Page 266 - 《高原气象》2026年第1期
P. 266

高     原      气     象                                 45 卷
              262
             对总降水量贡献超过 70%。特大暴雨导致部分地                            过程， 对比不同水汽输送通道的特征， 弥补欧拉方
             区出现河水暴涨、 农田积涝、 道路滑坡等灾害， 给                          法的不足（曾钰婷等， 2020）。而拉格朗日方法的轨
             当地造成严重的经济损失， 深入研究此次典型暴雨                            迹 追 踪 模 式 HYSPLIT（Hybrid  Single-Particle  La‐
             的物理机制和成因具有重要意义。                                    grangian Integrated Trajectory）在水汽输送过程的研
                  夏季的暴雨发生发展与维持， 一般都需要充足                         究中应用广泛， 不仅可以识别水汽源区， 还能定量
             的水汽供应。暴雨发生期间， 暴雨区内部呈现高比                            确定不同源区的水汽贡献（孙力等， 2016； 孙建华
             湿状态， 同时存在持续性的外部水汽输送通道（陶                            等， 2016； 刘晶等， 2019； Liu et al， 2023）。
             诗言， 1980）。中国西北地区极端暴雨的发生和夏                              充足的水汽是甘肃“7·22”特大暴雨形成的必
             季风、 北部高压脊的偏东气流、 南海热带低压、 高                          要条件之一， 且以往多数西北地区强降水机理研究
             原短波槽、 副热带高压（以下简称副高）位置及其外                           中， 较少对水汽来源的定量贡献进行探讨。因此，
             围暖湿气流输送等环境条件有关， 暴雨落区和范围                            分析此次暴雨过程的水汽输送特征、 来源及对暴雨
             由水汽输送通道和冷暖气流交会位置决定（黄玉霞                             区的定量贡献将有助于理解西北内陆地区极端暴
             等， 2019； 刘新伟等， 2021）。丁一汇等（2020）发现                  雨的形成机理， 进而把握极端暴雨发生的前兆因子
             东亚夏季风水汽输送的强度、 影响范围和持续性在                           （Huang and Cui， 2015）。本文首先重点分析了此次
             中国北方极端强降水过程中起着关键作用， 暖湿的                            特大暴雨的降水特征和大尺度环流形势， 接着详细
             季风输送带在北方大暴雨或极端强降水中十分必                              分析了暴雨过程的水汽分布及输送特征， 最后基于
             要（Yin et al， 2022）； 而从 2021 年 7 月 17 -22 日河        HYSPLIT 模式最新版本（HYSPLIT v5. 3）对气团进
             南特大暴雨（以下简称“7·21”暴雨）过程来看， 强水                        行后向轨迹追踪， 从而揭示本次暴雨的水汽来源特
             汽输送带可归成三条， 其中两条输送带与台风“烟                            征与源区贡献。
             花”和“查帕卡”有关， 台风“烟花”受副高影响下的                          2  数据来源与方法介绍
             东南气流造成异常强水汽输送带， 此输送带水汽转
             化为降水的效率最高（Nie and Sun， 2022）， 为极端                  2. 1 数据来源
             暴雨发生提供重要条件， 也成为“7·21”暴雨过程的                             本文使用的资料包括： （1）地面自动气象观测
             主 要 影 响 系 统 之 一（张 霞 等 ， 2021； 谢 作 威 等 ，            站小时降水数据， 由甘肃省信息与装备中心的天擎
             2022； 刘静等， 2023）。台风与中纬度系统的相互                       气象大数据云平台提供且经过质控； （2）欧洲中期
             作用复杂多变， 还能通过远距离的水汽输送通道，                            天气预报中心（ECMWF）的最新一代再分析数据
             给北方内陆地区极端暴雨的发生发展提供至关重                              ERA5（European  Centre  for  Medium-Range Weather
             要的加持作用， 此次甘肃“7·22”特大暴雨发生过                          Forecasts Reanalysis v5）， 时间分辨率为 1 h， 水平
             程， 正值 2024 年第 4 号台风“派比安”登陆时期， 其                    空间分辨率为 0. 25°×0. 25°， 垂直分为 37 层（Hers‐
             对暴雨的影响机制也值得探讨。                                     bach et al， 2020）， 用于环流形势分析和相关物理量
                  对水汽来源的准确把握是暴雨过程形成机理                           场诊断； （3）美国国家环境预报中心（National Cen‐
             认识和预报方法研发的关键之一（崔晓鹏和杨玉                              ter  for  Environmental  Prediction）提 供 的 GDAS
             婷， 2022）。当前水汽来源的分析方法主要包括同                         （Global Data Assimilation System）资料， 其时间分
             位素分析法（Ma et al， 2018； Qiu et al， 2021）、 欧拉         辨 率 为 6  h，  水 平 分 辨 率 为 1° ×1° ，  用 于 驱 动
             分析法（丁一汇等， 2020； Munday et al， 2021）及拉              HYSPLIT模型的气象强迫场。
             格朗日分析法（Zhang et al， 2019； 薛一迪和崔晓                       为了统一起见， 本文使用的所有时间为协调世
             鹏， 2020； Zhao et al， 2021； 王美月等， 2022）等。           界时（UTC）； 22 日指 22 日 00:00 至 23 日 00:00， 以
             同位素方法能在一定程度上反映出水汽来源， 但由                            此类推。文中涉及的地图是基于中华人民共和国
             于有效样本获取难度大而应用有限（Gustafsson et                      自然资源部地图技术审查中心标准地图服务系统
             al， 2010）； 欧拉方法分析水汽通量或大气可降水                        下载的审图号为 GS（2019）3333 的甘肃地图制作，
             量， 关注水汽输送的瞬时特征来反映主要水汽通道                            底图无修改。
             （张登旭等， 2024）， 但较难准确识别暴雨过程的主                        2. 2 方法介绍
             要水汽源区和源区贡献（Sun and Wang， 2014）； 拉                      计算整层水汽通量从而在传统欧拉分析中显
             格朗日方法根据风场来计算气团运动轨迹， 追踪水                            示水汽传输特征。因此， 整层水汽通量为（Sun et
             汽的收支与变化， 从而能定量描述复杂的水汽输送                            al， 2011）：
   261   262   263   264   265   266   267   268   269   270   271