舟曲局地暴雨天气过程的卫星云图分析
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摘要 结合暴雨过程中降水资料以及综合观测资料，对2017年7月27日发生在舟曲县的一次暴雨天气过程进行卫星云图分析。结果表明，500 hPa高原切变、700 hPa低涡切变、地面冷锋共同触发了此次暴雨过程，上干下湿、上冷下暖的对流性不稳定层结使强对流发生发展成为可能;在红外云图上，对流云系发展区为两高之间的切变区;红外云图能反映强对流发生的区域、可见光云图可以看出对流云团的结构变化以及环境场特征、水汽图可以看出上升运动的强弱。
关键词 局地暴雨;卫星云图;形势场;甘肃舟曲
中图分类号 P458.1+21.1 文献标识码 A
文章编号 1007-5739（2020）14-0190-02
舟曲县地处南秦岭山区，岷山山系贯穿全境，海拔1 173～4 504 m，地势西北高、东南低，地形复杂，沟壑纵横，高差悬殊，局地暴雨频繁，滑坡、泥石流等地质灾害十分严重。
针对舟曲暴雨天气过程，许多气象工作者从不同角度进行了广泛的研究[1-5]。李安泰等[1]对2010年舟曲“8·8”特大泥石流暴雨天气进行了数值模拟试验;曲晓波等[2]分析了2010年8月8日舟曲县的特大山洪泥石流灾害的气象成因。同时，很多学者对暴雨过程的云图特征进行了分析[6-10]，加强了对云图的正确分析及利用。王立琨等[6]利用GMS卫星的逐时红外云图做成了日、候、旬、月和季平均云图，在此基础上对1998年夏季长江中、上游洪水期间暴雨的云图特征进行了分析;王 波等[7]利用卫星云图分析强对流云团形成的暴雨天气和强对流天气。本文结合降水资料以及综合观测资料，对2017年7月27日发生在舟曲县的一次暴雨天气过程进行卫星云图分析，加强对云图的正确分析及利用，以便及时准确地做好气象服务工作。
1 降水实况
2017年7月27日16：00至28日5：00，舟曲局地出现强降水，其中有10个区域站降水量达到暴雨。此次降水过程中，最大降水量出现在拉尕山，降水量为89.1 mm;同时，拉尕山在27日17：00—18：00出现最大小时雨强56.2 mm。此次过程主要降水时段集中、雨强大。
2 形势分析
2.1 高空形势
27日8：00 500 hPa上（图1），副高西伸至东经100°，舟曲处于副高西北侧。青藏高原至河套地区为一致的西南风，有明显的西南气流水汽输送，为暴雨的发生提供了充足的水汽来源。青海东部有高原切变，舟曲处于高原切变东南侧，具有系统性的抬升条件。青海中部到甘肃中部有明显的冷平流，中高层的冷平流加剧了大气的不稳定性。
700 hPa上，从新疆至内蒙古西部为高压区，长江流域至云贵地区是另一高压区，在宁夏附近为一低涡区，甘肃南部地区处于低涡中心引出的切变线上，舟曲一带低层有产生辐合上升运动的趋势。在2个高压之间，从四川盆地到华北地区，西南气流输送明显，水汽输送条件良好。
2.2 地面形势
7月27日17：00地面上，甘肃中部是一高压中心，四川盆地是一低压中心。在高压前部，可以分析出一个冷锋。14：00舟曲3 h变压为-2.0 hPa，而20：00舟曲3 h变压为+4.8 hPa，说明在这期间锋面从舟曲过境，此期间舟曲产生了对流性短时强降水。锋面影响时段，降水最为明显，因而认为冷锋对强降水形成及降水强度有非常关键的影响。
3 红外云图
7月27日15：00开始，在四川北部有2个对流云团开始发展，云顶亮温分别为220 K和234 K。15：30时2块对流云团开始合并，云顶亮温最低为213 K。16：00时2块对流云团基本合并为一块，面积约1.7万km2，云顶亮温为209 K，开始从四川移入甘肃。16：30已合并的云系基本移到舟曲上空，云顶亮温204 K，此时舟曲开始出现降水，随后云系继续合并并加强。造成舟曲降水的对流云在17：30发展最为旺盛，云顶亮温可达202 K。
由图2（a）可知，17：00有2块比较强的对流云系，分别位于甘青川的交界地带和陕西北部，结合17：00地面分析，可以发现2块对流云系都位于锋面附近。于是认为，锋面对对流的发展有重要的作用，一方面触发对流，另一方面使其附近低层大气获得系统性动力抬升。
由图2（b）可知，500 hPa上588 dagpm线的西北外围区域为对流云生成与发展的区域，而沿着588 dagpm线边缘，对流云发展最为旺盛，云顶亮温最低，冷云盖面积最大。对流云发展的区域，也基本对应700 hPa上312 dagpm线外围的区域，大致为青藏高原南部、甘肃和陕西南部以及华北地区，根据之前的分析，这些区域处于2个高压之间的切边区，一方面容易产生辐合上升运动，另一方面高压区之间引导西南气流输送水汽也充足，因而造成这些區域对流发展最为活跃。
4 可见光云图
7月27日15：00，四川盆地有圆形的对流云团产生，云顶反照率达71%，反照率相当大，说明云层非常深厚，属于积雨云，对流相当旺盛。随后团状积雨云团向甘肃南部移动，移动过程中云团受外界环境的影响，边缘出现模糊。随着云团移动，17：00舟曲等地开始受其影响，该云团头部较光滑，尾部呈羽状，说明此时环境风场为东北风，这与高空南亚高压的反气旋环流一致，云顶反照率为50%，较15：00有所下降，这可能是太阳光线减弱的原因[11]。17：30和18：00这2个时刻，团状对流云团稳定维持在舟曲上空，由于太阳光线继续减弱，反照率分别变化为41%和36%，但是从其轮廓和与周围云系的亮度对比仍然可以看出，该对流云团发展仍比较旺盛（图3）。 5 水汽图
水汽图能够反映对流层中上层的水汽状况。从图4可以看到，15：00青海南部到四川北部，颜色较为白亮，说明对流层上层水汽变多，上升运动比较强。甘肃南部地区还比较灰暗，上升运动不是很强。但是从16：00开始，舟曲附近表现得白亮，说明这时舟曲上升运动已经比较强。17：00较16：00更为白亮，上升运动进一步增强，云顶亮温为206 K，此时强降水过程开始。18：00与17：00，舟曲附近水汽图像色调变化不大。20：00之后色调开始变暗，能明显看出上升运动已减弱（图4）。
6 结论
通过天气形势、探空诊断及卫星云图对2017年7月27日出现在舟曲的一次局地暴雨过程进行了综合分析，得出以下结论：
（1）500 hPa高原切变、700 hPa低涡切变、地面冷锋为降水提供了系统性动力抬升条件，西南气流输送为暴雨提供了水汽来源，地面冷锋触发了对流，上干下湿、上冷下暖的对流性不稳定层结使强对流发生发展成为可能。
（2）由红外云图可知，对流云系发展区为两高之间的切变区，与588 dagpm线、312 dagpm线有很好的对应关系。
（3）红外云图能反映强对流发生的区域，从可见光云图可以看出对流云团的结构变化以及环境场特征，从水汽云图可以看出上升运动的强弱，几种云图对强对流天气都有很好的监视效果。
7 参考文献
[1] 李安泰，何宏让.WRF模式中不同云微物理参数化方案对舟曲“8.8”暴雨过程模拟的影响[C]//中国气象学会.第28届中国气象学会年会：S3天气预报灾害天气研究与预报.北京：中国气象学会，2011.
[2] 曲晓波，张涛，刘鑫华，等.舟曲“8·8”特大山洪泥石流灾害气象成因分析[J].气象，2010，36（10）：102-105.
[3] 狄潇泓，吉惠敏，肖玮，等.“8·8”舟曲特大泥石流天气背景分析[J].安徽农业科学，2013，41（12）：5448-5452.
[4] 钤伟妙.引发舟曲特大泥石流灾害强降雨过程成因分析[C]//中国气象学会.第28届中国气象学会年会：S3天气预报灾害天气研究与预报.中国气象学会：中国气象学会，2011.
[5] 赵玉春，崔春光.2010年8月8日舟曲特大泥石流暴雨天气过程成因分析[J].暴雨灾害，2010，29（3）：289-295.
[6] 王立琨，陶祖鈺，杨阳，等.1998年长江洪水大暴雨的卫星云图分析[J].北京大学学报（自然科学版），2000（1）：87-94.
[7] 王波，赫崇伟，朱淑珍.通过卫星云图分析强对流天气和暴雨天气[J].黑龙江气象，2003（2）：31.
[8] 范玉华，宁波涛.一次大范围暴雨天气过程的卫星云图分析[J].黑龙江气象，1995（1）：1-3.
[9] 蒋尚城，林楠.85年9号台风与辽宁特大暴雨的卫星云图分析[J].北京大学学报（自然科学版），1988（3）：351-362.
[10] 张永芹.一次暴雨过程的雷达回波和卫星云图分析[C]//中国气象学会.创新驱动发展 提高气象灾害防御能力：S1第五届气象综合探测技术研讨会.北京：中国气象学会，2013.
[11] 王金辉.2008年秋季克州地区一次大到暴雨天气过程诊断分析[J].安徽农业科学，2010，38（3）：1351-1353.
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