和前悬回波。

3.4.2 7.26（强降水回波）

第一阶段降水与第二阶段降水相比降水云团范围相对较小，对流发展更旺盛，风暴移动快[12]。第二阶段风暴组织性更强，以层积混合状降水回波为主，且有较长的影响时间。从图4（a，b）两个降水阶段强降水的反射率因子垂直剖面可以看到两个阶段均属低质心降水风暴，有较高的降水效率，这也是此次短时强降水的一个重要成因。

4    结语

定西市暴雨概念模型有西低东高型、副高西北侧西南气流型、低涡切变型、副高控制型。定西春夏个例对比分析可知，春季暴雨过程属于西低东高型暴雨，有典型的局地强对流天气特征，降水过程中伴有冰雹、雷电等灾害性天气。夏季暴雨过程为副高西北侧西南气流型，常见的暴雨天气特征是降水持续时间长、影响范围大、多造成我市区域性暴雨。

参考文献

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