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摘要
利用500 hPa高度场、风场、200 hPa高空急流、500 hPa水汽通量散度场、卫星云图和地面观测资料，对 2014年2月上中旬西藏日喀则地区聂拉木出现强降水天气中水汽输送特征进行了分析。结果表明，高原上冬季强降水与水汽来源和水汽输送路径有直接影响;高空急流轴的方向和位置可以判断主要水汽的来源和输送方向，14～16日强降水的主要水汽来源是高原南部70°～90°E，30°N以南的风场上一致的西南风与聂拉木10 mm以上的降水有很好的对应关系。
关键词 局地强降水;水汽输送;降雪天气;聂拉木
中图分類号 S161.6 文献标识码 A 文章编号 0517-6611（2014）32-11420-06
作者简介
次旦巴桑（1979-），女，西藏拉萨人，工程师，从事中短期天气预报研究。
收稿日期 20141008
雨雪天气的发生与水汽条件密切相关， 特别是冬季，高原上降水天气过程中水汽条件具有重要作用。过去有关于西藏西南部暴风雪天气过程的环流形势场的研究，在定性预报上总结出了一些指标或经验，但在具体定量预报上遇到了很大的困难。笔者对2014年2月上中旬中的6 d（5、7、11、14、15、16日）通过水汽输送特征分析来试图揭示高原上冬季
局
地强降水天气过程中的水汽输送特征和降水强度的相关性。
1 降水实况
2014年2月，西藏北部和南部出现了小到中雨雪，西南部局地出现了暴雪（表1），其中日喀则地区聂拉木降雪最为明显，前3 d为中到大雪，后3 d为暴雪，最大积雪达21 cm。
表1 2014年2月份西藏南部和东部个别地方24 h降水量
mm
时间狮泉河普兰班戈索县类乌齐察隅聂拉木帕里错那
5日/0////3.4//
7日//////3.4//
11日/////0.25.900.7
14日3.04.20.52.5/3.311.8/1.4
15日1.61.50.3//6.913.105.5
16日//5.5//11.314.43.15.1
17日///02.54.60.3/1.3
2 500 hPa形势场分析
2.1 2月500 hPa环流背景分析
中高纬为一槽一脊型。乌山到咸里海长波脊明显，乌山以东宽广的低压槽，高原西部75°E附近短波槽，此槽受其北部低槽转竖分裂和脊前西
北气流影响，不断有冷空气补充，同时，印度半岛和孟湾上有强劲的西南气流维持，使得高原西部短波槽加深加强，移速缓慢，高原大部受西南气流控制，此环流形势有利于南方暖湿水汽与北部的强冷空气在西藏西部相遇而出现强降水天气（图1）。
图1 2014年2月500 hPa高空环流平均场
2.2 500 hPa特征线分析
结合表1中选取的6 d，对500 hPa特征线（584、580、564和560 dagpm线）进行分析发现（图2），560 dagpm线在70°～80°E上有明显的槽;西太平洋副热带高压较强。5日564 dagpm线槽已移至高原，14日在73°E附近，15～16日在75°～80°E;5～11日，560 dagpm线和564 dagpm线在50°～60°E处环流平直，纬向环流为主;14～16日，560 dagpm线和564 dagpm线50°～60°E处经向大，有高压脊控制;14日580 dagpm线副高脊点在21°N、95°E处，比11日19°N、102°E偏西偏北;14、15和16日584 dagpm线上看西太平洋副热带高压脊点处于18°N、100°E，其他时段相对偏东偏南。
图2 2014年2月5～16日500 hPa特征线560、580 dagpm线（a）和564、584 dagpm线（b）分布
3 水汽来源和输送分析
3.1 500 hPa风场和水汽通量场
分析500 hPa水汽通量场和风场可以发现， 因500 hPa风场上的风向和风速的不同，聂拉木的降水强度有明显的不同，特别是70°～90°E区间，500 hPa风场上30°N以南一致的西南风与聂拉木10 mm以上的降水有较好的对应关系（图3d～f）。水汽通量场可以判断主要水汽的来源，5～11日和13～16日过程中主要水汽来源不同，造成的降水强度不一样，前3 d水汽通量场上南部有弱的水汽，但已经偏东（图3a～c）;而后3 d孟湾和印度半岛有明显的水汽，且沿南风分量直接向高原南部伸展，说明南部水汽是后期高原降水的主要水汽来源（图3d～f）。
3.2 200 hPa高空急流轴
高空急流轴经过高原，但14～
注：a.5日20：00;b.7日20：00;c.11日20：00;d.14日20：00;e.15日20：00;f.16日20：00。
图3 2014年2月5～16日500 hPa风场和水汽通量场
16日急流轴在高原上有明显的曲率，说明高原西部槽是深厚系统，聂拉木上空为西南急流，因此强降水期间高原上可以得到更充足的南部水汽（图4）。
3.3 热力条件和动力条件分析
3.3.1
相对湿度垂直变化。冬季高原降水与水汽来源有非常密切的关系[1-2]，从500 hPa高湿区和高空急流图可以看出，14～16日受南部暖湿气流影响，为出现更明显的降水天气提供了充足的水汽。500～200 hPa相对湿度沿85°E做垂直剖面图可以发现（图5），高湿区中心点不在聂拉木（85.58°E、28.11°N）上空，5～11日30°N以南相对湿度≤10%，而14日以后30°N以南相对湿度明显增大，处于60%～80%，说明南部水汽条件明显好转，且聂拉木（85.58°E、28.11°N）上空大气变为上干冷下暖湿，呈不稳定层结状态。同时更暖的暖湿气流源源不断北上，造成高原上大气的更不稳定，使其具备动力条件。 3.3.2
500 hPa水汽通量散度。5、7、11日500 hPa主要的水汽辐合区在高原北部，中心强度达-3.0 g/（cm2· hPa·s），位置东移，14～16日连续3 d南部印度半岛上水汽辐合区明显加强，中心强度为-1.5～3.0 g/（cm2· hPa·s）（图6）。特别是15日南部水汽辐合中心区域在20°N、80°～85°E区域（图6e），与日常经验总结的南部关键区域位置基本一致。
注：a.5日20：00;b.7日20：00;c.11日20：00;d.14日20：00;e.15日20：00;f.16日20：00。
图4 2014年2月5～16日200 hPa高空急流
注：a.5日20：00;b.7日20：00;c.11日20：00;d.14日20：00;e.15日20：00;f.16日20：00。
图5 2014年2月5～16日相对湿度沿85°E垂直剖面
安徽农业科学 2014年
3.3.3
涡度沿85°E垂直变化。分析涡度沿85°E的垂直剖面（图7）发现，高层辐散有利于大气的上升运动，高原北部35°N附近有明显的辐合区，辐合中心在300 hPa附近，中心强度达7×10-5 s-1，5日和7日高层400 hPa以上的辐合，11、13、14、16日辐合中心仍在300 hPa附近，500 hPa以上为辐合，高原南部25°N附近300 hPa以上有明显的辐散区，中心强度达11×10-5 s-1。
3.3.4
垂直速度剖面。
从垂直速度剖面图（图8）上看，聂拉木上空总体上处于上升区，前3 d和后3 d不同点主要表现在前3 d聂拉木的北部有上升气流，南部有下沉气流，而后3 d南北部同时有上升区和下沉区，特别是南部15°～20°E处出现了明显的上升区，有利于南部水汽的输送。
注：a.5日20：00;b.7日20：00;c.11日20：00;d.14日20：00;e.15日20：00;f.16日20：00。
图6 2014年2月5～16日500 hPa水汽通量散度
注：a.5日08：00;b.7日08：00;c.11日08：00;d.14日08：00;e.15日08：00;f.16日08：00。
图7 2014年2月5～16日涡度沿85°E的垂直剖面
4 云图分析
在无云或少云区TBB是地表黑体辐射亮温， 其值较高; 云区中TBB则是云顶辐射亮温， 其值较低， 尤其在热带地区更是如此。因此， 可以根据TBB资料的这些特征， 分析天气系统的生消演变、强度、移动以及相应的天气现象， 同时还可以推断大气中的水汽含量和分布[3]。
红外云图上发现（图9），前3 d北部云系较强，但南部无云，而后3 d南部印度半岛上云系明显变活跃;从黑体亮温的变化来看，黑体亮温值>280 K区域大部位于孟湾和印度半岛，一方面，TBB越低表明云顶越高，可能伴有对流云活动。另一方面， 大气中的水汽含量和云的关系虽然较为复杂， 但在通常情况下云区中大气的水汽含量应当高于晴空区， 且TBB值越低，大气中的水汽含量越充沛。因此，可以用TBB揭示云区反映大气中的水汽分布和含量。5日，高原西北部TBB值为240 K，南部大部TBB达300 K，7、11、14日北部240 K区没有加强或南压，反而南部300 K区有所北抬与晴空区对应，到15日黑体亮温场出现明显的变化，阿拉伯海东北部和印度半岛西北部黑体亮温下降至260 K，16日西藏大部黑体亮温在240～260 K（图9f），与云区对应（图9），如果只看红外云图很容易出现北部系统强于南部的错误判断，而黑体亮温场上显示南北都是240 K，直观的表现形式有利于揭示大气中水汽含量的变化。南部水汽是此次暴雪天气过程的关键因子，水汽的主要来源是阿拉伯海和印度半岛东北部。
注：a.5日08：00;b.7日08：00;c.11日08：00;d.14日08：00;e.15日08：00;f.16日08：00。
图8 2014年2月5～16日垂直速度剖面
注：a.5日14：00;b.7日14：00;c.11日14：00;d.14日14：00;e.15日14：00;f.16日14：00。粗线为280 K。
图9 2014年2月5～16日红外云图和黑体亮温分析
5 地面三线图
由图10可见，降水开始前气压小幅上升，露點温度明显上升，一旦开始出现降水，气压明显下降，露点温度持续上升，逐渐接近温度曲线。气压在整个降水过程中总体趋势为下降，但日变化显著;出现连续性降水，温度和露点温度非常接近，日变化明显变小。
6 结论与讨论
（1）分析500 hPa水汽通量场发现，印度半岛70°～90°E水汽条件较好的情况下，风场上30°N以南一致的西南风配合时聂拉木降水较强。
（2）冬季高原南部黑体亮温值<260 K所对应的云团才有可能含有比较丰富的水汽。
（3）冬季强劲的暖湿气流的向北输送，造成高原南边大气上干下湿的不稳定层结，使其具备动力条件。
（4）冬季高原上地面气压总体趋势为下降，同时露点温度持续上升时，对短时定点强降水预报有参考价值。
（5）2014年2月14～16日强降水的主要水汽来源是高原南部70°～90°E、阿拉伯海和印度半岛北部。
图10 2014年2月5日～16日后期暴雪过程中聂拉木地面要素的变化
参考文献
[1]
王凌，高歌，张强，等.2008年1月我国大范围低温雨雪冰冻灾害的气候特征及成因分析I.气候特征与影响评估[J].气象，2008，34（4）：95-100.
[2] 孙安健，刘小宁.华南春季低温冷害气候特征研究[C]//中国气候灾害的分布和变化.北京：气象出版社，1996：132-139.
[3] 江吉喜，范梅珠.青藏高原夏季TBB场与水汽分布关系的初步研究[J].高原气象，2002（1）：20-24.
利用500 hPa高度场、风场、200 hPa高空急流、500 hPa水汽通量散度场、卫星云图和地面观测资料，对 2014年2月上中旬西藏日喀则地区聂拉木出现强降水天气中水汽输送特征进行了分析。结果表明，高原上冬季强降水与水汽来源和水汽输送路径有直接影响;高空急流轴的方向和位置可以判断主要水汽的来源和输送方向，14～16日强降水的主要水汽来源是高原南部70°～90°E，30°N以南的风场上一致的西南风与聂拉木10 mm以上的降水有很好的对应关系。
关键词 局地强降水;水汽输送;降雪天气;聂拉木
中图分類号 S161.6 文献标识码 A 文章编号 0517-6611（2014）32-11420-06
作者简介
次旦巴桑（1979-），女，西藏拉萨人，工程师，从事中短期天气预报研究。
收稿日期 20141008
雨雪天气的发生与水汽条件密切相关， 特别是冬季，高原上降水天气过程中水汽条件具有重要作用。过去有关于西藏西南部暴风雪天气过程的环流形势场的研究，在定性预报上总结出了一些指标或经验，但在具体定量预报上遇到了很大的困难。笔者对2014年2月上中旬中的6 d（5、7、11、14、15、16日）通过水汽输送特征分析来试图揭示高原上冬季
局
地强降水天气过程中的水汽输送特征和降水强度的相关性。
1 降水实况
2014年2月，西藏北部和南部出现了小到中雨雪，西南部局地出现了暴雪（表1），其中日喀则地区聂拉木降雪最为明显，前3 d为中到大雪，后3 d为暴雪，最大积雪达21 cm。
表1 2014年2月份西藏南部和东部个别地方24 h降水量
mm
时间狮泉河普兰班戈索县类乌齐察隅聂拉木帕里错那
5日/0////3.4//
7日//////3.4//
11日/////0.25.900.7
14日3.04.20.52.5/3.311.8/1.4
15日1.61.50.3//6.913.105.5
16日//5.5//11.314.43.15.1
17日///02.54.60.3/1.3
2 500 hPa形势场分析
2.1 2月500 hPa环流背景分析
中高纬为一槽一脊型。乌山到咸里海长波脊明显，乌山以东宽广的低压槽，高原西部75°E附近短波槽，此槽受其北部低槽转竖分裂和脊前西
北气流影响，不断有冷空气补充，同时，印度半岛和孟湾上有强劲的西南气流维持，使得高原西部短波槽加深加强，移速缓慢，高原大部受西南气流控制，此环流形势有利于南方暖湿水汽与北部的强冷空气在西藏西部相遇而出现强降水天气（图1）。
图1 2014年2月500 hPa高空环流平均场
2.2 500 hPa特征线分析
结合表1中选取的6 d，对500 hPa特征线（584、580、564和560 dagpm线）进行分析发现（图2），560 dagpm线在70°～80°E上有明显的槽;西太平洋副热带高压较强。5日564 dagpm线槽已移至高原，14日在73°E附近，15～16日在75°～80°E;5～11日，560 dagpm线和564 dagpm线在50°～60°E处环流平直，纬向环流为主;14～16日，560 dagpm线和564 dagpm线50°～60°E处经向大，有高压脊控制;14日580 dagpm线副高脊点在21°N、95°E处，比11日19°N、102°E偏西偏北;14、15和16日584 dagpm线上看西太平洋副热带高压脊点处于18°N、100°E，其他时段相对偏东偏南。
图2 2014年2月5～16日500 hPa特征线560、580 dagpm线（a）和564、584 dagpm线（b）分布
3 水汽来源和输送分析
3.1 500 hPa风场和水汽通量场
分析500 hPa水汽通量场和风场可以发现， 因500 hPa风场上的风向和风速的不同，聂拉木的降水强度有明显的不同，特别是70°～90°E区间，500 hPa风场上30°N以南一致的西南风与聂拉木10 mm以上的降水有较好的对应关系（图3d～f）。水汽通量场可以判断主要水汽的来源，5～11日和13～16日过程中主要水汽来源不同，造成的降水强度不一样，前3 d水汽通量场上南部有弱的水汽，但已经偏东（图3a～c）;而后3 d孟湾和印度半岛有明显的水汽，且沿南风分量直接向高原南部伸展，说明南部水汽是后期高原降水的主要水汽来源（图3d～f）。
3.2 200 hPa高空急流轴
高空急流轴经过高原，但14～
注：a.5日20：00;b.7日20：00;c.11日20：00;d.14日20：00;e.15日20：00;f.16日20：00。
图3 2014年2月5～16日500 hPa风场和水汽通量场
16日急流轴在高原上有明显的曲率，说明高原西部槽是深厚系统，聂拉木上空为西南急流，因此强降水期间高原上可以得到更充足的南部水汽（图4）。
3.3 热力条件和动力条件分析
3.3.1
相对湿度垂直变化。冬季高原降水与水汽来源有非常密切的关系[1-2]，从500 hPa高湿区和高空急流图可以看出，14～16日受南部暖湿气流影响，为出现更明显的降水天气提供了充足的水汽。500～200 hPa相对湿度沿85°E做垂直剖面图可以发现（图5），高湿区中心点不在聂拉木（85.58°E、28.11°N）上空，5～11日30°N以南相对湿度≤10%，而14日以后30°N以南相对湿度明显增大，处于60%～80%，说明南部水汽条件明显好转，且聂拉木（85.58°E、28.11°N）上空大气变为上干冷下暖湿，呈不稳定层结状态。同时更暖的暖湿气流源源不断北上，造成高原上大气的更不稳定，使其具备动力条件。 3.3.2
500 hPa水汽通量散度。5、7、11日500 hPa主要的水汽辐合区在高原北部，中心强度达-3.0 g/（cm2· hPa·s），位置东移，14～16日连续3 d南部印度半岛上水汽辐合区明显加强，中心强度为-1.5～3.0 g/（cm2· hPa·s）（图6）。特别是15日南部水汽辐合中心区域在20°N、80°～85°E区域（图6e），与日常经验总结的南部关键区域位置基本一致。
注：a.5日20：00;b.7日20：00;c.11日20：00;d.14日20：00;e.15日20：00;f.16日20：00。
图4 2014年2月5～16日200 hPa高空急流
注：a.5日20：00;b.7日20：00;c.11日20：00;d.14日20：00;e.15日20：00;f.16日20：00。
图5 2014年2月5～16日相对湿度沿85°E垂直剖面
安徽农业科学 2014年
3.3.3
涡度沿85°E垂直变化。分析涡度沿85°E的垂直剖面（图7）发现，高层辐散有利于大气的上升运动，高原北部35°N附近有明显的辐合区，辐合中心在300 hPa附近，中心强度达7×10-5 s-1，5日和7日高层400 hPa以上的辐合，11、13、14、16日辐合中心仍在300 hPa附近，500 hPa以上为辐合，高原南部25°N附近300 hPa以上有明显的辐散区，中心强度达11×10-5 s-1。
3.3.4
垂直速度剖面。
从垂直速度剖面图（图8）上看，聂拉木上空总体上处于上升区，前3 d和后3 d不同点主要表现在前3 d聂拉木的北部有上升气流，南部有下沉气流，而后3 d南北部同时有上升区和下沉区，特别是南部15°～20°E处出现了明显的上升区，有利于南部水汽的输送。
注：a.5日20：00;b.7日20：00;c.11日20：00;d.14日20：00;e.15日20：00;f.16日20：00。
图6 2014年2月5～16日500 hPa水汽通量散度
注：a.5日08：00;b.7日08：00;c.11日08：00;d.14日08：00;e.15日08：00;f.16日08：00。
图7 2014年2月5～16日涡度沿85°E的垂直剖面
4 云图分析
在无云或少云区TBB是地表黑体辐射亮温， 其值较高; 云区中TBB则是云顶辐射亮温， 其值较低， 尤其在热带地区更是如此。因此， 可以根据TBB资料的这些特征， 分析天气系统的生消演变、强度、移动以及相应的天气现象， 同时还可以推断大气中的水汽含量和分布[3]。
红外云图上发现（图9），前3 d北部云系较强，但南部无云，而后3 d南部印度半岛上云系明显变活跃;从黑体亮温的变化来看，黑体亮温值>280 K区域大部位于孟湾和印度半岛，一方面，TBB越低表明云顶越高，可能伴有对流云活动。另一方面， 大气中的水汽含量和云的关系虽然较为复杂， 但在通常情况下云区中大气的水汽含量应当高于晴空区， 且TBB值越低，大气中的水汽含量越充沛。因此，可以用TBB揭示云区反映大气中的水汽分布和含量。5日，高原西北部TBB值为240 K，南部大部TBB达300 K，7、11、14日北部240 K区没有加强或南压，反而南部300 K区有所北抬与晴空区对应，到15日黑体亮温场出现明显的变化，阿拉伯海东北部和印度半岛西北部黑体亮温下降至260 K，16日西藏大部黑体亮温在240～260 K（图9f），与云区对应（图9），如果只看红外云图很容易出现北部系统强于南部的错误判断，而黑体亮温场上显示南北都是240 K，直观的表现形式有利于揭示大气中水汽含量的变化。南部水汽是此次暴雪天气过程的关键因子，水汽的主要来源是阿拉伯海和印度半岛东北部。
注：a.5日08：00;b.7日08：00;c.11日08：00;d.14日08：00;e.15日08：00;f.16日08：00。
图8 2014年2月5～16日垂直速度剖面
注：a.5日14：00;b.7日14：00;c.11日14：00;d.14日14：00;e.15日14：00;f.16日14：00。粗线为280 K。
图9 2014年2月5～16日红外云图和黑体亮温分析
5 地面三线图
由图10可见，降水开始前气压小幅上升，露點温度明显上升，一旦开始出现降水，气压明显下降，露点温度持续上升，逐渐接近温度曲线。气压在整个降水过程中总体趋势为下降，但日变化显著;出现连续性降水，温度和露点温度非常接近，日变化明显变小。
6 结论与讨论
（1）分析500 hPa水汽通量场发现，印度半岛70°～90°E水汽条件较好的情况下，风场上30°N以南一致的西南风配合时聂拉木降水较强。
（2）冬季高原南部黑体亮温值<260 K所对应的云团才有可能含有比较丰富的水汽。
（3）冬季强劲的暖湿气流的向北输送，造成高原南边大气上干下湿的不稳定层结，使其具备动力条件。
（4）冬季高原上地面气压总体趋势为下降，同时露点温度持续上升时，对短时定点强降水预报有参考价值。
（5）2014年2月14～16日强降水的主要水汽来源是高原南部70°～90°E、阿拉伯海和印度半岛北部。
图10 2014年2月5日～16日后期暴雪过程中聂拉木地面要素的变化
参考文献
[1]
王凌，高歌，张强，等.2008年1月我国大范围低温雨雪冰冻灾害的气候特征及成因分析I.气候特征与影响评估[J].气象，2008，34（4）：95-100.
[2] 孙安健，刘小宁.华南春季低温冷害气候特征研究[C]//中国气候灾害的分布和变化.北京：气象出版社，1996：132-139.
[3] 江吉喜，范梅珠.青藏高原夏季TBB场与水汽分布关系的初步研究[J].高原气象，2002（1）：20-24.