地处西北内陆的陕甘宁三省地域广阔、海拔高度差异大、地形地貌极为复杂。尽管年降水量总体偏少^[1]，但发生在5—9月的极端强降水却时常给人民群众生命财产造成巨大损失。2006年7月14—15日，宁夏中北部地区发生了50年不遇的强降水，银川、石嘴山两市创造了有气象记录以来日降水量历史极值，洪水灾害带来的直接经济损失达2.5亿元^[2]。2007年8月8日夜间，陕西中部出现了一次区域性短时强暴雨过程，强降水导致严重的山体滑坡和城市内涝，整个过程因灾死亡9人，直接经济损失8亿多元^[3]。2010年8月7日夜间，发生在甘肃省舟曲县的突发性短时强降水引发了特大山洪泥石流灾害，灾害造成1471人死亡，294人失踪，直接经济损失逾亿元^[4]。鉴于强降水在陕甘宁地区的高致灾性，气象工作者一直将其列为研究重点。

早期，由于气象资料的限制，陕甘宁地区强降水研究主要集中在暴雨的大尺度环流背景上，马鹤年^[5]揭示了陕西省暴雨的4股典型气流。王式功等^[6]总结出甘肃暴雨的两类环流特征。白肇烨等^[7]通过环流分析提出了陕甘宁地区暴雨的预报思路。文献[8]还对西北地区暴雨的各项特征进行系统归纳分析。近年来，随着观测资料的丰富以及中尺度数值模式的广泛应用，许多学者对局地突发性暴雨、致洪性暴雨、诱发地质灾害暴雨进行了细致分析^[9-13]。目前，中尺度系统发生、发展机制已经成为短时强降水研究的重点。王楠等^[14]利用雷达资料分析发现，中尺度辐合线移动方向与低空急流输送方向共同决定了短时强降水未来的落区变化。毕宝贵等^[15]利用卫星资料对陕西南部一次强降水过程分析发现：β-中尺度对流系统是佛坪1 h发生53 mm短时强降水的直接原因, 而地形的动力强迫、地面冷锋以及低空急流扰动触发了β-中尺度对流系统。慕建利等^[16]对西北地区东部一次突发性强降水过程进行数值模拟，结果表明：导致短时强降水产生的β-中尺度系统由α-中尺度切变线激发，而β-中尺度动力、热力场之间的耦合是短时强降水多次发生的重要机制。陈静等^[17]指出中尺度对流系统存在两支上升入流，而它们所携带的两种不稳定能量共同作用促使对流雨团强烈发展最终形成短时强降水。

可以看出，陕甘宁三省强降水的研究已经从传统意义的 (大) 暴雨逐渐向短历时、高强度降水深入。尽管相关领域已经取得了不少成果，但短时强降水的研究大多从属于某次暴雨个例，缺乏针对性。目前，利用高分辨率降水资料，国内其他地区已经开展了专门针对短时强降水时空分布特征和环流分型的研究^[18-20]。但在陕甘宁三省，由于观测系统建设的滞后，上述科研工作迄今为止还相对缺乏。本文采用2005—2010年5—9月加密自动气象站逐小时降水资料对陕甘宁三省不同强度短时强降水时空分布特征、天气学概念模型以及物理量特征进行研究，希望能为该地区短时强降水潜势预报方法的建立打下基础。

本文研究区域包括陕西、甘肃、宁夏三省。该区域地形复杂 (图 1)、水系众多，主要地形包括：祁连山地、陇南山地、陕南秦巴山区、宁夏南部六盘山区、甘南高原、陕北黄土高原、关中平原、银川平原。主要水系有嘉陵江、汉江、渭河、泾河等。

图 1

图 1. 陕甘宁地区地形高度和站点分布 Fig 1. Topography and distribution of automatic weather stations in Shan-Gan-Ning Region

目前，中央气象台和我国中东部地区气象部门均将1 h降水量≥20 mm的降水记为短时强降水。但在陕甘宁地区，15 mm/h左右的降水在特殊下垫面上就能造成灾害^[21]，考虑到该地区整体降水特征，当地气象部门将该标准调整为1 h降水量≥10 mm。为了与实际业务保持一致，本文也将陕甘宁地区短时强降水定义为观测站1 h降水量≥10 mm。从国家气象信息中心现有2005—2010年加密自动气象站逐小时降水资料中截取5—9月陕甘宁三省1 h降水量≥10 mm的所有信息，去除资料缺失较多的8个测站 (沙湖、平罗、嘉峪关、金昌、金塔、高台、麦积、宝鸡县)，利用地面填图、6 h降水量、WSCI (重要天气) 报、灾情报告对其进行质量控制，最终建立包含207个站点 (图 1)1 h降水量和降水时间在内的短时强降水数据集。本文首先利用该数据集研究陕甘宁三省不同强度短时强降水时空分布特征，然后从短时强降水典型个例中提炼出对预报有指示意义的天气学概念模型，最后使用NCEP再分析资料 (水平分辨率为1°×1°) 计算相关物理量值，最终得到3类短时强降水模型的一般性特征以及它们的各自特点。

陕甘宁三省短时强降水 (1 h降水量≥10 mm) 累积发生频次总体上从陕西南部向甘肃河西逐渐减少 (图 2a)。区域内有4个活跃区：第1活跃区位于陕南秦巴山区，短时强降水发生频次平均在50次左右，镇巴为西北地区之最，一共发生107次；第2活跃区位于陇东南部和陇南东部，大多测站强降水发生频次为5～40次；第3活跃区位于陕北高原中南部以及陕北榆林的东南部，强降水发生频次为30～35次；第4活跃区位于宁夏南部六盘山区和甘南北部，强降水发生频次为20～25次。不活跃区主要有3个：关中平原沿线平均在15次左右；宁夏中北部、陇中东部只有10次左右；河西地区大多不足3次，是陕甘宁地区短时强降水最不活跃区域。

图 2

图 2. 2005—2010年陕甘宁三省短时强降水 (1 h降水量≥10 mm) 累积发生频次 (a) 和1 h最大降水量分布 (b) Fig 2. Distribution of short-time heavy precipitation (no less than 10 mm per hour) cumulative frequency (a) and maximum hourly precipitation (b) in Shan-Gan-Ning Region from 2005 to 2010

在陕甘宁地区，1 h降水量≥30 mm的短时降水具有很强的致灾性，其中，30 mm≤1 h降水量＜50 mm的短时强降水 (图略) 大多只发生在前文所述的活跃区中。而高发区域 (≥4次) 主要集中在陕南和关中东北部，这些站点不是处于山脉的迎风坡 (如镇巴、商南) 就是位于平原向高原过渡的地形陡升区 (如铜川、韩城)，特殊地形对于偏南气流的强迫抬升往往对降水起到加强作用。而1 h降水量≥50 mm的短时强降水 (图略)，其发生频次最低，范围最小，除陕南、关中部分地区外其余大多离散分布，而甘肃泾川发生频次最高，共发生过3次1 h降水量≥50 mm的强降水。

对应每个站点1 h最大降水量 (图 2b) 分布，活跃区内的1 h最大降水量大都大于30 mm (介于30～70 mm)，个别站点会出现大于80 mm，如泾川84 mm/h、西乡82 mm/h。值得关注的是，相对不活跃的关中平原却是1 h降水极值最大的地区，特别是关中中部，1 h最大降水量大部分大于50 mm，武功为101 mm/h、高陵92 mm/h成为该地区短时强降水的极值雨量。而这种极端强降水的发生与关中地区喇叭口地形有着紧密的联系，研究表明^[22]，低层气流进入喇叭口后被迫辐合抬升，历时短、降水量大的强降水十分容易在喇叭口收缩区形成，而关中中部正好位于喇叭口地形的收缩区上。

可知，短时强降水在陕甘宁三省存在4个活跃区和3个不活跃区，区域内山区、高原较为活跃，平原较不活跃。无论是短时强降水活跃区还是不活跃区均能出现1 h降水量大于80 mm的强降水。而山地迎风坡、地形陡升区、喇叭口等特殊地形附近更容易发生1 h降水量≥30 mm的短时强降水。

从陕甘宁三省短时强降水累积发生频次降水量的月际分布来看，7—8月最为活跃，其次为6月和9月，5月最不活跃。对于1 h降水量不小于10 mm及不小于20 mm的短时强降水，7月比8月更为活跃 (图略)。对于30 mm≤1 h降水量＜50mm的短时强降水，8月发生频次开始略多于7月，而强度更强的短时强降水 (1 h降水量≥50 mm) 在8月的发生频次则明显多于7月，对应1 h最大降水量和1 h降水量≥30 mm的短时强降水平均降水量也同样是8月大于7月 (图 3)。7—8月，亚洲大陆受热低压控制，位于其东北部的西北地区盛行偏南、偏东气流。同期，高空北支西风急流北撤减弱，副热带高压西进北抬。副热带高压西侧的偏南暖湿气流与西北侵入的冷空气不断在西北地区东部交汇，且不断有中 (小) 尺度系统发展，所以短时强降水在7—8月显著增多。特别是8月，副热带高压位置偏西、偏北，当其东西振荡或是与青藏高压形成对峙时，强度更大的短时强降水时常在陕甘宁地区发生。此外，热带系统在8月相对活跃，东南沿海台风登陆，副热带高压停滞少动，副热带高压西北侧的强降水区正好位于西北地区东部，远距离台风的间接影响促使雨量剧增。卓嘎等^[23]研究表明，陕甘宁地区8月降水量与台风活动正相关联系比较明显。可见，7—8月是陕甘宁三省短时强降水的多发期，而更大强度的短时强降水容易发生在8月。

图 3

图 3. 2005—2010年陕甘宁三省短时强降水累积发生频次、1 h最大降水量、1 h降水量≥30 mm平均降水量月变化 Fig 3. Monthly variation of cumulative frequency of short-time heavy precipitation, maximum hourly precipitation and hourly mean precipitation above 30 mm in Shan-Gan-Ning Region from 2005 to 2010

从空间的月际分布上看 (图略)，5月陕甘宁地区只有零星的短时强降水发生，最不活跃。6月短时强降水累积发生超过10次的区域主要位于陕南南部；7月该区域迅速向北、向西延伸 (向北延伸到陕北，向西延伸到甘肃陇东、陇南)，其累积发生频次有显著增加；在7月的基础上，8月短时强降水已经逐渐扩展到宁夏东南部和甘南北部；9月发生范围迅速南退到陕南。空间分布呈现出随时间自东南向西北扩展，随后又由西北向东南收缩的特征。

上述逐月空间分布特征与大气环流背景密切相关。5月，东亚季风位置偏南，副热带高压脊线位于15°N以南，此阶段正值华南前汛期，由于缺乏充足的水汽输送，陕甘宁三省短时强降水最不活跃。6月副热带高压第1次北跳，脊线越过20°N并迅速达到25°N附近，江淮梅雨开始，位于陕甘宁地区最南端的陕南南部山区开始有短时强降水发生。7月东亚季风迅速向北发展，副热带高压再次北跳西进，脊线在25°～30°N附近，对应雨带也北抬至黄河流域，此时西南暖湿气流能够深入到西北地区东部，因而短时强降水从7月开始迅速向北向西扩展，而陕南、陇东、陇南成为短时强降水最活跃地区。8月东亚季风依然维持在较高纬度地区，副热带高压脊线越过30°N，西脊点西伸至105°E附近，华北进入盛夏雨季，陕北北部、宁夏南部、甘南北部的短时强降水随之也开始活跃。而陕甘宁地区南部由于受副热带高压控制，短时强降水较7月有所减少。9月副热带高压脊线南落至25°N以南，雨带南压，短时强降水随之南退到陕南，发生频次迅速减少。此外，甘肃河西地区由于青藏高原阻挡，夏季风所带来的西南暖湿气流很难到达^[24]，因而短时强降水少有发生。

陕甘宁三省短时强降水 (1 h降水量≥10 mm) 累积发生频次在7月下旬和8月中旬最为活跃 (图略)。5月上旬开始，短时强降水发生频次逐渐增加，到7月下旬达最大峰值，期间6月下旬到7月上旬、7月中旬到7月下旬增幅最大。8月上旬的伏旱期使短时强降水有所回落，8月中旬又迅速增至次峰值，随后一直到9月下旬，短时强降水持续减少。

选择经过109.2°E，107.7°E和105.9°E的3条经线 (如图 1中蓝线所示) 来研究不同区域短时强降水旬分布特征，这些经线既穿过山地、高原和平原，也包含了短时强降水的活跃区和不活跃区，具备一定的代表性。109.2°E穿过了陕南东部、关中东部和陕北；107.7°E穿过了陕南西部、关中西部以及陇东活跃区；105.9°E穿过了陇南和宁夏 (图 4)。

图 4

图 4. 5—9月沿不同经线短时强降水累积发生频次旬变化 Fig 4. Ten-day cumulative frequency of different short-time heavy precipitation along longitude from May to September

沿109.2°E，陕南东部 (34°N以南) 短时强降水的活跃期主要在6月下旬到9月上旬，其中7月最为活跃，每旬的发生频次都大于10次，而偏南地区在8月上、中旬有一间歇，发生频次明显减小 (小于2次)。关中东部和陕北南部 (34°～37°N) 在7月下旬最为活跃 (大于10次)，8月上旬出现明显间歇后，8月中旬又成为次活跃期 (大于6次)。陕北北部 (37°N以南) 的最活跃期从8月上旬到中旬 (大于4次)。整体上短时强降水活跃期由南向北逐渐推迟，表现出间歇活跃特征。

沿107.7°E，陕南西部 (34°N以南) 是短时强降水发生最早 (5月中旬开始)、活跃期最长、频次最高的地区。除8月中旬的间歇外，活跃期从6月下旬一直持续到9月下旬，期间6月下旬到7月下旬最为活跃，每旬发生频次都大于12次。关中西部 (34°～35.3°N) 活跃期从7月中旬开始持续到8月中旬，7月下旬、8月上旬是最活跃期 (大于10次)。陇东地区南部 (35.3°～36°N) 活跃期出现在6月下旬到7月中旬，7月上旬是最活跃期 (大于8次)。

沿105.9°E，陇南南部山区 (34°N以南) 短时强降水的活跃时段有6月中旬到8月上旬、9月上旬到下旬，7月中旬是最活跃时段 (大于10次)。陇南北部 (34°～35.7°N) 在7月下旬最为活跃 (大于6次)。宁夏南部 (35.7°～37°N) 最活跃期 (大于4次) 仅出现在8月中旬。

将上述结果归纳后可知，不同区域短时强降水的最活跃期有着明显的时间变化特征，该特征可以为西北地区短时强降水潜势预报提供必要的气候背景。具体来看，陕南山区最活跃期最早，持续时间也最长，从6月下旬一直到7月下旬。7月上旬为陇东南部最活跃期。7月中旬是陇南南部山地最活跃期。陇南北部、关中、陕北南部地区在7月下旬才迎来最活跃期。8月上旬开始到中旬进入陕北北部最活跃期；而宁夏南部的最活跃期仅在8月中旬。

陕甘宁三省短时强降水 (1 h降水量≥20 mm) 日变化存在双峰分布特征 (图 5)，傍晚前后 (20：00—22：00，北京时，下同) 为第1峰值，后半夜 (04：00—07：00) 为第2峰值。08：00—14：00是一天中的低发期，而下午至前半夜 (14：00—次日02：00) 是短时强降水发生的主要时段 (占全天短时强降水的68%)。对应1 h最大降水量同样是在傍晚前后强度最强，上午强度最弱。对于30 mm≤1 h降水量＜50 mm的短时强降水，上午仍最不活跃，而夜间 (20：00—次日08：00) 共出现3个峰值为该量级短时强降水的多发时段。对于1 h降水量≥50 mm的短时强降水，夜间多发性更为明显，整个夜间发生的短时强降水占全天的76%，其中21：00—22：00最为活跃。关于这种夜间多发性，有学者认为这与低空急流常在夜间加强有关^[25]，而Tang等^[26]和张养才等^[27]均提出，在夜间特殊地形下形成的山风环流是其中的主要原因。从区域大地形来看，陕甘宁地区短时强降水活跃区位于青藏高原东北侧，夜间地势更高的青藏高原降温更快，冷空气下沉并与西北地区东部的暖湿上升气流交汇形成强降水。从小区域来看，陕甘宁地区的山区里常有江河穿流其中，河谷地形较为明显。由于太阳辐射，河谷地区在白天储存了不稳定能量。傍晚，河谷周边的山坡由于辐射降温出现了山风环流，低层暖湿空气抬升触发了不稳定能量的释放，所以在夜间容易产生对流性降水。特别当锋面过境时，山风环流往往能够增大降水强度。

图 5

图 5. 陕甘宁三省短时强降水累积发生频次和1 h最大降水量日变化 Fig 5. Diurnal variation of cumulative frequency of short-time heavy precipitation and maximum hourly precipitation in Shan-Gan-Ning Region

根据500 hPa环流特征，结合动力、热力条件以及强降水落区，从32个短时强降水典型个例中提炼出西北地区3类短时强降水概念模型：低槽-副高型 (共21例，占65.6%)、低涡-远距离台风型 (共7例，占21.9%)、两高切变型 (共4例，占12.5%)。

低槽-副高型 (图 6a)：500 hPa上副热带高压西伸至107°E，西风槽东移与高原槽在100°E附近同位相叠加成南北向大槽。低槽与副热带高压之间西南急流从高原吹向陕甘宁地区。700 hPa冷空气随着冷槽东移南下，副热带高压外围西南风急流将暖湿气流向北输送，甘肃东部到陕北有一人字形切变线。850 hPa湿舌北伸，并有暖脊配合。地面冷锋东移到陕西中北部。冷暖空气的强烈交汇产生了强降水。高层200 hPa西风急流达到52 m/s，高低空急流之间的耦合加剧了垂直上升运动。短时强降水主要发生在850 hPa湿舌内暖式切变线到低空急流左前方间的区域。该类型是陕甘宁三省短时强降水最为典型形势，它的发生频次高，但1 h降水量大多在25 mm以内。

图 6

图 6. 陕甘宁地区短时强降水概念模型 (绿色区域为短时强降水落区)(a) 低槽-副高型，(b) 低涡-远距离台风型，(c) 两高切变型 Fig 6. The conceptual model of short-time heavy precipitation in Shan-Gan-Ning Region (area with short-term heavy precipitation is green)(a) trough and subtropical high pattern, (b) low vortex and typhoon far away pattern, (c) shear between two high pressure patterns

低涡-远距离台风型 (图 6b)：陕甘宁地区地处我国内陆，台风对其没有直接影响，但台风的间接影响往往能在该区域内产生大范围的短时强降水^[28]。低涡-远距离台风型就属于这种类型。500 hPa上副热带高压控制华东、华南大部分地区，台风在广东、海南一带登陆后减弱西行，甘肃东部到陕西有一深厚冷涡，冷空气沿涡旋后部向东南扩散。对应700 hPa有一低涡与人字形切变线，山西有东北路回流冷空气入侵。台风低压外围气流与副热带高压外围气流合并加强为偏南风急流，急流将中低层变为深厚湿区。东西两股冷空气夹挤低层暖湿偏南气流，在能量场上形成次天气尺度Ω系统^[29]。700，850 hPa的不同位置都存在切变线。而高层200 hPa南亚高压东部的分流区处在105°E以东，高空辐散低层辐合有利于强降水的持续发展。短时强降水成片发生，主要位于次天气尺度Ω系统高能轴和低层切变线附近。该类型短时强降水发生范围最广、强度比低槽-副高型更强，落区内多个站点1 h降水量大于50 mm。由此可见，陕甘宁地区同样应该给予登录台风足够关注。

两高切变型 (图 6c)：前期，500 hPa上40°N以北有明显低压环流，陕甘宁大部分地区受新疆高脊前西北气流控制，青藏高压与副热带高压打通形成高压坝。短时强降水期间，低纬度热带系统活动使得高压坝断裂，副热带高压有所东退，青藏高压东北侧有冷空气沿着西北气流下滑，副热带高压西北侧有西南暖湿气流北上，两高压之间形成冷式切变辐合，对应700 hPa上有一准东西向切变线，干线位于切变线附近。地面对应为一准静止锋。冷暖空气对峙与切变线辐合共同作用产生了强降水，降水落区主要在干线南侧的显著湿区里。它是3种类型中唯一有干线参与的短时强降水，降水区前期由于暖性高压控制容易积聚不稳定能量，干线所带来的干空气入侵能触发能量快速释放。这类强降水强度最强、持续时间最短，1～2 h内就能产生大于100 mm的强降水，在降水的同时常伴有频繁的雷暴活动。此外，由于前期强降雨落区无明显低值系统影响，该类降水同时具有较强突发性。

利用NCEP再分析资料计算每类概念模型在强降水发生时各物理量的平均值 (表 1)，通过分析得到了短时强降水发生的一些共性特征。从水汽条件来看，3种类型均有丰富的水汽供应和较强的水汽辐合，大气水汽总量均在55 mm以上，700 hPa水汽通量散度在-6×10^-7g/ (cm²·hPa·s) 以上；从大气稳定度来看，它们都具有对流性不稳定层结和一定强度的不稳定能量，500 hPa和850 hPa假相当位温差Δθ_se小于0℃，抬升指数小于-3℃，K指数也在35℃以上，所拥有的对流有效位能为350～1120 J/kg；从特殊层高度来看，陕甘宁三省短时强降水0℃层高度都在5200 gpm以上，高于发生冰雹的0℃层高度。而暖云层厚度 (0℃层高度与抬升凝结高度之差) 在4500 gpm左右，较厚的暖云层不利于冰雹的形成，但有利于高效率的降水的产生；风切变条件来看，0～3 km垂直风切变均小于0.005 s^-1，短时强降水主要发生在较弱的风切变环境中。

表 1

表 1 各类概念模型物理量平均值 Table 1 Average physical parameters of each short-time heavy precipitation conceptual model 物理量 低槽-副高型 低涡-远距离台风型 两高切变型 水汽总量/mm 58.23 64.72 56.31 700 hPa水汽通量散度/(10-7g/(cm2·hPa·s)) -6.23 -12.46 -8.55 500 hPa和850 hPa假相当位温差Δθse/℃ -5.64 -7.71 -10.62 500 hPa和850 hPa温度差ΔT/℃ -24.51 -26.38 -29.27 抬升指数/℃ -3.12 -4.03 -4.61 对流有效位能/(J·kg-1) 257.43 639.62 1019.76 K指数/℃ 36.47 36.25 38.83 0℃层高度/gpm 5513.81 5207.74 5381.32 抬升凝结高度/gpm 915.93 837.63 872.51 暖云层厚度/gpm 4597.88 4370.11 4508.81 0～3 km垂直风切变/s-1 0.0027 0.0023 0.0044 强天气威胁指数 242.62 233.59 295.62

表 1 各类概念模型物理量平均值 Table 1 Average physical parameters of each short-time heavy precipitation conceptual model

尽管存在上述共性特征，不同类型间的短时强降水在相关物理量中所表现出的特点却各不相同。低槽-副高型的抬升凝结高度最高，该类降水往往需要配合必要的抬升机制才能触发不稳定能量释放，在陕甘宁三省，这种抬升机制主要是冷锋的锋面抬升。其Δθ_se、抬升指数、K指数、对流有效位能最低，反映出该类降水在大气不稳定度上要弱于其他两种类型，降水强度因此也弱于其他两类，一般1 h降水量不超过25 mm；低涡-远距离台风型的水汽条件是3种类型中最好的，其大气水汽总量和水汽通量散度最大，这已经成为该类型短时强降水最为显著的特点。其较低的抬升凝结高度表明强降水不需要大尺度系统的强烈抬升就能发生。宽广而深厚的湿区、大气不稳定层结、平均639.62 J/kg的对流有效位能使得强降水发生范围最广、强度比低槽-副高型更强；两高切变型的Δθ_se、抬升指数、K指数、对流有效位能均为3类中最高，0～3 km垂直风切变最强，对流性特征最为明显，特别是强天气威胁指数达到259.62，而研究表明^[30]强天气威胁指数在发生强雷暴时临界阈值为300，所以该类降水不仅强度最大，而且在降水的同时常常伴有雷暴。

1) 短时强降水在陕甘宁三省存在4个活跃区和3个不活跃区，其中山区、高原较为活跃，平原较不活跃。无论是短时强降水活跃区还是不活跃区均能出现1 h降水量＞80 mm的强降水。而山地迎风坡、地形陡升区、喇叭口等特殊地形附近更容易发生1 h降水量≥30 mm的短时强降水。

2) 7—8月为陕甘宁三省短时强降水多发期，相对7月，强度更大的短时强降水更容易发生在8月。其中7月下旬、8月中旬为两大峰值，8月上旬由于伏旱发生频次有所减少，不同区域最活跃期有明显时间变化特征。日变化上存在双峰分布，1 h降水量≥30 mm的短时强降水表现出在夜间多发的特点，降水强度越大这种特点越为明显。

3) 陕甘宁地区3类短时强降水模型 (低槽-副高型、低涡-远距离台风型、两高切变型) 均拥有丰富的水汽和不稳定层结 (能量)、高于发生冰雹的0℃层高度、较厚的暖云厚度，且均发生在弱风切变环境中。

4) 低槽-副高型最为典型，它的抬升凝结高度最高，500 hPa和850 hPa假相当位温差Δθ_se、抬升指数、K指数、对流有效位能最低，短时强降水发生频次高，1 h降水量大多在25 mm以内。低涡-远距离台风型水汽条件最好，深厚湿区、次天气尺度Ω系统和较低的抬升凝结高度使短时强降水发生范围最广，强度更强。两高切变型降水强度最大、持续时间最短并具有突发性, 而Δθ_se、抬升指数、K指数、对流有效位能最高，0～3 km垂直风切变最强，对流性特征明显，特别是强天气威胁指数接近300，强降水发生的同时往往伴有雷暴。