2021年7月24～25日乌兰县日降水量超历史极值的降水过程分析

2021年7月24～25日乌兰县日降水量超历史极值的降水过程分析

谢文山

青海省乌兰县气象局817100

摘要：2021年7月24～26日在青海省海西蒙古族藏族自治州乌兰县（以下简称乌兰县）出现了日降水量超历史极值降水天气过程。研究表明：此次降水过程是一次单日降水量超历史极值的强降水，乌兰国家基本气象站的日降水量突破了历史极值，具有降水强度大，持续时间长的特征。EC模式的降水预报在此次过程的起始时间、降水落区等方面最接近实况，在强对流预报中，应注意参考中尺度模式降水预报的指示。

关键词：乌兰县；降水；天气形势

一、天气实况

2021年7月24～25日乌兰县出现了一次中到大雨，部分暴雨的强降雨天气过程。根据自动气象站的观测数据，2021年7月24日20时～25日20时，达暴雨量级的站点为2站、大雨7站、中雨3站，其中乌兰县城降水量为78毫米，突破单日降水量历史极值；此次过程累积总降水量超过50毫米的站点有5站、25～50毫米之间的11站（表1）。

表1：乌兰县各站点24日20时至25日20时降水量统计表（单位：毫米）

二、强降水过程成因分析

1.天气形势分析

分析此次过程的影响系统可见，过程前500hpa持续受大陆高压控制，乌兰地区出现高温天气，22日最高气温达32.0℃，23日最高气温达31.1℃，前期能量积累较多。23 ～24日，台风“烟花”不断向西北方向移动发展，其西侧的东北气流不断向西北方向扩展，水汽输送带也不断向内陆移动，不断地有水汽输送至青海中东部地区，配合西风槽后的偏西气流携带的冷空气，冷暖气流在乌兰地区交汇，为降水的产生提供有利的动力、水汽条件。

24日20时（图1），700hPa在台风“烟花”外围的水汽沿副高外围的偏东风不断输送至四川、甘肃一带，后由偏东风接力北输至青海地区。西风槽后的西北气流不断引导冷空气下滑，东南气流中西宁、兰州、合作温度在18～22℃之间，西北气流中哈密、敦煌、酒泉、张掖一线温度在13～15℃之间。冷暖空气在乌兰地区交汇，加强低层不稳定层结并促进了对流运动发展，有利于强对流降水的发生。

图1   2021年7月24日20时700hpa高空图

地面图上，过程前期蒙古冷高压不断发展加强，冷空气沿高压底部不断向高原扩散，乌兰处于暖低压控制下。于24日11时冷高压开始南压，影响乌兰的冷空气不断加强。于20时高压底部下滑的冷空气在高原形成小高压后向东移动，此时24小时变压在1.7～2.8hPa（图2）。25日11时，冷高压控制青海省大部地区。过程期间24小时变压最大达3.8hPa，24日夜间冷空气主体已控制乌兰。此次过程地面冷空气配合较好。24日夜间，大降水区有风场的辐合维持，加强水汽辐合和上升运动，并触发不稳定能量的释放。同时乌兰处于迎风坡，地形抬升，有利于触发强对流（图2）。

图2  2021年7月24日20时地面填图和地形图

2.云图及闪电特征

红外云图上（图3），24日午后，乌兰县有对流单体发展，开始出现小量级分散性降水；22时左右，乌兰北部有对流单体发展，乌兰出现短时强降水，降水强度为16.4mm/h，云团于23时后减弱并由东南方向移出乌兰境内；25日01时，乌兰西北部有新的对流发展，并不断向乌兰境内移动，乌兰出现新一轮降水，最大降水强度为13.2mm/h，并一直持续至08时开始减弱。

在此次降水过程中，地闪中负地闪占绝对优势，且雨强与负地闪之间有很好的对应关系。乌兰及从24日21时-25日05时，局地有短时强降水，自24日19时-25日03时均有负地闪（图4）。中尺度对流系统的运动和发生区与地闪的运动和密集区对应。说明负地闪可以很好地指示或有助于识别强对流区。

图3  2021年7月24日21时红外云图         图3  2021年7月24日19时至25日

03时闪电图

三、数值预报检验

2021年7月23日20时起报GRAPES、EC、GFS中EC、GFS降水落区与实况较为一致；降水强度EC、GFS对中到大雨的预报与实况接近，三家模式对暴雨均漏报。

2021年7月24日08时起报GRAPES、EC、GFS降水落区与实况较为一致，其中GRAPES、GFS对降水预报相对23日20时起报有所调小，EC报出了暴雨，但是落区偏小，EC降水预报表现优于其他模式。

2021年7月24日20时起报GRAPES、EC、GFS降水落区与实况较为一致，三家模式对乌兰县的降水量级相较与前一日量级均有所调小。EC对乌兰县本次降水的起报时间与降水实况基本一致，降水集中时段与实况也较为一致，但整体量级偏小，对于对流性的短时强降水没有指示。

从形势场来看，EC模式23日20时、24日20时起报的风场上切变线均比实况偏弱；GFS模式23日20时、24日20时起报风场上的切变线也偏弱于实况场，位置也相对偏北。

四、小结

（1）此次降水过程是一次历史罕见的强降水过程，乌兰县国家基本气象站的日降水量突破了历史极值，具有降水强度大，持续时间长的特征。

（2）此次过程前期蓄积能量较多，加之冷空气强度较大，冷暖空气在降水区交汇，加之地形的复合抬升作用，加强了低层不稳定层结并促进了对流的发生发展。

（3）从云图上看，乌兰地区不断有对流云团生成，出现了“列车效应”，中尺度对流系统的运动和发生区与地闪的运动和密集区对应，负地闪可以很好地指示或有助于识别强对流区。

（4）各家数值模式相比较，23日20时起报EC模式在降水落区以及降水强度上表现最优；本次降水过程中，各家模式对于对流性降水预报指示意义差，中尺度模式的指示意义相对较好，在今后强对流预报中，应注意参考中尺度模式降水预报的指示。

参考文献

[1] 曾智琳, 谌芸, 王东海. 2018年8月华南超历史极值降水事件的观测分析与机理研究[J]. 大气科学, 2020, 44(4):21.

[2] 杨若欧, 张永莉, 杨康权. 2020年8月中旬成都强降水过程的天气学分析[J]. 成都信息工程学院学报, 2022(037-003).

作者简介：谢文山（1994.10），男，汉族，青海省互助县人，本科，助理工程师，从事县气象局综合测报岗工作。