汛期极端强降雨过程成因及气象服务分析

青海农林科技•调查报告•2020年第1期汛期极端强降雨过程成因及气象服务分析
海显莲、马秀梅\马占良2
(1.青海省气象台，青海西宁810001 ;2.青海省气候中心，青海西宁810001)
摘要：汛期是一年中降水量最大、最集中的时期，虽带来丰富的水资源，但容易引起洪涝灾害。

2018年 8月丨日至3日青海省东部地区出现了极端强降雨天气，乐都中坝乡中坝水库两日极端强降雨破历史极值，形成累积效应，致使部分地区出现暴雨洪涝，对社会经济和人民生活产生极大影响。

青海省气象部门凭借丰
富的预报经验和敏感的服务意识，进行了多元化、无缝隙的气象服务，为政府部门指挥抗灾救灾提供了科学
依据。

本文从监测、预报预警、气象服务等诸方面，对此案例气象预报和服务进行深度剖析，提炼出决策气象服务的亮点，总结出强降雨气象服务的不足，提出预报服务改进思路和措施，积累极端强降雨气象服务经验，为今后极端事件的气象服务提供参考。

关键词：汛期；极端强降雨；防灾减灾；改进措施
中图分类号:P458. 121 文献标识码：A文章编号：1004 - 9967(2020)01 -0053 -05
Analysis of the Cause of Extreme Heavy Rainfall in the Flood Season and the Analysis of the Meteorological Service
HAI Xian-lian1 ,MA Xiu-mei1 ,MA Zhan-liang 2
(1. The Qinghai Province Meteorological Observatory,Xining Qinghai 810001 ,China；
2. Qinghai Climate Center,Xining Qinghai 810001 ,China)
Abstract ： Flood season is the period of the largest and most concentrated precipitation in a year, although it brings rich water resources, but it is easy to cause flood and waterlogging disasters. Extreme heavy rainfall weather appeared in the eastern part of Qinghai Province from August 1to 3 ,2018. The extreme heavy rainfall in Zhongba Reservoir in Ledu Zhongba Township broke through the historical extreme value, forming a cumula­tive effect,resulting in rainstorm and flood in some areas,which had a great impact on the social economy and people undefineds life. With rich forecast experience and sensitive service consciousness, Qinghai meteorologi­cal department has carried on diversified and seamless meteorological service, which provides scientific basis for government departments to direct disaster resistance and disaster relief. From the aspects of monitoring, forecasting and early warning,meteorological service and so on,this paper makes a deep analysis of the mete­orological forecast and service of this case, abstracts the bright spots of decision - making meteorological serv­ice ,sums up the shortcomings of heavy rainfall meteorological service, puts forward some ideas and measures for improving the forecast service,accumulates the experience of extreme heavy rainfall meteorological service, and provides a reference for the meteorological service of extreme events in the future.
Key words ： Flood season ； Extreme heavy rainfall ； Disaster Prevention and Mitigation ； Improvement meas-
1引言
在各项气象服务活动中，决策气象服务对国 家安全、社会稳定、经济发展、防灾减灾、应对气 候变化等具有举足轻重的作用。

随着全球气候变暖，气象灾害发生更加频繁，灾害损失越来越 大。

青海省地处青藏高原东北部，境内山地丘陵 面积占全省总面积的70%，而且地形地貌类型复 杂多样，加之降雨时空分布不均，自然植被稀疏，
收稿日期:20丨9-丨2-01
作者简介:海显莲（1972 -)，女，学士，高级T.程师，主要从事天气预报及气象服务T作。

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如遇强降雨，短时间内即可产生径流，形成地表 冲刷，诱发山洪泥石流灾害。

特殊的自然地理气 候条件，使得青海几乎每年都有危害程度不等的 山洪泥石流灾害发生，具有分布广泛、发生频率 高、季节性强,易突发、难预测、成灾快、危害大等特 点。

本文对8月初出现在青海省东部地区极端强 降雨过程的前期、中期、后期决策服务进行全面分 析和总结，旨在最大限度地减轻灾害造成的损失，保障人民生命财产安全和经济社会健康发展。

图12018年8月1日20时至4日08时累计降水置2强降雨过程概况
2018年8月1 ~3日，受台风“云雀”影响，西 太平洋副热带高压北缩东退，青藏高原低值系统 发展并东移北上，两者耦合，在青海省东部地区 出现极端强降雨天气过程，降雨时段主要集中在 2日。

此次过程具有影响范围广、持续时间长、强 度强、雨量大等特点。

过程期间全省共计653个 测站出现降雨，其中累积雨量大于l〇.〇m m有 163个站，大于25.0m m有164个站，大于 50. 0m m有78个站，大于100.0m m有15个站 (图1)。

最大降雨量出现在乐都中坝乡中坝水 库，达281_ 7m m。

其中，2日08时至3日08时降 水量133_4m m，3日08时至4日08时降水量 116. 9m m，连续两天均为全省降水中心，且日降水 量均接近青海省有气象记录以来的全省日降水 量极值（表1),连续两日降水量合计为250. 3m m,实属罕见。

最大小时雨强出现在2日17 时，18_0m m/h。

表12018年8月3 ~4日降水量与历史极值对比表（08时至08时）（单位:mm)
站名3曰4曰
历史极值
降水量站名出现日期
乐都中坝乡中坝水库133.4116.9145.2大通2013年8月22日
3强降雨过程灾情及影响
据地方民政部门、防汛办和气象部门不完全 统计，此次极端强降雨过程导致东部地区的互助、乐都、民和、化隆、尖扎等地出现暴雨洪涝，直 接经济损失达6.97亿元，其中乐都区最严重。

自8月2日1时开始，强降雨中心集中在乐都区南 部几个乡镇，截至4日上午8时，中坝、蒲台、峰 堆、瞿昙4乡镇累积降水量分别达281.2m m、193. 4m m、185. 6m m、132. 2m m,达到大暴雨量级，创历史极值;截至6日11时,乐都区1人死亡，3 人受伤，19个乡镇188个村4507户15689人受 灾，4127间房屋受损（严重受损2155间、一般受 损1972间），农作物受灾面积271. 93h m2,牛、羊、鸡等畜禽伤亡1〇〇〇(头）只。

此外，道路、电力、通 讯、水利等方面遭到不同程度受损。

4致灾成因分析
4.1大尺度环流背景分析
高低空环流间的相互作用为强降雨的发生、发展提供了有利的大尺度环流背景。

分析2018 54年8月2日20时，强降雨期间整层大尺度环流形 势场（图2)，在青海高原东部地区高空200hPa和 400hpa(图2a、2b)均维持有低槽，系统较为深厚，引导槽后冷空气扩散南下和槽前西南暖湿气流 向北输送。

同时，在中低层500h p a和700hpa(图 2c和2d)均有一个低涡，且在低涡东侧有一西南 风与偏东风形成的暖式切变线，暖式切变线将来 自孟湾的西南暖湿气流和副高外围的南风气流 阻档在切变线以南地区，即形成此次强降雨过 程。

由此可见，深厚的低值系统和中低层低，暖 式切变线的存在维持是导致此次强降雨发生的 主要环流系统。

4.2地面影响系统分析
从海平面气压场资料分析，1日〇8时至2曰14时,青海东部地区有明显的地面低压发展并加 强形成强烈辐合中心，中心气压最低值达925. 5hPa。

地面低压系统发展，使近地面形成强 烈的辐合上升，青海高原东部地区垂直上升运动 从地面伸展至200h P a附近，
说明此动力抬升系统
持久深厚。

分析地面冷空气，降水开始前，地面 上冷空气从西北路径沿着河西走廊向东移动，到 了 14时冷空气迅速到达甘肃东部并沿着河湟谷 地倒灌入青海东部地区。

从温度与露点的分布情况来看,1日20时青海东北部温露差在10T左 右，到了 2日02时温度差为I t，地面水汽条件 达到饱和。

冷空气的入侵是沿西北路径扩散南 下，而后由于地形作用倒灌进行高原东部地区。

〇
图2 2018年8月2日20时高低空200、400、500和700hPa环流形势场
s强降雨预报服务分析
5.1精细监测、精准预报、精确预警
此次强降雨过程，青海省气象台8月上旬发 布中期旬报预报提及（8月1 ~3日：西宁、海东、海北、海南、黄南有中雨到大雨，局地暴雨）、短期 预报时段（8月2 ~3日，全省大部地区自西南向 东北有一次明显降雨天气过程，其中东部地区有 中到大雨，局地暴雨。

降水主要集中在2日白天 到3日白天，以短时强降水为主，局地伴有雷暴 大风）、短时临近预报(8月2日08时发布东部地 区有雷暴和短时强降水的强对流潜势预报），中短期、短时临近预报对整个过程的降雨落区和量 级把握较准;青海省气候中心，在8月3日、4日强降雨天气出现以后，及时发布东部农业区出现 大到暴雨天气、乐都中坝乡中坝水库同一地方连 续两日出现大暴雨《青海省气候快报》，并与历史 极值进行比对。

依据降雨落区和雨量大小，青海 省气象台发布相应级别指导预警信号，市、州、县 级相继发布预警信号。

5.2跟进决策、精心服务、有力保障
青海省气象局8月1日发布《重要天气报告》，青海省气象台1日22时00分发布了暴雨蓝 色气象灾害预警,青海省气象局1日22时30分，及时启动暴雨IV级应急响应命令,3日以《气象监 测快报》形式，连续滚动向省委、省政府及相关单 位报送预报、预警、雨情、灾害评估、决策建议等 决策气象服务信息，为政府及相关部门组织部署 防灾、抗灾和救灾工作提供决策参考。

同时，通 过广播、电视、网络、报纸、手机短信、微信微博等 多种形式，多渠道全力发布气象预警预报信号，指导公众有效避灾、自救；市、州、县有关气象部 门适时发布暴雨、雷电预警信号，提醒相关单位 做好防范工作。

整个过程期间，气象部门发布所 有预警共计183期、手机短信受众237万人次、政 府及各部门决策人员116822人次。

5.3部门联动、纵横沟通、抗灾救灾
气象部门与省国土、交通、民政、水利、防汛 办、安监等部门加强沟通，及时进行天气、雨情、水情、灾情等信息交流，并联合开展会商，灾情现 场调查，共同应对。

青海省国土资源厅与青海省 气象局联合发布3期地质灾害气象风险预警。

针对乐都区发生的汛情（新华网西宁），8月2日
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中午，乐都区委、区政府立即启动应急预案，全区 354个行政村应急抢险队严阵以待，随时应对紧 急情况。

乐都区防汛办及时预警预报，发布雨水 情、汛情，乐都区防指启用预警系统，及时提醒村 民高度关注强降雨过程;各乡镇安排专人排查地 质灾害点和水库、涝池、道路、水利工程等隐患
图3搭建帐篷情况
8月6日上午，乐都区救灾工作重点从抢险 救灾转为灾后重建（图4),下发了《关于做好强 降雨灾后重建和恢复生产工作的紧急通知》，对 灾区受损情况核查、基础及公共服务设施修复、农业生产恢复、救灾物资发放、项目争取、卫生防 疫等工作进行全面部署，并为交通局、水务局和 中坝乡、中岭乡紧急拨付应急救援资金100万 元。

成立乐都区中坝水库滑坡处置领导小组，负责协调处理水库险情，确保水库安全。

6气象服务亮点分析
对于极端强降雨过程，模式和预报很难把握，预报虽不能百分之百准确，但却可在气象服 务中弥补其不足，这次降雨极端事件中气象服务 发挥了作用。

6.1注重预报跟踪和影响研判，主动报送决策 气象服务信息。

青海省气象台中期预报时效给 出大体时间、地点和过程预报；短期时效给出具 体时间、范围、强度、量级，短临进一步精细化，预 报时效越临近，准确率越高。

此次降雨预报在中 期漏报的情况下，决策气象服务能够实时跟踪最 新预报并考虑预报准确率,研判其造成重大影响 可能性，把握时机，第一时间报送最新预报信息 及影响，提醒决策者做好防灾减灾工作。

6.2加强雨情监测和及时报送机制。

此次降雨 强度预报明显偏弱，后续在气象服务中，实时监 测最新雨情信息，包括降雨出现范围、降雨量级、累计雨量和最大点雨量，制作降雨实况图，结合 56点，随时掌握汛情发生情况。

气象、水务、国土、交通、民政等部门联动，积极参与抢险救灾（图3)。

其中，民政部门紧急调拨救灾帐篷332顶，救灾床125张，并调运价值1.2万元的方便面、矿 泉水、火腿肠等应急食品。

最新预报信息，通过《气象监测快报》实时发布，让决策者第一时间了解最新雨情信息和未来的 降雨趋势变化。

6.3开展实时雨强监测和极值分析。

考虑此次 强降雨极端性强、雨强大、易致灾。

在8月2日和 3日强降雨天气出现以后，青海省气候中心3日和4日两次及时发布“东部农业区出现大到暴雨 天气”“乐都中坝乡中坝水库同一地方连续两日 出现大暴雨”的《青海省气候快报》，并与历史极 值进行比对分析。

6.4强化部门间会商次数。

青海省国土资源厅 与青海省气象局密切会商，联合发布3期地质灾 害气象风险预警。

遇较强降雨时,要提前组织地 质灾害隐患点、地质灾害高易发地段受威胁人员 果断避让至安全地带，转临灾避险为主动避让，掌握防灾工作主动权。

特别是沟口、泥石流堆积 扇及施工工地等应加强预防，实时采取避让措 施，避免灾害发生带来的危害。

6.5重视灾情收集和灾情调研。

暴雨致灾快，强降雨气象服务注重灾情的收集和上报。

强降 雨诱发暴雨洪游灾害后，气象、水务、国土、交通、民政等部门联动，立即前往灾害现场，积极参与 抢险救灾和灾后重建应急情况。

6.6决策气象服务和公众气象服务双管齐下。

青海省气象局在做好决策气象服务的同时，还通 过现代化气象服务手段，利用多平台、多渠道、多 种形式及时预警到乡、到村、到户、到人,提请公图4
灾后重建应急情况
众有效避灾、自救，为防汛指挥和转移避险提供 决策支撑。

7预报服务不足之处
此次极端强降雨过程也暴露了气象预报和 服务在极端强降雨过程服务中存在的不足之处，特别是在预报不确定的情况下，决策气象服务如 何开展，需要在后期的工作中不断改进。

7.1气象预报和气象服务契合度不够。

气象预 报和气象服务相辅相成，预报依靠服务,服务依 靠预报。

但是目前有明确分工，预报人员关键是 做气象预报,气象服务人员根据预报结论对外服 务，中间缺乏对预报结论把握度的评价机制，一
旦预报出现大的偏差，气象服务效果将适得其反，此次强度降雨过程是预报和服务的契合不够 的明显案例，严重降低气象服务的效果。

7.2预报时效提前短，气象服务效果差。

通过 多模式降水预报对比检验，E C M W F模式和G R A P E S- G F S模式对此次强降水的预报均有较 好的反映，但也存在一定的偏差，第一天大暴雨 的强度偏小，而第二天的大暴雨未能反映出现；模式预报稳定性对比检验，对于强降水过程和天 气趋势，可以提前做出判断，但是要求预报准确 率较高，则需要在三天或者更短的时间内做出预 报。

预报员对于暴雨过程、影响范围和时间的把 握相对较好，但是对强降水中心的落区、量级以 及影响的准确时段的预报，难度还较大。

降低了 决策气象服务的超前性。

7.3预报量级偏小，导致重视程度不足。

3天可 用预报时效内降雨量级预报也明显偏小，1日报 送决策气象服务材料中最大量级是暴雨，实际上 特大暴雨有15个站（自动站加区域站），局地日 雨量达133. 4mm。

预报对极端强降雨把握不足，也导致决策气象服务对此次降雨过程重视程度 不够，气象防灾减灾效益降低。

7.4中期预报和短期预报衔接较差。

中期预报 时段较长，预报中求稳而不追求精细化，主抓雨 带的趋势；短期预报准确率高，预报中精细化降 雨落区和降雨强度。

因此强降雨预报时中期预 报转短期预报会出现大幅度调整，给决策气象服 务带来很大困惑。

8极端强降雨决策气象服务启示和建议
近年来，极端性天气发生频繁，利用传统的 气象服务理念远远不能满足决策者和公众的需 求，需要不断创新极端天气决策气象服务方式、方法，改进决策气象服务技术水平，提高决策气 象服务效益。

8.1灾害性、关键性、转折性等极端天气过程出 现的强度、落区、影响范围把握到位，使决策气象 服务具有敏锐性和及时性，决策者更有主动性和 灵活性。

8.2预测预报准确，才能把气象灾害预警转化 为有效的防灾减灾行为和效果，切实提高气象防 灾减灾能力和气象服务水平。

8.3决策部门迅速的应急反应和科学有序的组 织安排是应急气象服务保障工作的灵魂。

8.4部门联动，发挥强降雨天气“三个叫应”服 务机制在防灾减灾中的重要作用，实现灾害防范 的有效提醒，是落实“从注重灾后救助向注重灾 前预防转变”的重要手段，最大限度减少或避免 强降雨给人民群众生命财产造成的损失。

8.S统一口径，加强气象服务在舆论上的引导，充分利用媒体资源传播预警信息，缩短信息传播 的时间，提高信息的覆盖率，使气象决策服务的 效益最大化。

8.6优化智能化网格点预报预警，提升中短期 预报和短临预报融合度，提高预报准确率。

8.7在预报出现误差较大的情况下，采用合理、有效的预报服务策略，提升气象服务效益。

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