程愛寧

（哈密第十三師紅星二場(chǎng)氣象站，新疆 哈密 839113）

2011年7月27~28日，哈密墾區(qū)內(nèi)普遍出現(xiàn)了不同程度的降水天氣，其中，日降水量紅山、巴里坤在20 mm以上。本文就這次天氣過程從高低空環(huán)流形勢(shì)、高低空流場(chǎng)、不穩(wěn)定度及水汽來(lái)源等[1]方面對(duì)其進(jìn)行了綜合分析，總結(jié)了此類天氣的預(yù)報(bào)著眼點(diǎn)。

1 資料采集及天氣實(shí)況

1.1 資料采集及方法

天氣現(xiàn)象及要素等實(shí)況數(shù)據(jù)采用第十三師1個(gè)人工氣象站和6個(gè)自動(dòng)監(jiān)測(cè)站資料 （個(gè)別為氣溫、氣壓兩要素站），運(yùn)用天氣學(xué)原理，對(duì)這場(chǎng)天氣過程進(jìn)行綜合分析。

1.2 天氣實(shí)況

表1 降雨天氣實(shí)況 mm

2011年7月27~28日，哈密墾區(qū)出現(xiàn)了一次以降水為主的天氣過程，其中，天山以北的紅山、巴里坤、石城子、前山等區(qū)域日降水量均在10 mm以上，紅山和巴里坤連續(xù)降水近12 h，出現(xiàn)了大到暴雨，主要降水日為27日。過程降水量分別為：紅星二場(chǎng) 0.8 mm，紅山 22.3 mm，伊吾 2.3 mm，淖毛湖0.1mm，柳樹泉 0.6 mm，四場(chǎng) 0.2 mm，黃田 0.7 mm（見表 1）。

2 500 hPa形勢(shì)分析

24日08∶00時(shí)至25日08∶00， 歐亞范圍內(nèi)為經(jīng)向環(huán)流，烏拉爾山為阻高形勢(shì)，伊朗副高不斷向北發(fā)展與烏拉爾山脊疊加，西太平洋副高西伸北抬，推動(dòng)巴爾喀什湖長(zhǎng)脊，但強(qiáng)度不強(qiáng)，使得咸海與巴爾喀什湖之間的低渦加強(qiáng)，同時(shí),泰梅爾半島到西伯利亞為寬廣的低值活動(dòng)區(qū)，新疆大部受該脊前的西北氣流控制。

26日08∶00至27日08∶00， 伊朗副高繼續(xù)向北發(fā)展與烏拉爾山脊疊加，烏拉爾山脊東擴(kuò)，其脊前西北氣流上不斷有來(lái)自于新地島的冷空氣東南下，巴爾喀什湖脊受該冷空氣的沖擊后向南衰退，咸海至巴爾喀什湖的低渦減弱成槽東移并與北方冷空氣匯合，于 27 日 08∶00，該槽的前端到達(dá) 90°E 附近，20∶00主槽壓至本地區(qū)上空，該時(shí)段地區(qū)大部產(chǎn)生降水天氣（見圖 1）。20∶00以后個(gè)別區(qū)域有零星降水。28日 08∶00移出本區(qū)，降水結(jié)束。

圖1 2011年7月27日08時(shí)500 hPa高度場(chǎng)實(shí)況

分析表明，此次天氣過程的主導(dǎo)系統(tǒng)是伊朗脊不斷向北發(fā)展與烏拉爾山脊疊加?xùn)|擴(kuò)，引導(dǎo)北方冷空氣南下，即伊朗副高發(fā)生南北疊加型振蕩；影響系統(tǒng)是巴爾喀什湖低槽與南下北方冷空氣匯合東南下，造成本地區(qū)的降水天氣。

3 200 hPa南亞高壓分析

24日08∶00，南亞高壓呈雙體型，一個(gè)位于伊朗高原，另一個(gè)位于青藏高原上，中心值分別為1 252 hPa和1 260 hPa；鄂木斯克為低渦，副熱帶低槽位于中亞。24日20∶00南亞高壓呈單體型，2個(gè)中心東西移合為1個(gè)中心，位于青藏高原西端，中心強(qiáng)度加強(qiáng)，中心值為1 268 hPa。25日08∶00，南亞高壓又呈雙體型，中心一個(gè)在伊朗高原，一個(gè)在青藏高原上，中心強(qiáng)度略有減弱，中心值均為1 264 hPa，鄂木斯克為低渦減弱成槽。26日08∶00，南亞高壓又呈單體型，2個(gè)中心東西移合為1個(gè)中心，位于青藏高原和伊朗高原之間，中心強(qiáng)度猛烈增強(qiáng)，其值為1 292 hPa。27日08∶00，南亞高壓又呈雙體型，中心一個(gè)在伊朗高原，一個(gè)在青藏高原東部，強(qiáng)度減弱，中心值均為1 260 hPa，印度半島有低值系統(tǒng)生成；鄂木斯克低槽與北支槽匯合形成東北-西南向的副熱帶大槽，穿越新疆東部至中部（見圖2）。27日20∶00印度低值系統(tǒng)向北伸展，將伊朗高壓和青藏高壓分離，環(huán)流形勢(shì)為南北低、東西高的“高度鞍型場(chǎng)”，使得南亞高壓東撤到高原東部。

圖2 2011年7月27日08時(shí)200 hPa高度場(chǎng)實(shí)況

由此演變可見，南亞高壓呈雙體型，并完成了西部型轉(zhuǎn)為東部型的“東西振蕩”過程，副熱帶大槽在偏東區(qū)域形成，為大降水提供了大尺度環(huán)流背景。

4 高、低空流場(chǎng)分析

25 日 08∶00 至 26 日 20∶00，700 hP a 上氣流輻合帶位于新疆中部，本區(qū)處于輻散區(qū)。

27日08∶00，700 hpa由北風(fēng)、西風(fēng)和南風(fēng)組成的輻合帶位于本地區(qū)（見圖3a），此時(shí)的200 hPa本地區(qū)上空為輻散氣流（見圖3b），低層輻散，高層輻合，這種高低空氣流的配置有利于上升運(yùn)動(dòng)的產(chǎn)生、水汽的凝結(jié)和集中及不穩(wěn)定能量的釋放，為降水提供了有利的動(dòng)力條件，本區(qū)大部在該時(shí)段出現(xiàn)降水。

27日20∶00，這種高低空的配置移到甘肅北部，本區(qū)大部降水結(jié)束。

圖3 a 2011年7月27日08時(shí)700 hPa高度場(chǎng)實(shí)況

圖3 b 2011年7月27日08時(shí)200hPa高度場(chǎng)實(shí)況

5 層結(jié)不穩(wěn)定度分析

根據(jù)紅星二場(chǎng)本站的高空資料，利用T-lnp圖分析紅星二場(chǎng)本站的大氣層結(jié)穩(wěn)定度指數(shù)中的K指數(shù)和不穩(wěn)定能量，它們?cè)趯?shí)際工作中有較好的指示意義。

5.1 K指數(shù)分析

K指數(shù)分析的定義是：K=（T850-T500）+Td850-（T-Td）700，它表示除了溫度垂直變化外，還包含了大氣中低層的飽和程度和濕層厚度，是反映穩(wěn)定度和濕度條件的綜合指數(shù)，指數(shù)值越大，表示大氣越不穩(wěn)定和越潮濕，大氣具有較高的潛能，越有利于降水形成。具體數(shù)據(jù)見表2。

表2 層結(jié)穩(wěn)定度指數(shù) ℃

從表2中可以看出，26日08∶00以后，K指數(shù)快速增大，27日由-41變?yōu)?2，且達(dá)到最大，27日20∶00以后減小，說(shuō)明27日大氣層結(jié)趨于不穩(wěn)定，這與哈密墾區(qū)內(nèi)的強(qiáng)降水時(shí)段比較吻合。

5.2 不穩(wěn)定能量分析

27日 08∶00，620 hPa以下為負(fù)不穩(wěn)定能量面積，620~500 hPa為正不穩(wěn)定能量面積，正面積小于負(fù)面積，大氣處于假潛在不穩(wěn)定。27日20∶00，地面至740hPa層結(jié)曲線與狀態(tài)曲線重合，740~690hPa為負(fù)不穩(wěn)定能量面積，690~430 hPa為正不穩(wěn)定能量面積，正面積遠(yuǎn)大于負(fù)面積，大氣處于真潛在不穩(wěn)定，有利于對(duì)流發(fā)展和降水產(chǎn)生（見圖4）。

圖4 2011年7月27日08時(shí)大氣壓力趨勢(shì)

6 水汽來(lái)源

通過700 hPa和500 hPa的溫度露點(diǎn)差≤4℃為濕區(qū)的演變來(lái)看，這次天氣的水汽來(lái)源主要來(lái)自系統(tǒng)本身，由于低層輻合將水汽迅速集中，上升運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)水汽的垂直輸送。

7 小結(jié)

（1）此次天氣過程的主導(dǎo)系統(tǒng)是伊朗脊不斷向北發(fā)展與烏拉爾山脊疊加?xùn)|擴(kuò)，引導(dǎo)北方冷空氣南下；影響系統(tǒng)是巴爾喀什湖低槽與南下北方冷空氣匯合東南下造成墾區(qū)的降水天氣。（2）這次大降水過程是在南亞高壓雙體型和東西振蕩、伊朗副高發(fā)生南北疊加型振蕩的大尺度環(huán)流背景下，低槽這個(gè)天氣尺度系統(tǒng)中攜帶者中小尺度系統(tǒng)形成的。因此，南亞高壓雙體型、對(duì)流層低層強(qiáng)烈輻合與高層較強(qiáng)輻散及垂直上升運(yùn)動(dòng)是其形成大降水的重要物理機(jī)制。（3）各物理量場(chǎng)及要素變化分析對(duì)降水預(yù)報(bào)有著重要貢獻(xiàn)，尤其是水汽條件、動(dòng)力條件和不穩(wěn)定能量條件。

[1]胡勇林，洪展，陳利東.一次中尺度強(qiáng)降水天氣過程分析[J].氣象研究與應(yīng)用，2012（1）：21-23.