祁連山地形對周邊地區(qū)降水的影響

1、祁連山地形對周邊地區(qū)降水的影響祁連山是我國第二級階梯和第三級階梯的分界線也是甘肅省和青海省的分 界線。其地形作用對降水天氣過程應(yīng)該會有相當大的影響。本文利用WRFV3.6尺度數(shù)值模式，對2003年7月2427日發(fā)生在祁連山地區(qū)的大型降雨過程進行 了數(shù)值模擬的控制實驗。本文從環(huán)流背景、 中小尺度天氣系統(tǒng)、動力機制以及地 形特征、等方面進行了對比分析，結(jié)果表明：低空急流及相對穩(wěn)定的環(huán)流形勢、 “東高西低”切變輻合是沿祁連山區(qū)域性強降水產(chǎn)生的關(guān)鍵，加之特殊的地形地 貌為增加祁連山區(qū)降水量提供了有利條件。 祁連山地形對與降水過程中幾個關(guān)鍵 的天氣要素都有重要的影響，例如：在祁連山地形對附近繞流氣旋的產(chǎn)

2、生、垂直 運動、散度場、水汽通量散度都有促進、加強作用，對此次降水的產(chǎn)生以及降水 的分布都起了相當重要的作用，對區(qū)域性的降水變化影響明顯；由此表明，就該地區(qū)某些強降水天氣過程而言， 祁連山的存在，能夠切斷了水汽進一步向西 輸送，是大量水汽在祁連山地區(qū)下落成為降水，加強其周邊地區(qū)的降水，使祁連山地區(qū)成為西北少數(shù)降水豐富地。而且由于地形的阻隔還造成了造成新疆地區(qū)的 降水量稀少、沙漠化嚴重等現(xiàn)象。引言祁連山是亞洲中部高大的山系之一，呈西北東南走向，介于甘肅、青海之 問、北部以河西走廊為界，南鄰柴達木盆地，西與阿爾金山相連，東延到黃河以 西。青藏高原東北邊緣的一個巨大山系，由一系列北西走向的高山和谷地

3、組成。 山體的高度一般在40005000m最高峰一團結(jié)峰位于山系的中心疏勒南山，海 拔5826.8m。祁連山北緣以20003000m勺巨大高差過渡到河西走廊；南側(cè)柴達 木盆地是青藏高原內(nèi)部的一個大型的山間盆地，低于祁連山10002000m海拔4000nmz上的山體占全山區(qū)面積的 30%左右。祁連山整個山系成一不規(guī)則的菱形 地塊，短軸靠近西段，大致在97 0 E左右。在大地構(gòu)造上，祁連山褶皺帶西與阿 爾金山塊斷帶相接，東止于六盤山，全長超過1000km。但在地貌上一般把其東端定在烏稍嶺-哈拉古山附近（103 E）,自當金山口至民和長約810km。97 E 以西，山體寬展，酒泉至德令哈寬約 280

4、km,向東逐漸縮窄，東段從古浪至貴德寬 160kmfc 右1-2圖1研究區(qū)位置圖Figurel Location of the study area平均海拔40004500 m ,許多地方終年積雪，發(fā)育著現(xiàn)代冰川，是我國現(xiàn)代 冰川研究的發(fā)祥地冏，其在我國冰川研究中的地位堪比阿爾卑斯山在世界冰川研 究中的地位。祁連山被譽為“冰源水庫”，在祁連山上分布著3000多條冰川，是我國西北干旱區(qū)重要的水源涵養(yǎng)地之一。河西走廊的石羊河流域、黑河流域、 疏勒河流域等26條較大7流與80多條較小的支流皆發(fā)源于此，每年還為黃河流域 提供水資源3.3億m3然，而它不僅發(fā)育了河流，而且還有湖泊、寬廣的谷地等都 成為青

5、海省的主要農(nóng)業(yè)區(qū)；每年為河西走廊提供的水資源達73億m3,其中冰川融水占年平均徑流量的13%4,其余為森林涵養(yǎng)水，灌溉著河西走廊綠洲的 70萬hm 的肥沃良田，養(yǎng)育著河西走廊400多萬人口。祁連山在水平地帶性和垂直地帶性 的雙重控制，景觀分布在垂直地帶性的控制下墊面景觀分布復(fù)雜，其大部分是雪峰林立的高山帶，僅海拔4000米以上的山地面積占整個山區(qū)的三分之一。對于水平地帶性的控制，在海拔 25003000m之間的坡地為原始森林與大片的草地， 起著調(diào)蓄和涵養(yǎng)水源、保持水土、增加水量，調(diào)節(jié)氣候的作用。由于山體、植被 對降水的影響很大，祁連山的山體也改變了大氣降水的分布，在相同緯度，祁連山區(qū)降水量達到

6、400 mrtU上，而祁連山下的平原地區(qū)，從南至北，降水量從250 mm 降到100 mmz下5,6。祁連山區(qū)受東亞季風、高原季風和西風帶交匯影響5,形成了復(fù)雜的氣候。這樣的地形結(jié)構(gòu)還使祁連山形成一個龐大而完備的生態(tài)系統(tǒng)。因此，河西走廊的生態(tài)狀況，以致我國北部的生態(tài)狀況，都與祁連山的生態(tài)狀況有千絲萬縷的 聯(lián)系。隨著區(qū)域氣候變化及人類活動加劇，該區(qū)生態(tài)環(huán)境也日趨惡化。森林、灌 叢退化、冰川退縮、雪線上升、水資源短缺、生物多樣性下降等現(xiàn)象嚴重影響到 了當?shù)刂苓叺貐^(qū)及其下游的社會經(jīng)濟活動。因此對祁連山區(qū)以及其周邊地區(qū)降水 的研究具有重大意義。由于其地區(qū)的重要性，多年來，不少氣象方面的學者對祁連山地區(qū)

7、進行了比 較系統(tǒng)的研究，對該地區(qū)所產(chǎn)生的氣候效應(yīng)以及降水分布都有大量研究。祁連山北坡陡峭地形的抬升作用是祁連山云系降水的主要動力機制7;祁連山地形作用下云和降水的微物理結(jié)構(gòu)隨云的不同發(fā)展階段呈現(xiàn)出不同的特征網(wǎng)。2012年黃波等人利用19612010年的氣象站觀測資料，分析了祁連山地區(qū)過去50年的氣候變 化事實；其次，基于西營河流域祁連山地區(qū)的降水與地形數(shù)據(jù)，研究了降水分布規(guī)律，分析了降水量與地形因子之間的相互關(guān)系 網(wǎng)(并通過WRF3.仲尺度模式的 數(shù)值模擬試驗，研究探討了降水發(fā)生、發(fā)展過程中熱力、動力因子對降水分布的 影響)。就我國祁連山地區(qū)，朱守森等(1996)利用多年資料統(tǒng)計發(fā)現(xiàn)該地區(qū)存在

8、 2knf 口 4kmW個最大降水高度帶，并分析祁連山地區(qū)的降水資料發(fā)現(xiàn)祁連山地區(qū)的 最大降水高度為2.02.2km10;張杰(2004)認為祁連山中段黑河流域的最大降水 高度海拔為2.2km11;王寧練等(2009)分析該地區(qū)2006.06-2008.09的降水量指出 4.5 4.7km為該地區(qū)的最大降水高度帶120還有研究表明在半干旱的過渡區(qū)中往 往存在下墊面的非均勻性，而非均勻的下墊面之間的熱力差異會導(dǎo)致的二級環(huán)流 并會與背景風場形成復(fù)雜的交互影響。半干旱過渡區(qū)內(nèi)中尺度地形會在背景風場 上導(dǎo)致復(fù)雜的繞流，而地形繞流與熱力二級環(huán)流相互作用又會導(dǎo)致的水汽的輸送 變化，從而影響到半干旱區(qū)的降水

9、與氣候。祁連山脈對該地區(qū)以及周邊的降水氣候等都有著明顯的影響， 足見其地理位 置的重要性和研究意義。但由于祁連山地區(qū)地形地貌復(fù)雜， 尤其對周邊地區(qū)降雨 影響較大，。本文通過天氣分析和數(shù)值模擬方法， 研究祁連山脈地形等參數(shù)對周 邊地區(qū)降水量及分布的影響。二數(shù)據(jù)來源及方法數(shù)值模擬方案設(shè)計以及數(shù)據(jù)來源本文采用 WRFV3.6尺度模式，應(yīng)用兩重嵌套，均以37.740N、97.370E為中心。第一重嵌套范圍為32420N 901100E,母網(wǎng)格格點數(shù)為34X74,格距 為30kmi第二重范圍為35400N 931030E,嵌套網(wǎng)格格點數(shù)為 55X112,格 距為10knr兩重網(wǎng)格垂直方向均為29層，時間

10、積分步長分別為：3h、1h。兩重 網(wǎng)格均選取以下物理過程參數(shù)化方案：微物理過程采用Ferrier(new-Eta) 微物理方案，積云采用淺對流 Kain-Fritsch(new-Eta )方案，長波輻射采用RTTMPJ 案，短波輻射采用Dudhia方案，行星邊界層采用YSUPT案，陸面過程采用Noah 方案，近地面層采用Monin-Obukhov方案。資料來源于祁連山地區(qū)測站門源、祁 連、托勒、野牛溝、武威、烏鞘嶺等六個站點20012010年的降水資料分析站點十年內(nèi)的降水變化情況。還采用 NCE醒供的10X0、每6h一次的FNL資料為 WRFV3.6fr尺度數(shù)值模式提供初始條件及邊界條件。積分

11、時間從2003年7月24日08:00到27日00:00 ,共積分90小時，每1h輸出一次資料。模式運行結(jié)果 作為控制試驗。區(qū)域劃分祁連山區(qū)(94104oE, 3639oN)位于亞歐大陸腹地，地處甘肅省西部，與青 海省交界，東起天?？h的烏鞘嶺，西止阿克塞的當金山口，海拔高度在 17005808m之間，地形高程相差較大。山麓南接青藏高原，北臨河西走廓13。 祁連山是一個龐大的山系，大致位于青藏高原的東北部，是一組大致平行的呈西北一東南走向的山脈群。這組山脈群長達 1000多公里，寬達300多公里，青海 湖也在祁連山的范圍內(nèi)，甚至青海湖南邊的青海南山也是祁連山系的一條山脈。祁連山從東向西可分為三段，

12、祁連山的三段各有不同的景觀，即森林、草原、 荒漠。這三種景觀基本上是由氣候(主要是由降雨)決定的。東祁連山在祁連山的 東部西寧那一帶，主要受到從東部移動過來的季風影響，這里降雨豐富，因此祁連山的東部生長著茂密的森林。季風繼續(xù)向西吹送，影響力越來越弱，所帶的水 汽越來越少，因此祁連山的中段(哈拉湖以東，青海湖以西)降雨減弱，森林稀少， 以草原發(fā)育為主。哈拉湖以西為西祁連山，包含有幾列大山，從北向南有黨河南山、賽什鄂博圖嶺、土爾根達坂山、柴達木山等。由于能到達的東部季風已經(jīng)非 常的微弱，因而這一帶降雨稀少，呈現(xiàn)一片荒漠景象。但由于祁連山屬于高山和 極高山的世界，有許多高大的山峰截住了高空中的氣流和

13、云團，在高山發(fā)育了眾 多的雪山和冰川，冰川融水形成了一些河流，因此即使在祁連山干旱的西部，也有河流從雪峰流下，河谷中也會出現(xiàn)草地和植被。圖2祁連山研究范圍分區(qū)Figure 2 qilian mountain range partitioning三 祁連山十年降水概況圖3研究地區(qū)站點分布Figure 3 distribution of research area site氣象站經(jīng)度（ ）N緯度（ ）E海拔（m）代表起至年份資料長度托勒98.2538.483368.3山區(qū)2001201010野牛溝99.3538.253320.0山區(qū)2001101010門源101.3737.232851.0山區(qū)20

14、01201010祁連100.1538.112788.5山區(qū)2001201010烏鞘嶺102.5237.123043.9山區(qū)2001201010武威102.4037.551531.9山區(qū)2001201010表1氣象站點概況Tablet 1 Survey of hydrological stations選用祁連山地區(qū)及周邊地區(qū)6個氣象站，通過圖2表2可以看出所選站點幾 乎覆蓋祁連山西北到東南全地區(qū)，收集其 20012010年十年期降水數(shù)據(jù)進行祁 連山地區(qū)降水變化分析。這樣所分析的測站數(shù)據(jù)更具代表性。圖4分析站點十年內(nèi)年降水量變化折線圖Figure 4 analyze your site for t

15、en year annual precipitation changes in a line chart圖1為祁連山地區(qū)以及其周邊地區(qū)一共6個典型站點20012010年十年內(nèi)的年總降水量的統(tǒng)計圖，由于 2001年降水資料不完整導(dǎo)致該年年降水量總體偏 低。從圖中可以看出各測站的年降水量有比較明顯的起伏變化，但總體趨勢保持平穩(wěn)，除了野牛溝和祁連兩個站點在2007年之后降水量突然增長明顯其增長原因有之一是2007年后增加了降水測量密度，導(dǎo)致降水量的增長。圖5分析站點十年內(nèi)年春季（3、4、5）降水量變化折線圖analysis site ten years in spring (3, 4, 5) pre

16、cipitation change line chart降水量mm門源夏季降水祁連夏季降水托勒夏季降水降水量mm門源夏季降水祁連夏季降水托勒夏季降水烏鞘嶺夏季降水武威夏季降水野牛溝夏季降水年份圖6分析站點十年內(nèi)年夏季(6、7、8)降水量變化折線圖analysis site summer within a decade (6, 7, 8), precipitation changes a line chart160140120mm I160140120mm I。806040200降水量2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010門源秋季降水祁

17、連秋季降水托勒秋季降水烏鞘嶺秋季降水武威秋季降水野牛溝秋季降水年份圖7分析站點十年內(nèi)年秋季（9、10、11）降水量變化折線圖analysis site within a decade in autumn (9, 10 and 11) precipitation change line chart2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010門源冬季降水2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010門源冬季降水祁連冬季降水托勒冬季降水烏鞘嶺冬季降水一武威冬季降水野牛溝冬季降水年份圖8分析站點十年內(nèi)年冬季(12、1

18、、2)降水量變化折線圖Figure 8 analysis site within a decade in winter (12, 1,2) precipitation change line chart以上是祁連山及周邊地區(qū)六個測站 20012010年降水統(tǒng)計折線圖（分為春、 夏、秋、冬四個季節(jié)）。由于 2001年降水資料不完整，統(tǒng)計圖春季和冬季只能 從2002年開始統(tǒng)計。從中可以看出祁連山地區(qū)降水主要分布在夏季，春、秋兩 季降水量相對較少，冬季降水量最少。因此，單獨對夏季各個測站的降水（圖 2 的折線圖）進行分析。從圖中可以看出各個測站的夏季降水量具有一定的的相關(guān) 性。門源、托勒、烏鞘嶺降水

19、年份變化基本保持同增同減的趨勢，武威十年來更 季總降水量有所減少；野牛溝、祁連兩站在2007年以后降水量明顯增加，影響因素可能有人為因素和自然因素兩點， 人為方面增加了資料收集頻率，儀器和收 集模式方法的改進等；自然因素可能是氣候變化，下墊面變化等造成的。具體原因有待更加詳細的考察分析證明。4降水模擬結(jié)果分析4.1個例降水概況accumulcited precipitation TOC o 1-5 h z 錨切!：11CMV:1-的加】 一 ： . .-JO一*T: 、)、:II廠一-，J. .一.10J4-r _j. l:. JW：.-v a ”I一、:;:Lx6J7M 1 : - 1一；

20、e /、犯5M .MN梵陽ft jj _ _|-i - ; . ._ u _ _fryT,tiee m j&ftafFSe im ioS 瀛 iwf圖9祁連山地區(qū)部分站點2427日實時降水概況regions of qilian mountains was part of the site 24 27, real-time precipitation profiles2003年7月24日夜間至27日期間，沿祁連山地區(qū)出現(xiàn)呈東北西南向雨帶的 區(qū)域性強降水天氣過程，其中偏東地區(qū)以及祁連山區(qū)的托勒、祁連等站的降水量 為2040 mm達到了西北部干旱半干旱地區(qū)大一暴雨的標準。100mmWTE日不 SGT

21、 100mmWTE日不 SGT 日/ iWE IB* 1KTE 1OTE EFE iQtfTCQNTOUR FROM 1O0JTQ 3000 BY 1QO|4*N40*N 3HN MfN 37N MTN *N10040070010001300100 IfiOO 2200圖10祁連山地區(qū)2427 H實時降水累計落區(qū)圖（單位：100mmqilian mountain area 24 27, real -time rainfall cumulative drop zone figure (unit: 100 mm) 圖10通過祁連山地區(qū)部分測站實時降水資料疊加，再通過差分得出的降水 落區(qū)圖，從圖中可

22、以明顯的看出降水過程幾乎覆蓋祁連山全境地區(qū)，然而大量降水則分布在祁連山的中部和西部地區(qū)，降水量基本上都高于 20mm由于受到高 空低槽和低空輻合氣流的共同影響，本次強降水天氣過程有其獨特性：即祁連山偏西地區(qū)、東祁連地區(qū)以及向北進入內(nèi)蒙地區(qū)和高原腹地降水量級相對較小，祁連山中部小區(qū)域范圍內(nèi)降水量級明顯，強度大。并且這一次強降水天氣過程過程 高空對流性極強，能量較高，降水歷時相對短而且較集中，最劇烈、階段性降水量 最大時間為2003年7月25日到26日清晨，之后降水逐漸減弱至停止。影響此次大暴雨過程的主要天氣系統(tǒng)為500hPa短波槽、西太副高、700hPa切變，低空偏南氣流為此次暴雨過程輸送了大量

23、的水汽等。降水前期500 hPa中緯度區(qū)域維持著兩脊一槽的形勢，中緯度地區(qū)“東高西低”形勢明顯，顯示為經(jīng) 向型環(huán)流。到7月25日環(huán)流形勢的發(fā)生變化調(diào)整，副熱帶高壓脊線發(fā)生變化，向 北向西移動，到達位于35 N處，西脊點位于108 E,588線向西伸北上抬至陜西、 甘肅交界處，并且形成了及其穩(wěn)定強盛的系統(tǒng)。500hPa中高緯東阻型環(huán)流形勢的 作用下，巴爾喀什湖冷槽不斷加深并不斷向東移動，并且斜壓性增強。西太副高西 北面暖濕氣流不斷向甘肅西部輸送充足的水汽，并和正在南下移動冷空氣在35041 N,9097 E之間的區(qū)域交匯，造成了祁連山中部強降水天氣過程。4(T30th(r90n100 ll(r

24、12OCE圖11 20034(T30th(r90n100 ll(r 12OCE圖11 2003年7月25日20:00 500 hPa 高度場Fig.11 500 hPa height fileds at 20:00 on July 25,20034.2控制實驗?zāi)M降水分析降水特例分析OUTPUT FFKWWRF Via MOOELWEOUTPUT FFKWWRF Via MOOELWE - m2 Shi -. Lewls- 3G ： 口 IiHe ; hg Opr - 5- FBL Gpl - 1 ： Cu dpi - 1圖12 2003年7月24日10:00到27日18:00控制試驗(單位

25、mmiFig. 3 The simulated precipitation distribution at 18:00 from 24 to 27 July 2003 (unit: mm) 圖12為通過控制實驗得出全過程降水落區(qū)分布圖，對本次降水過程的變化分析可以得出，控制實驗較好的模擬出了本次降水過程的位置、走向、強降水中心，在祁連山中部的強降水中心的降水量相對減少，其過程模擬的雨帶為呈西北一東南走向的橢圓形雨帶，沿著雨帶出現(xiàn)兩個強降水中心，在青海中部地區(qū)形成 了第三個強降水中心。從控制實驗得出的最強降水中心位于門源地區(qū)附近，累積降水量達到35mmfc右，與實況實時降水落區(qū)在祁連山地區(qū)形成一

26、個最強降水中 心位置、降水量相比發(fā)生了向東的偏移，其原因在于本次降水過程是從西北到東 南移動，發(fā)生了連續(xù)兩天降水的疊加，導(dǎo)致形成了兩個強降水中心。而控制實驗得出的圖12降水中心發(fā)生了分離，并使降水中心向東向南偏移。(a)(b)(a)(b)圖13 (a) 2003年25日00:00到26日00:00降水分布(b) 2003年26日00:00到26日00:00降水分布Figure 13 (a) 25 00:00 to 26, 2003 00:00 precipitation distribution26 00:00 to 26, 2003 00:00 precipitation distribut

27、ion由于實時降水落區(qū)圖是通過測站實時降水獲得，測站數(shù)量有限，通過差分出來的落區(qū)圖10降水中心也會發(fā)生一定的偏移，但兩者相比還是比較接近的，另 外形成的一個強降水中心與實況的降水中心相比，位于西北部青海內(nèi)地的強降水中心位置也比較吻合，總體說來，控制試驗還是能較為準確地模擬出了此次強降 雨過程以及它降水空間分布、強降水中心與相應(yīng)的累積降水量。4.2.2 500hpa風場以及高度場分析mm f an * J on m an nfe ite we(a)(b)1 H H . I* 一 西 HMh* IN，w-E 0FE W*Ef iTt we m(d)圖14 500hpa風場和高度場(a 為 25 日

28、 08:00、b 為 20:00、c 為 26 日 08:00、d 為 20:00 )Figure 14 games 500 hpa wind and height (a 08:00, b for 20:00, c for 25 to 26 08:00, d for 20:00)25日以前青藏地區(qū)發(fā)生少量降雨，有上圖a、b的變化可以看出來25日青藏高壓不斷地發(fā)展加強向東向北擴張，并與夏季穩(wěn)定強盛的副高在 9296 E(青海地區(qū))之間形成東北西南向的強切變線，強降水中心位于東北風氣流、強 西南風、東南風急流的匯合處，對流性極強，進而導(dǎo)致祁連山中部地區(qū)天氣形勢 極其不穩(wěn)定，山脈中部沿線假相當位溫（

29、8 se）值較大，增加大氣中的不穩(wěn)定性， 增加大氣的潛在對流強度，從而造成大量降水。在祁連山一線形成一西南風與東 南風的風向輻合（暖濕切變），在后續(xù)東北風的影響下切變線北抬轉(zhuǎn)豎，使沿祁連山 地區(qū)的輻合上升運動加強。東南部低空急流攜帶南方大量暖濕氣流向西向北移動， 并形成低渦，使輻合上升運動進一步加強，使降水區(qū)域或得穩(wěn)定的水汽來源。對應(yīng)500 hPa高空，不斷向上抬升的東南低空急流與北方高空急流相互相互 影響，進而激發(fā)、加強了垂直環(huán)流的上升氣流作用， 從而對強降水的產(chǎn)生起到了 重要作用。700 hPa低空上由于祁連山高大的山脈地形影響，同時受高空鋒區(qū)影 響，河西中部出現(xiàn)中尺度冷高壓并加強，沿祁連

30、山產(chǎn)生株生。新生冷鋒增強了地 面輻合上升運動，進一步為此次降水補充了能量。降雨過程到達26日清晨，西南風減弱，青藏高壓減弱，天氣系統(tǒng)逐漸期于穩(wěn)定，氣流相對平穩(wěn)，降水過程進 入尾聲。4.2,3 700hpa 水汽通量的分析(c)(d)圖(c)(d)圖15 700hpa水汽通量(a 為 24 日 08:00、b 為 24 日 20:00、c 為 25 日 08:00、d 為 25 日 16:00 ) Figure 15 700 hpa vapor flux (a 20:00 for 24 08:00, b for 24, 25 c for 08:00 16:00, d for 25)從700hpa

31、水汽通量圖，出從整層看，08: 00時水汽含量較小，大部分地區(qū) 都小于3g/cm*hpa*s時只有極少數(shù)地區(qū)，僅包括北面甘肅與內(nèi)蒙交界處、甘肅西面、武威附近的數(shù)值大概在36之間，隨著時間的推移青海西北部、甘肅東部水 汽通量不斷增大，結(jié)合風場可以看出水汽來源于東北和東南向。隨后由于祁連山的影響，高空東風被祁連山脈分隔成東南風和東北風，繞過祁連山脈從祁連山脈 兩側(cè)通過，在祁連山地區(qū)由于地形的抬升導(dǎo)致水汽輸送沿山脈向上抬升，并在祁 連山地區(qū)形成不規(guī)則的繞流，在700hpa這一層祁連山周邊變化明顯，到25日水 汽通量明顯增大與24日比差值高達10. 015.03g/cm*hpa*s之間，進一步使該 區(qū)

32、域天氣系統(tǒng)朝著不穩(wěn)定的形勢發(fā)展，進而產(chǎn)生降水。之后由于從東風急流源源不斷的得到穩(wěn)定的水汽供應(yīng)，降水過程得以維持，造成祁連山地區(qū)一直到26日清晨全過程產(chǎn)生大量降水。由于選取的是700hpa祁連山地區(qū)的水汽通量由于地面海拔過高，而且由于已經(jīng)開始降雨地面水汽蒸發(fā)等導(dǎo)致近地面水汽通量飆升， 而且過高的海拔導(dǎo)致祁連山地區(qū)出現(xiàn)數(shù)據(jù)空白，無法得出祁連山山區(qū)的水汽變化形勢。但進一步分析500hpa高空水汽通量的變化形勢。如下圖(c)(d)(e)圖 16 500hpa 水汽通量(c)(d)(e)圖 16 500hpa 水汽通量(a 為 24 日 08:00、b 為 25 日 00:00、c 為 25 日 08:

33、00 d 為 25 日 20:00、e 為 26 日 08:00、f 為 26 日 20:00 )Figure 16 500 hpa vapor flux(a 08:00, b for 24 to 25 00:00, 25 c for 08:00 d for 25 20:00, e for 26 08:00, f for 26 20:00)通過500hpa整層的水汽通量變化圖可以明顯看出：祁連山地區(qū)從24日開始水汽含量就不斷增長，東風輸送來大量水汽，然而由于祁連山脈的阻隔作用導(dǎo)致 水汽在祁連山北麓堆積，形成了一個極高的水汽集中中心地，大致位于祁連門源一帶，屬于中祁連地區(qū)，必然導(dǎo)致該地區(qū)降水量增

34、加，與實時測站或得的降水情 況相對應(yīng)。并在25日20:0024:00這個階段達到極值開始產(chǎn)生大量的降水，一 直持續(xù)到26日清晨，水汽來源逐漸減弱降水過程進入尾聲，水汽通量降低，高 空攜帶的水汽減少。4.2.4 500hpa渦度場分析(a)(b)(a)(b)HFAI HkiF 叫Ff再“川HFAI HkiF 叫Ff再“川d% lift Si 1 唱河”劭WMI(f)(e)(f)圖17絕對渦度變化形勢（a為24日08:00、b為24日08:00、c為25日08:00d 為 25 日 20:00、e 為 26 日 08:00、f 為 26 日 20:00 ）Figure 17 absolute vo

35、rticity changes (a situation for 24 08:00 08:00, c, b for 24 to 25 08:00 d for25 20:00, e for 26 08:00, f for 26 20:00)由位渦公式：afipv g(。十 尸)X 手, ay v 印1 4至X瓦一而X不卜可將尸廠分為兩部分，第一部分為正壓項，即： (尸gG + /)X寺第二部分為斜壓項，即：，s-g倍X于一號X別.正壓項絕對值的大小比斜壓項大，因此(PV)1的分布與位渦PV的分布大致相 同14,在干絕熱、無摩擦的大氣運動中位渦是守恒的，所以大氣穩(wěn)定度下降時，絕對 渦度是增加的。由

36、于850hpa上北面冷濕空氣從侵入，500hPa強西南暖濕氣流、700hPa東南 風急流都在祁連山區(qū)域匯合動力輻合作用增強，不穩(wěn)定能量增高，過程對流性增強 促使對流穩(wěn)定度減小，然而為了繼續(xù)保持位渦方程守恒，絕對渦度必將將增大，這 種現(xiàn)象在24日到25日的絕對渦度隨時間變化的圖中清晰可見。如圖 25日 20:00(圖17d)絕對渦度的高值區(qū)由西向東偏南方向移動并祁連山中部達到最大值。 之后絕對渦度高值區(qū)開始降低。絕對渦度高值區(qū)的形狀變化與水汽的變化基本相 似;26日00:00以后絕對渦度值也減小?？梢?500 hPa高度上絕對渦度高值區(qū)的演 變與同時刻水汽圖像上水汽輸送路徑、區(qū)域范圍、水汽通量強

37、度變化等都有很好 的同步性。4.2.5 垂直速度分析大氣的垂直運動可以反映大氣邊界層中的湍流、云內(nèi)的對流、天氣系統(tǒng)的動力過程等，也是數(shù)值模式的重要參量。500hpa垂直速度場圖18 500hpa垂直速度場分析(a為24日08:00、b為24日08:00、c為25日08:00d 為 25 日 20:00、e 為 26 日 08:00、f 為 26 日 20:00 )Figure 18 500 hpa vertical velocity field analysis(a is 24 08:00 08:00, c, b for 24 to 25 08:00 d for 25 20:00, e for

38、 26 08:00, f for 26 20:00)以上為500hpa垂直速度場隨時間的變化圖，從圖中可以看到垂直速度在降水發(fā)生前期一直處于一個比較大的值（120cm/s），并且高值區(qū)位于祁連山北麓中erramMrhiIdp?iinsenFigure 18 700 hpa vertical velocity field analysis (a is 24 08:00 08:00, c, b for 24 to 25 08:00 d for25 20:00, e for 26 08:00, f for 26 20:00)部地區(qū)，沿祁連山的走向向兩端遞減。但是一直到25日下午以后垂直速度場發(fā)生變化

39、，但在主要降水區(qū)域依然維持比較高的垂直速度變化700hpa垂直速度場分析(a)的其L kA，W4I(c)JAI Air wr*(e)圖18 700hpaerramMrhiIdp?iinsenFigure 18 700 hpa vertical velocity field analysis (a is 24 08:00 08:00, c, b for 24 to 25 08:00 d for25 20:00, e for 26 08:00, f for 26 20:00)部地區(qū)，沿祁連山的走向向兩端遞減。但是一直到25日下午以后垂直速度場發(fā)生變化，但在主要降水區(qū)域依然維持比較高的垂直速度變化700hpa垂直速度場分析(a)的其L kA，W4I(c)JAI Air wr*(e)圖18 700hpa垂直速度場分析（a為24日08:00、b為24日08:00、c為25日08:00wu TTUF WFWL TWT W*MfAi TM_wrd 為 25 日 20:00、e 為 26 日 08:00、f 為 26 日 20:00 )以上為700hpa垂直速度場的變化，配合圖17對應(yīng)時間可以看出垂直速度從 700hpa到500hpa隨高度增長其量值也發(fā)生增長，產(chǎn)生了垂直上升運動。并且與 祁連山山脈走向大致相同，產(chǎn)生了地