2022年8月下旬青海省一次大范围降水天气过程分析

摘要：2022年8月下旬青海省出现一次大范围降水天气过程。降水期间，此次降水覆盖全省多个重要区域，省内多地日降水指超过极端降水阈值。此次降水对当地气候条件、农业生产及地质安全产生了显著影响。本文利用常规观测资料、NECP再分析资料及地面台站观测数据，对此次降水的过程进行了诊断分析。研究结果揭示，本次大雨事件展现出一定极端特性，特别是在青海东部区域，大气结构呈现出显著的不稳定状况。降水初始阶段，高层大气中的短波波动扰动是北部区域的降水主要因素，同时叠加了低层偏东风的汇集效应以及冷空气的渗透作用，这些因素共同激活了大气中潜藏的不稳定能量，导致了对流性强降水的发生。随着降水进程的推进，后期的降水类型转变为由短波扰动与冷空气相互作用产生的稳定性降水形态。而在南部地区，降水的触发机制则归因于高层风向的突变，以及低层东南风风速骤然增强所引起的强烈风向汇聚，进而引发了暖区内部不稳定能量的释放，导致了降水现象。

关键词：极端；风速辐合；短波扰动；青海省

引言

青海省位于中国西部，地处高原，其独特的地理位置和复杂的气候条件使得降水天气过程呈现出多样性和复杂性。2022年8月下旬青海省经历了一次大范围降水天气过程，该过程持续时间较长，影响范围广泛，部分地区降水量大，对当地社会生产生活产生了显著影响。为了深入理解和分析此次降水天气过程的成因和特征，对该降水过程进行全面而系统的分析。通过对降水成因、时空分布特征以及影响因素的探讨，旨在为为青海省乃至类似地理环境下应对极端降水事件提供科学决策支持。

1.天气实况回顾

2022年8月27日至28日，青海省大部分地域（海西州西部地区除外）经历了中到大雨天气状况（图1）。在这期间，全省共计记录到61处站点达到大雨等级，这些站点集中分布于西宁、海东、黄南州南部、海南州南部以及玉树州中部地带，形成了南北两条明显的雨带布局。其中，北部雨带主体沿着湟水河谷展开，而南部雨带则主要活跃于黄南州南部与玉树州中部地区。全省降水最为密集的地点位于泽库县，该地累计降雨量高达49.3毫米，成为此次降水过程的中心点。值得注意的是，强降雨时段主要集中在27日午后至深夜，期间伴有频繁的雷电现象，并在三个站点观测到了短时强降雨的发生。尤为突出的是，泽库县在20时至22时短短两小时内，其降雨量占据了总降雨量的绝大部分，占比达到88.4%，凸显出此次降水过程强烈的对流性质和显著的夜雨特点。

图1 8月27日08:00-28日08:00青海省24h降水（a）、泽库站8月27日14:00-28日04:00降水分布（b）

2.降水极端性分析

8月27日至28日的降水过程中，全省共有15个站点的降雨量超过了95%极端降水阈值，这意味着这些站点的降雨强度达到了历史同期罕见的水平，符合极端降水的标准（图2）。在这15个站点中，有五个站点的24h累计降水量超越了各自95%极端降水阈值设定的10mm，且这些显著超出阈值的站点主要集中在南部地区。此外，还有四个站点的降雨量突破了更为严苛的99%极端降水阈值，它们分别是玉树一个国家级站以及玉树和治多的三个区域站。数据分析表明，此次大雨过程不仅范围广、强度大，还具有显著的极端性特征。

图2 2022年8月27日超过95%极端降水阈值站点、数值及24 h降水量

3.环流形式分析

500hPa中高纬度区域，呈现出典型的“两槽一脊”大气环流形势（图3）。27日20时，一个由巴湖低槽分裂并下滑形成的短波槽移动至青海的东北部。这个短波槽的出现和移动，对于此次降水过程中北部雨带的形成起到了至关重要的作用，可以说是触发降水的一个关键气象因素。而在青海南部，降水则是受到高原切变线的控制，同时受到西北风与西南风的汇合影响，形成了南部雨带。600hPa，青海东部在白天受到偏北风主导，而自19时起风向转为东风并伴随风速增强，使得泽库一带的偏东风辐合效应显著增强，风速从2米/秒快速提升至4-6米/秒。700hPa，青海中南部受到暖低压系统的直接影响；在200hPahPa，青海处于西风急流的右侧以及南亚高压东北侧的分流水区，这样的高层大气环流配置，使得高层大气的辐散抽吸作用变得尤为显著，从而进一步增强了大气的上升运动。这种上升运动的加强，对于降水的形成和增强起到了重要的推动作用。

图3 8月 27日20:00 500 hPa高度场(黑线)、风场及温度场(红线)

4.物流量场诊断分析

4.1动力条件分析 

27日17时，青海东部地面大气的大气比湿范围为10～12 g/kg，意味着该地区的空气含有相当高的水分含量。尤其值得注意的是，湟水河谷地及黄河谷地一带的比湿值更为突出，达到了13～14 g/kg。这意味着这些河谷区域的空气中水汽含量明显高于周边地区，这意味着当地具备了产生强降水所需的丰富水汽条件。27日20时的西宁站探空表明其廓线呈现出典型的“瘦高”形态，这是短时强降水经常伴随的探空特征。在此降水过程之前两天，青海大部分地区受到副热带高压的控制，尽管湟水河谷地和黄河谷地的最高气温为24~26 ℃，相较于23至24日有所降低，但在副高的持续影响下，仍然积累了相当程度的不稳定能量。此时，西宁站的CAPE值达到421.7 J/kg，低层风向出现了明显的转向，且低层暖平流现象明显，这些都是对流性降水的典型征兆。无论是宏观的水汽分布状况，还是微观的探空图分析，都一致指向青海东部地区在此次降水过程中具备显著的局地水汽丰沛及大气层结不稳定特征，为短时强降水的发生提供了充分的气象条件支持。

4.2水汽条件分析

由于副热带高压显著东撤且位置偏南（接近华南地区），其外围的西南气流对青海地区水汽输送力度相对较弱。然而，600hPa，水汽输送却表现得较为显著（见图5b）。一条是北方输送带，水汽沿着祁连山区的西北气流向东输送，最终注入湟水河谷；另一条则是源于孟加拉湾，水汽主体输送至四川盆地和甘肃南部，之后在偏东风的引导下部分水汽继续向黄南地区输送。总体来说，尽管有多条水汽输送通道，但青海地区的水汽输送整体强度并不足以支撑暴雨级别的降水发生。实际上，此次过程仅出现了零星的、局地性的短时强降水现象。这表明，尽管有水汽输送存在，但由于输送强度不足，未能在更大范围内引发暴雨级别的降水，而是以分散的、局部的强烈降水形式体现出来。

结论

研究结果揭示，本次大雨事件展现出一定极端特性，特别是在青海东部区域，大气结构呈现出显著的不稳定状况。降水初始阶段，高层大气中的短波波动扰动是北部区域的降水主要因素，同时叠加了低层偏东风的汇集效应以及冷空气的渗透作用，这些因素共同激活了大气中潜藏的不稳定能量，导致了对流性强降水的发生。随着降水进程的推进，后期的降水类型转变为由短波扰动与冷空气相互作用产生的稳定性降水形态。而在南部地区，降水的触发机制则归因于高层风向的突变，以及低层东南风风速骤然增强所引起的强烈风向汇聚，进而引发了暖区内部不稳定能量的释放，导致了降水现象。

参考文献

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