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摘要 利用常规高空、地面资料和卫星云图资料，使用天气学诊断方法，分析了2016年6月1日引发酒泉玉门镇暴雨天气过程的降水特征、环流背景及影响系统、物理量特征和卫星云图。结果表明：此次暴雨类似于“北槽南涡”的流场形势，切变线、冷空气以及高原低涡的合理配置有利于暴雨的发生；暴雨发生时高层辐散、低层辐合，形成了强烈的抽吸作用；前期降水为暴雨提供了充足的水汽条件；此次暴雨过程中存在明显的中小尺度系统。
关键词 暴雨；环流演变；诊断分析；甘肃酒泉；2016年6月1日
中图分类号 P458.3 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2016）19-0218-02
酒泉市地处青藏高原北侧边坡地带，自然降水稀少且变率大，蒸发强烈，干旱少雨，属典型的西北极端干旱气候区。陶诗言等[1]系统总结了中国暴雨发生、发展的天气尺度和中尺度特征。西北暴雨都出现在一定的环流形势下，常导致冷暖空气不断交绥，并有之间尺度发展。强烈的水汽和不稳定能量输入，持续的上升运动为暴雨提供条件[2]。李红英等[3-4]对2012年6月5日暴雨分析总结认为“歪脖子脊”的阻挡作用使上游低值系统在河西西部滞留时间较长，柴达木低涡移动缓慢，形成了类似于“北槽南涡”的流场形势。西北地区暴雨落点分散、时间短、强度大、局地性强，危害程度十分严重[5]。因此，很有必要对西北地区暴雨特征进行总结归纳。
1 降雨实况
2016年6月1日，酒泉市玉门镇等地出现暴雨。主要降水时段出现在1日8：00—17：00，最大降水中心出现在玉门镇观测站，为47.0 mm。这次降水的主要特点是降水强度大、落区集中、时间短，造成山洪暴发、公路积水、房屋进水等灾情。此次暴雨过程是柴达木低涡发展北抬和低层暖湿气流与高层新疆冷平流东移南下在河西交汇所致，其中中小尺度对流性降水对暴雨的产生至关重要。
2 环流形势演变特征
此次暴雨发生前期，500 hPa天气图上欧亚大陆维持两槽一脊形势，西北区上空为浅脊控制。西伯利亚低槽主力缓慢移动的同时，从其底部分裂的冷空气前锋已经到达乌鲁木齐附近。在新疆中部至青藏高原形成一低槽，温度槽明显落后于高度槽，受槽后冷平流影响，低槽不断加深。在青海柴达木地区有一低槽活动区。与此同时，河套地区有一“歪脖子”高压脊存在，该高压脊的稳定少动，致使新疆低槽在缓慢东移过程中不断加深，500 hPa高空环流存在“东高西低”的特征。相应5月31日20：00 700 hPa高空图上，低槽主力位置与500 hPa主槽同位相，但在新疆中西部有一低压，北疆东部与马鬃山之间存在风场切变，青海低值系统位置偏南；高压脊区略为偏东。
6月1日8：00 500 hPa形势图（图1）上，槽线位于新疆若羌—乌鲁木齐一带，若羌站与敦煌站温差为-4 ℃，有明显的冷平流。在250 hPa高空河西西部高空急流分流作用下，低涡有明显的北抬东移，并且与新疆槽有打通的趋势，槽前高压脊稳定少动，酒泉市处在柴达木低槽北部的偏东气流中。700 hPa上新疆北部有一冷槽，柴达木风场切变明显，酒泉市处在东风气流控制之下，敦煌与若羌之间存在较强的风向、风速切变，且两侧露点温度差较大，整个河西西部为暖平流。这样高层干冷空气和低层暖湿空气的交汇为中小尺度对流系统产生提供了水汽条件和不稳定能量。
3 物理量诊断分析
3.1 水汽条件
分析6月1日8：00 700 hPa相对湿度等值线，8：00青海、甘肃东南部到新疆东部为水汽带，呈东南—西北走向，中心值大于80%。水汽带随低槽系统从西南向东北方向移动，到20：00大值中心已移动到额济纳旗境内，相对湿度中心值也增大到90%。从比湿场看8：00酒泉市处在比湿场中心，最大比湿达到7 g/kg，说明水汽比较充分，而且比湿场中心同相对湿度中心移动方向一致。
3.2 水汽通量散度和风场
6月1日8：00青海北部有一水汽通量散度辐合中心，辐合中心值约为-10×10-4 g/（cm·hPa·s），与柴达木低涡相对应，辐合中心在随低涡北抬东移的过程中逐渐加强。水汽通量图上，虽然沿河东地区有一水汽通量脊向我区延伸，形成水汽通道，但河西西部值较小，最主要还是受本地前期降水的影响，为暴雨形成提供了一定的水汽条件，从各测站数据看出，这次降水时段比较集中且短，局地性强，并伴有中小尺度对流系统，说明河西地区地形复杂，地形造成的辐合作用更加明显，只要有一定的水汽条件很容易形成局地暴雨。
3.3 不稳定能量条件
假相当位温是一个重要的温湿特征参数，在干绝热和湿绝热过程中都具有守恒性，既与温度质块的温度有关，又与质块的湿度有关，能很好地反映一个地区的热力学性质。6月1日8：00青海北部有一高能舌向敦煌伸展，酒泉市假相当位温大于52 ℃，说明在暴雨发生前期有不稳定能量的累积，强降水就产生在高能轴附近或北侧能量锋区内，玉门正好位于高能轴附近。从1日8：00敦煌探空图上可以看出，250～700 hPa整层的水汽条件都较好，而且高空风向在700～850 hPa为顺时针，低层有暖平流，400～700 hPa为逆时针转动，高层为冷平流，垂直方向上上冷下暖，虽然有利于形成热力不稳定条件，但此时降水的站点和降水量级都较小，同时cape值和中低层垂直风切边较小，说明8：00切变线还没过境时以稳定性降水为主，表现为整层相对湿度较大，水汽充沛，初始不稳定能量不断累积，但触发机制还没有成熟。20：00探空图（图2）上cape值已达300以上，而且湿度条件下湿上干，较有利于对流的发展，此时500 hPa与850 hPa风速差大于6 m/s，垂直切边较强，有利于对流发展。可以看出随着冷平流的东移南下带来中高层的干冷空气和强的垂直风切变，更有利于中小尺度对流发展。
3.4 动力条件 在6月1日8：00的散度垂直分布场上400～850 hPa从高原到酒泉市西部是一深厚的辐合层，在700 hPa青海湖有一辐合中心，而在300 hPa以上为辐散层，这种上层辐散、中下层辐合的垂直结构有利于地面系统的发展。从涡度场看，从8：00—20：00涡度中心轴线自西南向东北移动的过程中，在当地不断加强，这种高层强烈辐散抽吸作用使低层辐合加强，触发了较强的垂直运动。
4 云图分析
此次降水过程影响酒泉市的云系主要有冷锋云系和偏南高原暖湿气流云团。8：00受地形抬升作用在青海与酒泉市交界的祁连山区有对流云团生成，并随着高原偏南气流北上，在10：00移动到玉门以南，与此同时，随着低层切变线东移使得高层冷空气侵入，对流云团加强，致使玉门11：00小时降水达10.2 mm。11：00—12：00为对流强盛阶段，此时先前云团不断分裂，同时在偏北马鬃山地区又有新的对流云团生成，对流云团在玉门—马鬃山程一线分布，说明在高空冷平流的作用下，对流云团产生并加强。
5 模式情况
从EC数值预报48 h预报场看，1日8：00处于河西西部的低槽要弱于实况，24 h预报形势相反，比实况强，低槽更深，但位置偏东。实况风场上，酒泉市500 hPa高空以偏东风为主，风速较小，而模拟预报48 h以西南风为主，24 h为西风，且风速较大，风速切边在酒泉市以东，与500 hPa相同，700 hPa 48 h和24 h风场误差较大，且都为西风。
6 结论
此次过程是发生在“北槽南涡”形势下局地发生的暴雨天气，主要影响系统是高空槽、柴达木低涡、高层冷平流和低层东南暖湿气流和中低层切变线，且250 hPa河西西部存在高空急流分流现象。前期的降水天气为玉门暴雨产生提供了充足的水汽条件。而且物理量场上上层辐散、中下层辐合的垂直结构有利于地面系统的发展，500 hPa正涡度中心在东移北抬的过程中不断加强，是中高层正涡度强烈的抽吸作用造成的上升运动。中小尺度对流系统是造成此次暴雨的主要原因。前期不稳定能量不断累积，随着切变线东移中高层干冷空气侵入，造成层结的极不稳定。对流云团在玉门南部祁连山区生成后北下，受到高层冷空气侵入和地形抬升作用下强烈发展，同时在切变线上新的对流云团不断生成，说明低层辐合线和地形作用是这次暴雨的主要触发机制。本次过程EC数值预报48 h形势预报低槽弱于实况，24 h强于实况，风场方面误差较大。
7 参考文献
[1] 陶诗言.中国之暴雨[M].北京：科学出版社，1980：7-8.
[2] 中国北方暴雨丛书《西北暴雨》编写组.西北暴雨[M].北京：气象出版社，1995：1-164.
[3] 李红英，高振荣，田庆明，等.甘肃酒泉一次罕见大暴雨过程的天气学诊断分析[J].干旱区资源与环境，2013，27（11）：165-171.
[4] 李红英，高振荣，田庆明.青藏高原东北边坡强降水论文集[G].北京：气象出版社，2012：156-166.
[5] 李春虎.西北干旱和暴雨研究综述[J].甘肃气象，2003（1）：32.
关键词 暴雨；环流演变；诊断分析；甘肃酒泉；2016年6月1日
中图分类号 P458.3 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2016）19-0218-02
酒泉市地处青藏高原北侧边坡地带，自然降水稀少且变率大，蒸发强烈，干旱少雨，属典型的西北极端干旱气候区。陶诗言等[1]系统总结了中国暴雨发生、发展的天气尺度和中尺度特征。西北暴雨都出现在一定的环流形势下，常导致冷暖空气不断交绥，并有之间尺度发展。强烈的水汽和不稳定能量输入，持续的上升运动为暴雨提供条件[2]。李红英等[3-4]对2012年6月5日暴雨分析总结认为“歪脖子脊”的阻挡作用使上游低值系统在河西西部滞留时间较长，柴达木低涡移动缓慢，形成了类似于“北槽南涡”的流场形势。西北地区暴雨落点分散、时间短、强度大、局地性强，危害程度十分严重[5]。因此，很有必要对西北地区暴雨特征进行总结归纳。
1 降雨实况
2016年6月1日，酒泉市玉门镇等地出现暴雨。主要降水时段出现在1日8：00—17：00，最大降水中心出现在玉门镇观测站，为47.0 mm。这次降水的主要特点是降水强度大、落区集中、时间短，造成山洪暴发、公路积水、房屋进水等灾情。此次暴雨过程是柴达木低涡发展北抬和低层暖湿气流与高层新疆冷平流东移南下在河西交汇所致，其中中小尺度对流性降水对暴雨的产生至关重要。
2 环流形势演变特征
此次暴雨发生前期，500 hPa天气图上欧亚大陆维持两槽一脊形势，西北区上空为浅脊控制。西伯利亚低槽主力缓慢移动的同时，从其底部分裂的冷空气前锋已经到达乌鲁木齐附近。在新疆中部至青藏高原形成一低槽，温度槽明显落后于高度槽，受槽后冷平流影响，低槽不断加深。在青海柴达木地区有一低槽活动区。与此同时，河套地区有一“歪脖子”高压脊存在，该高压脊的稳定少动，致使新疆低槽在缓慢东移过程中不断加深，500 hPa高空环流存在“东高西低”的特征。相应5月31日20：00 700 hPa高空图上，低槽主力位置与500 hPa主槽同位相，但在新疆中西部有一低压，北疆东部与马鬃山之间存在风场切变，青海低值系统位置偏南；高压脊区略为偏东。
6月1日8：00 500 hPa形势图（图1）上，槽线位于新疆若羌—乌鲁木齐一带，若羌站与敦煌站温差为-4 ℃，有明显的冷平流。在250 hPa高空河西西部高空急流分流作用下，低涡有明显的北抬东移，并且与新疆槽有打通的趋势，槽前高压脊稳定少动，酒泉市处在柴达木低槽北部的偏东气流中。700 hPa上新疆北部有一冷槽，柴达木风场切变明显，酒泉市处在东风气流控制之下，敦煌与若羌之间存在较强的风向、风速切变，且两侧露点温度差较大，整个河西西部为暖平流。这样高层干冷空气和低层暖湿空气的交汇为中小尺度对流系统产生提供了水汽条件和不稳定能量。
3 物理量诊断分析
3.1 水汽条件
分析6月1日8：00 700 hPa相对湿度等值线，8：00青海、甘肃东南部到新疆东部为水汽带，呈东南—西北走向，中心值大于80%。水汽带随低槽系统从西南向东北方向移动，到20：00大值中心已移动到额济纳旗境内，相对湿度中心值也增大到90%。从比湿场看8：00酒泉市处在比湿场中心，最大比湿达到7 g/kg，说明水汽比较充分，而且比湿场中心同相对湿度中心移动方向一致。
3.2 水汽通量散度和风场
6月1日8：00青海北部有一水汽通量散度辐合中心，辐合中心值约为-10×10-4 g/（cm·hPa·s），与柴达木低涡相对应，辐合中心在随低涡北抬东移的过程中逐渐加强。水汽通量图上，虽然沿河东地区有一水汽通量脊向我区延伸，形成水汽通道，但河西西部值较小，最主要还是受本地前期降水的影响，为暴雨形成提供了一定的水汽条件，从各测站数据看出，这次降水时段比较集中且短，局地性强，并伴有中小尺度对流系统，说明河西地区地形复杂，地形造成的辐合作用更加明显，只要有一定的水汽条件很容易形成局地暴雨。
3.3 不稳定能量条件
假相当位温是一个重要的温湿特征参数，在干绝热和湿绝热过程中都具有守恒性，既与温度质块的温度有关，又与质块的湿度有关，能很好地反映一个地区的热力学性质。6月1日8：00青海北部有一高能舌向敦煌伸展，酒泉市假相当位温大于52 ℃，说明在暴雨发生前期有不稳定能量的累积，强降水就产生在高能轴附近或北侧能量锋区内，玉门正好位于高能轴附近。从1日8：00敦煌探空图上可以看出，250～700 hPa整层的水汽条件都较好，而且高空风向在700～850 hPa为顺时针，低层有暖平流，400～700 hPa为逆时针转动，高层为冷平流，垂直方向上上冷下暖，虽然有利于形成热力不稳定条件，但此时降水的站点和降水量级都较小，同时cape值和中低层垂直风切边较小，说明8：00切变线还没过境时以稳定性降水为主，表现为整层相对湿度较大，水汽充沛，初始不稳定能量不断累积，但触发机制还没有成熟。20：00探空图（图2）上cape值已达300以上，而且湿度条件下湿上干，较有利于对流的发展，此时500 hPa与850 hPa风速差大于6 m/s，垂直切边较强，有利于对流发展。可以看出随着冷平流的东移南下带来中高层的干冷空气和强的垂直风切变，更有利于中小尺度对流发展。
3.4 动力条件 在6月1日8：00的散度垂直分布场上400～850 hPa从高原到酒泉市西部是一深厚的辐合层，在700 hPa青海湖有一辐合中心，而在300 hPa以上为辐散层，这种上层辐散、中下层辐合的垂直结构有利于地面系统的发展。从涡度场看，从8：00—20：00涡度中心轴线自西南向东北移动的过程中，在当地不断加强，这种高层强烈辐散抽吸作用使低层辐合加强，触发了较强的垂直运动。
4 云图分析
此次降水过程影响酒泉市的云系主要有冷锋云系和偏南高原暖湿气流云团。8：00受地形抬升作用在青海与酒泉市交界的祁连山区有对流云团生成，并随着高原偏南气流北上，在10：00移动到玉门以南，与此同时，随着低层切变线东移使得高层冷空气侵入，对流云团加强，致使玉门11：00小时降水达10.2 mm。11：00—12：00为对流强盛阶段，此时先前云团不断分裂，同时在偏北马鬃山地区又有新的对流云团生成，对流云团在玉门—马鬃山程一线分布，说明在高空冷平流的作用下，对流云团产生并加强。
5 模式情况
从EC数值预报48 h预报场看，1日8：00处于河西西部的低槽要弱于实况，24 h预报形势相反，比实况强，低槽更深，但位置偏东。实况风场上，酒泉市500 hPa高空以偏东风为主，风速较小，而模拟预报48 h以西南风为主，24 h为西风，且风速较大，风速切边在酒泉市以东，与500 hPa相同，700 hPa 48 h和24 h风场误差较大，且都为西风。
6 结论
此次过程是发生在“北槽南涡”形势下局地发生的暴雨天气，主要影响系统是高空槽、柴达木低涡、高层冷平流和低层东南暖湿气流和中低层切变线，且250 hPa河西西部存在高空急流分流现象。前期的降水天气为玉门暴雨产生提供了充足的水汽条件。而且物理量场上上层辐散、中下层辐合的垂直结构有利于地面系统的发展，500 hPa正涡度中心在东移北抬的过程中不断加强，是中高层正涡度强烈的抽吸作用造成的上升运动。中小尺度对流系统是造成此次暴雨的主要原因。前期不稳定能量不断累积，随着切变线东移中高层干冷空气侵入，造成层结的极不稳定。对流云团在玉门南部祁连山区生成后北下，受到高层冷空气侵入和地形抬升作用下强烈发展，同时在切变线上新的对流云团不断生成，说明低层辐合线和地形作用是这次暴雨的主要触发机制。本次过程EC数值预报48 h形势预报低槽弱于实况，24 h强于实况，风场方面误差较大。
7 参考文献
[1] 陶诗言.中国之暴雨[M].北京：科学出版社，1980：7-8.
[2] 中国北方暴雨丛书《西北暴雨》编写组.西北暴雨[M].北京：气象出版社，1995：1-164.
[3] 李红英，高振荣，田庆明，等.甘肃酒泉一次罕见大暴雨过程的天气学诊断分析[J].干旱区资源与环境，2013，27（11）：165-171.
[4] 李红英，高振荣，田庆明.青藏高原东北边坡强降水论文集[G].北京：气象出版社，2012：156-166.
[5] 李春虎.西北干旱和暴雨研究综述[J].甘肃气象，2003（1）：32.