关于保山2020年8月18-19日一次强降水天气过程分析

（保山市气象局 678000）

摘要：摘要: 暴雨的发生会给国民经济和人民财产安全带来巨大的损失，因此对暴雨的研究与预报一直受到气象部门的高度重视。充分利用环流形式、热力条件、动力条件、水汽条件、大气稳定度等资料，对保山2020年8月18-19日发生的一次强降水天气过程的成因进行分析。结...

关键词：

降水；天气过程；环流形势

出处：

《探索科学》2026年4期

DOI：
10.13738/j.cnki.acc.qklw60536
专辑：
科学Ⅰ辑;信息科技
专题：
信息、科学;综合科技
分类号：
G90;N92

摘要: 暴雨的发生会给国民经济和人民财产安全带来巨大的损失，因此对暴雨的研究与预报一直受到气象部门的高度重视。充分利用环流形式、热力条件、动力条件、水汽条件、大气稳定度等资料，对保山2020年8月18-19日发生的一次强降水天气过程的成因进行分析。结果表明：保山此次强降水天气过程的主要影响系统是西太平洋副热带高压西伸，脊线北跃以及高原南侧的低压扰动；从热力条件上看，降水开始前保山地区上空处于不稳定状态、不稳定能量的高值区；从水汽条件方面上看，降水发生前，保山地区处于高湿度区，比湿、相对湿度都处于较高水平，并配合偏南气流源源不断的孟加拉湾暖湿气流，在保山地区上空大气层中形成较强的水汽辐合区，维持了此次降水有力的水汽条件；从动力条件方面看，降水发生前保山地区上空大气层一直处于上升运动的高能区，上升运动释放不稳定能量，为降水提供有力的动力条件。

关键词：降水；天气过程；环流形势

引言

暴雨是我国主要灾害性天气之一，给国民经济和人民生命财产安全带来巨大损失，对暴雨的研究与预报一直是云南气象部门的重点任务。近年来对保山地区气候特点和暴雨天气过程的分析研究，提高了对保山暴雨形成原理和物理机制的认识，以及对暴雨天气的预报服务水平[1-16]。保山位于云南省西南部，西北面依东西横亘的青藏高原，东面邻西北—东南走向的云岭和哀牢山，西南面临孟加拉湾，域内东西相间排列着南北走向的澜沧江、怒江和高黎贡山，其间交错分布着河谷、丘陵、山间盆坝等，最高点为高黎贡山大脑子峰海拔3780.9米，最低点万马河口海拔535米。悬殊的地势和复杂的地形，使保山气候分层明显，从河谷到高山分布着三带七种气候类型，形成“一山分四季，十里不同天”的立体气候特点。钟爱华[2]傅新姝[3]袁利平[4]王俊[5]等表示，保山是低纬度、中海拔、距海洋不甚远的内陆区，特殊地理位置形成了保山独有的北亚热带半湿润低纬度山地季风气候。保山汛期主要集中在每年7-8月，西太平洋副热带高压西伸、脊线北跃到30°N或以北时，配合偏南气流输送的丰富水汽，常造成保山出现降水过程甚至出现暴雨天气。本文使用一般天气过程分析方法，利用地面实况和预报资料，对保山2020年8月18-19日一次强降水天气过程进行分析，重点分析了环流背景、动力条件、热力条件、水汽条件的特征，揭示此次强降水天气过程的水汽来源和动力成因，旨在为未来做暴雨天气预报分析提供一些参考。

1.天气实况分析

2020年8月18日至19日，保山境内出现了一次强度大、持续时间较长、累积雨量较多的强降水天气过程。此次过程保山大部分地区出现持续性强降水，36小时累积雨量达到50毫米以上，最大降水落区为腾冲市猴桥镇，36小时累积雨量达到了184.2毫米。本次强降水天气给当地人民群众带来了严重的经济损失，威胁到了人民群众的生命安全，严重影响了人民群众的正常生活。

2.结果分析

2.1环流形势

500hPa高空图上看：2020年8月17日（如图1 a）副高线北抬至30° N地区，我国东部受副高控制，西部高原地区受高压环流控制，西北气流与副高外围的偏南气流、偏西南气流形成的辐合区位于云南省中部，滇西地区受西北气流控制；18日（如图1 b）副高西伸，辐合区进一步西伸至滇西地区，于18日08时移至保山地区，辐合区加强，出现一低压中心，18日23时副高东退，滇西南系统继续维持并略有加强；19日08时（如图1 c），副高略有加强，辐合区西移，移出云南省，孟加拉湾北部有低压环流形成，云南省大部受偏南气流控制；20日孟加拉湾低压减弱，云南省受偏东气流控制。

700hPa高空图上看：2020年8月17日（如图1d）青藏高原东侧—云南省中部有一切变线，保山位于切变线西南侧，受偏西气流控制；18日08时（如图1 e）切变线移至保山北部，18日20时滇缅之间形成一低压，保山受北部切变及低压外围偏西南气流的共同影响；19日（如图1f）孟加拉湾北侧有一低压环流，云南省与老挝之间有一弱低压环流，云南省中部有一弱切变，保山主要受偏东气流影响。

关于保山2020年8月18-19日一次强降水天气过程分析(图1)

图 1 17日到19日500-700hPa环流形势（a、b、c为500hpa，d、e、f为700hpa）

2.2动力条件

垂直速度是天气分析和预报中最常用的物理量之一。肖金香、穆彪、胡飞[7]等人研究表示：垂直运动不仅会引起水汽、热量、动量和涡度等垂直输送，并且与大气的绝热变化和水平辐合辐散运动配合，会引起湿度、温度、涡度的变化，对天气系统的发生、发展有很大的影响。保山位于98°25′E～100°02′E和24°08′N～25°51′N之间，根据2020年8月17日-19日沿25°N纬向垂直速度剖面图来看：17日08时（如图2a）保山地区上空为一致的强上升气流区，数值在-0.2~-0.7pa/s之间，-0.7pa/s的最大上升运动中心处于350-650hPa高度层之间；到18日00时（图2b），保山上空的强上升气流区数值为-0.4~-1.6pa/s，-1.6pa/s的最大上升运动中心处于500-600hPa高度层之间；19日08时（图2c）保山地区上空的上升气流区强度在-0.1~-0.7pa/s之间，19日20时（如图2d）数值为-0.1~-0.3pa/s，强度相较于之前有所减少。

关于保山2020年8月18-19日一次强降水天气过程分析(图2)

图 2纬向垂直速度剖面图（单位：pa/s）

2.3水汽条件

大气中水汽含量与强降水的强度有密切的关系。相对湿度表示当时空气中水汽的饱和程度，比湿能直接反映当时空气中的水汽含量，而水汽通量则能直接表明外部往本地水汽的输送情况[7] 。保山地处低纬高原，为此讨论水汽条件时选取700hPa为对象。

2.3.1相对湿度

通过2020年8月17日-19日保山地区上空700hPa的相对湿度图上看：17日08时（如图3a）整个云南西部都处于相对湿度的大值区，相对湿度>94%，中心极大值=98%；18日08时（如图3b）相对湿度增大，伴随着降水的结束，大气相对湿度也逐渐减弱；19日08时（如图3c）云南西部的相对湿度<74%，中心极小值=68%，水汽条件相较于之前17日08日的相对湿度较差，19日20时（图3d）相对湿度<72%。

关于保山2020年8月18-19日一次强降水天气过程分析(图3)

图 3 700hPa相对湿度图（单位：%）

2.3.2比湿

通过2020年8月17日（图4a）到18日（图4b）700hPa比湿分析图上看：云南西部处于比湿>10g/kg以上的高湿度区，保山处于高湿度中心，比湿>12g/kg，这种高湿状态一直维持到19日（图4 c，4d）以后，比湿才下降到10g/kg以下，水汽条件减弱，降水过程结束。

关于保山2020年8月18-19日一次强降水天气过程分析(图4)

图 4 700hPa比湿分析图（单位：g/kg）

2.3.3水汽通量

通过分析700hPa的水汽通量的时间演变发现：8月16日08时（图5a）到17日08时（图5b）云南西侧—缅甸北部、云南西南侧—缅甸东部与老挝西部交界处、贵州东部与湖南西部交界处分别出现一个大的水汽输送区，强度分别为14x102g﹒cm-2﹒hPa-1﹒s-1、20x102g﹒cm-2﹒hPa-1﹒s-1和18 x102g﹒cm-2﹒hPa-1﹒s-1，云南西部还处于水汽通量的低值区，强度在4-8 x102g﹒cm-2﹒hPa-1﹒s-1之间；根据环流形势走向，18日08时（图5c）南支槽北上，副高西进将会给云南带来充足的水汽条件，保山地区水汽通量强度在6-16 x102g﹒cm-2﹒hPa-1﹒s-1之间，水汽条件较好；19日08时（图5d）副高西推，辐合区也伴随副高西推，水汽通量高强度区西移至缅甸北部，保山地区处于水汽通量的低值区，强度在6-8 x102g﹒cm-2﹒hPa-1﹒s-1，水汽条件较差，此次降水天气过程也随之结束。

关于保山2020年8月18-19日一次强降水天气过程分析(图5)

图 5 700hPa水汽通量（单位：g﹒cm-2﹒hPa-1﹒s-1）

2.3.4水汽通量散度

关于保山2020年8月18-19日一次强降水天气过程分析(图6)

水汽通量散度是指大气运动所引起的水汽集中或分散的程度[9]。钟爱华，陈红玉，黄慧君等[13]研究表明：制作强降水天气预报时不仅要关注是否有较好的水汽输送，也要关注是否有水汽的辐合，特别是低层的水汽通量散度，对降水的影响十分明显。保山地处低纬高原，为此讨论低层水汽通量散度时应选取700hPa为对象，从水汽通量散度场上看：8月16日08时（如图6a）保山地区的水汽通量是辐散的，云南西南部与老挝、缅甸交界处有水汽辐合区，水汽通量散度为-10x102g﹒cm-2﹒hPa-1﹒s-1，贵州东部有水汽辐合区，水汽通量散度为-10x102g﹒cm-2﹒hPa-1﹒s-1~-20x102g﹒cm-2﹒hPa-1﹒s-1，缅甸北部有水汽辐合区，水汽通量散度为-10x102g﹒cm-2﹒hPa-1﹒s-1~-20x102g﹒cm-2﹒hPa-1﹒s-1；随着南支槽北进和副高西推，17日08时（如图6b）云南西南部与老挝、缅甸交界处的水汽辐合区北抬至云南中南部，保山地区处于水汽辐合区，水汽通量散度在0x102g﹒cm-2﹒hPa-1﹒s-1~-25x102g﹒cm-2﹒hPa-1﹒s-1之间，贵州东部的水汽辐合区随着副高西进至贵州西部，水汽通量散度为-40x102g﹒cm-2﹒hPa-1﹒s-1，17日20时保山地区为水汽辐散区，云南东部地区为水汽辐合区；18日08时（图6c）保山地区处于水汽辐合区，水汽通量散度为-30x102g﹒cm-2﹒hPa-1﹒s-1，结合环流形势，18日08时保山地区有一低压系统，水汽通量处于高值区，水汽处于辐合状态，十分有利于降水；19日（图6d）水汽通量散度有所减弱，水汽条件减弱，降水过程结束。

图 6 700hPa水汽通量散度（单位：g﹒cm-2﹒hPa-1﹒s-1）

2.4热力条件

假相当位温是业务中常用的重要物理量，它表征了天气温度、压力、湿度的综合特征量，在同一气压条件下，假相当位温越大空气越暖湿，反之，空气越干冷。分析低纬高原地区700hPa假相当位温的分布与大小是天气预报中的重点。根据沿25°N假相当位温的纬向剖面图来看：8月17日08时（如图7a）保山地区上空假相当位温处于352K以上的高能区，300hPa以上高度场达到了356K，说明在降水发生前保山地区的上空已经具备了充足的热力条件，但是500hPa和700hPa的假相当位温差值不明显；18日08时（如图7b）保山地区上空假相当位温持续处于高能区，近地面达到了352K，500hPa的假相当位温为352K，700hPa假相当位温达到348K，500hPa与700hPa的假相当位温差值达到4K，通过分析不同等压面的假相当位温差值可以得到大气层的不稳定度，不同等压面的假相当位温差值越大，大气层就越不稳定，说明18日08时保山地区上空的大气层处于不稳定状态；随着降水的开始，19日08时假相当位温差值开始减小，到19日20时假相当位温差值转为正值，说明两层间不稳定度减小，大气层趋于稳定，热力条件不充分。同时总温度也能反映大气层的稳定度，总温度越大说明大气层中的总能量越大，越不稳定。分析8月17日到19日保山地区上空大气层的总温度：17日08时至18日20时保山地区上空大气层总温度均高于342K，大气层中总能量很大，到19日20时随着降水的发生，大气层中的总能量开始减弱。

关于保山2020年8月18-19日一次强降水天气过程分析(图7)

图 7 假相当位温的纬向剖面图（单位：K）

2.5稳定度条件

大气层结不稳定是产生强对流天气的重要条件之一，沙氏指数和K指数是日常天气预报业务中判断大气层结稳定度的重要指标[9]。

2.5.1沙氏指数

沙瓦特指数简称沙氏指数，也叫做稳定指数，通常是用来判断大气稳定度的一种判据。钟爱华[2]等表示将850hPa气质点沿干绝热线上升到凝结高度后，再沿湿绝热线上升到500hPa，以500hPa上的环境温度减去该上升点的温度，所得的差数为沙氏指数，沙氏指数＜0℃，表示上升空气质点的温度高于环境温度，大气不稳定，负值越大，不稳定程度也越大；沙氏指数〉0℃，表示上升空气质点的温度低于环境温度，大气稳定，正值越大，稳定程度也越大。8月17日08时（图8a）保山地区上空沙氏指数=0℃，到18日08时（图8b）沙氏指数=-1℃，说明保山地区上空大气层结不稳定，有利于降水的发生；19日08时（图8c）保山地区上空沙氏指数〉0℃，随着降水的发生大气层结趋于稳定。

2.5.2K指数

K指数也可以反映大气的层结稳定情况。钟爱华[2]等指出K指数越大，层结越不稳定，K指数越小，层结越稳定，K<20℃ 无雷雨；20℃<K<25℃ 孤立雷雨；25℃<K<30℃ 零星雷雨；30℃<K<35℃ 成片雷雨。根据2020年8月17日-19日保山地区上空的K指数图分析：17日08时（图8d）保山地区K指数在38℃~40℃之间；18日08时（图8e）保山地区的K指数在39℃~40℃之间，大气层结相对不稳定，为降水提供了有利的能量条件；19日（图8f）随着降水过程的发生，保山地区的K指数也下降到了32℃。

关于保山2020年8月18-19日一次强降水天气过程分析(图8)