引言

泥石流是指发生在沟谷和坡地上的包含小至粘土、大至巨砾的固液两相流，也是山区介于挟沙水流和滑坡之间的土(泛指固体松散物质)、水、气混合流。其具有爆发突然、搬运冲击淤埋能力强的特点，有很大的破坏力^[1]。中国大陆约占2/3的山区都有泥石流活动，其中尤以青藏高原周边山地、秦岭山脉、太行山区、燕山山脉等地最为严重^[2]。因此，中国是受泥石流危害最为严重的国家之一，每年由泥石流造成的直接经济损失达20亿元，死亡300~600人^[3]。

许多研究^[4-8]表明，降水是诱发泥石流灾害的主要因素，研究降水与泥石流的关系是开展泥石流预报、区划和灾害防治的重要步骤。分析我国不同区域降水和泥石流的关系，可以将小流域定量研究与大范围应用研究结合起来，有利于揭示在特定的地理、地质和气候条件下前期降水引发泥石流的可能性，为开展大区域乃至全国泥石流预报提供有价值的信息。

2010年8月8日凌晨，甘肃省甘南藏族自治州南部舟曲县(位于白龙江流域)发生特大山洪泥石流灾害(图 1)。据甘肃舟曲抢险救灾指挥部新闻中心通报^[9], 截至2010年9月1日，舟曲“8·8”特大山洪地质灾害中遇难1471人，失踪294人。本文通过分析当时的气象监测数据，来探究这次特大山洪泥石流灾害的气象成因。

1 降雨实况

8月7日20时至8日05时，甘肃省南部出现分布极不均的降雨天气，降雨量一般在5~30 mm之间，舟曲的主要降雨发生在7日20时至24时，降雨量在1~97 mm之间(图 2)。

分析这次舟曲天气过程，其降雨过程具有3个特点：

第一，局地性强。此次降雨是强对流天气引发的局地强降雨，最大降雨量出现在舟曲县城东南部10 km的东山镇，8月7日20时至8日05时的累积降雨量为96.3 mm，舟曲县西北方向上游的迭部县代古寺为93.8 mm。但降雨极不均匀，除了上述两个测站外，其他地区并未观测到强降雨。

第二，短时强度大。舟曲县东山镇最大小时雨量达77.3 mm，超过舟曲县城8月平均降雨量(74.7 mm)，迭部县代古寺最大小时雨量达55.4 mm，两站均超过24小时的暴雨级别。

第三，突发性强。舟曲县东山镇降雨集中发生在7日23时至24时，由之前的降雨量每小时1 mm左右猛增到每小时77.3 mm，之后的降雨量迅速减小；迭部县代古寺由7日20时之前的无雨突然增至每小时55.4 mm，之后降雨明显减弱；而舟曲县城的最大小时降雨量仅为6.8 mm(图 3)。

2 雷达资料分析

从甘肃天水雷达回波图上看，强降水回波从西北方向移入舟曲，向东偏南方向移动，强回波在舟曲境内停留约1.5小时(图 4)。2010年8月7日20至21时，雷达观测到舟曲北面有降水回波，舟曲无降水；21至22时，降水回波开始进入舟曲境内并增强，22时后达到45 dBz；23时后，强降水回波面积增大，强度超过50 dBz(降水强度相当于每小时50 mm)；8日00时30分后，降水回波明显减弱。从雷达回波来看，大于30 dBz的对流云团范围大约40 km×20 km，属于γ中尺度。

3 卫星资料分析

风云二号卫星等效黑体亮温(TBB)显示，8月7日18时，在青海省东部及甘肃西南部有数个对流云团活动，舟曲西北方向有新生对流云团快速发展。随后，云团合并并向东移动，7日20时开始影响白龙江上游地区。云团在7日23时左右达到最强，最低云顶亮温约为-65 ℃。此时，舟曲县位于云团亮温低值中心区，对流发展较为剧烈(图 5)。

4 强对流条件分析

从大气环流背景分析，本次过程是在高空有冷空气东移南下的背景下，由低层切变线上产生的中尺度强对流暴雨云图造成的短时强降雨。8月7日20时西北地区东部有高空槽过境，地面有冷锋东移南下，低层700 hPa上有切变线，甘南地区位于槽底后部、冷锋尾部和切变线上(图 6)。

从强对流条件分析，以最靠近舟曲的武都探空站8月7日08时和20时资料对比分析(图 7a、7b)，甘南舟曲等地区低层08时受偏南气流控制，有暖湿平流，层结是稳定的。由于白天的地面辐射增温，导致低层不稳定能量积蓄，而舟曲又位于河谷地区，20时这种不稳定能量积蓄较为集中。到8月7日午后到夜间高空槽过境后高空有冷空气东移南下，表现在500 hPa上有-2 ℃的降温，冷平流覆盖在暖湿的下垫面，加剧了层结的位势不稳定，由低层切变和地面锋面的强迫抬升下，触发了对流云团生成，而高层200 hPa位于强的辐散区域，这种高空辐散、低层辐合的系统配置有利于对流强度的发展，最终形成了暴雨云团。

5 预报难点分析

预报难点主要集中在以下几个方面：

一是大气环流形势发生突然变化。虽然从7日20时高空监测信息分析，舟曲的强降水具有比较有利的环流形势，但从实时业务中能够得到的7日08时高空监测信息来看，底层层结稳定。由于对流抑制较强，使得对流不稳定能量得以聚集，到7日晚上20时后夜间突然释放，造成局地强对流天气，预报反应时间有限。

二是强降雨天气系统空间尺度小、时间短。此次强降水开始于迭部县代古寺(7日20时至21时)到舟曲东山镇(7日23时至24时)，两地相距46 km，历时仅2个小时，两地之间现有其他测站中最大小时降雨量分别为4.9 mm和13.8 mm，难以判断和预报泥石流发生区域的强降雨。

三是雷达监测覆盖区域不够。由于舟曲地处山区，位于现有气象多普勒雷达监测网的边缘，因此临近的强降雨监测受到了很大局限，影响了短时的预警发布。从前面分析表明，天水雷达监测到的回波处于其雷达有效探测范围之外，虽然事后分析通过该雷达资料可以看到在舟曲附近有强回波停留，但在实时预报业务中使用的难度很大。

四是短时降雨强度之强非常罕见。这次强对流天气过程中，分别出现了每小时55.4 mm(迭部代古寺)、77.3 mm(舟曲东山镇)的短历时降雨，其降雨强度之大，在我国西部地区非常罕见(目前在美国，把每小时超过80 mm短历时降雨，称作超级强对流天气，十分罕见)，在实际业务预报中通过卫星资料估测的难度很大。