張俊蘭，李 偉，鄭育琳

（新疆氣象臺，新疆 烏魯木齊 830002）

短時強(qiáng)降水是指短時間內(nèi)降水強(qiáng)度較大，降水量達(dá)到或超過某一量值的天氣現(xiàn)象，具有突發(fā)性和局地性強(qiáng)、來勢猛、降水集中等特征。新疆降水雖少，但暴雨過程中常伴有短時強(qiáng)降水[1-3]，根據(jù)《全國短時、臨近預(yù)報業(yè)務(wù)規(guī)定》，新疆結(jié)合氣候干旱的背景和實(shí)際業(yè)務(wù)需求，定義1 h降水量≥10.0 mm或3 h降水量≥20.0 mm的降水過程為一次短時強(qiáng)降水，本文選取1 h降水量≥10.0 mm的短時強(qiáng)降水標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行分析。昆侖山脈位于青藏高原北部、南疆盆地南部，由喀喇昆侖山、昆侖山、阿爾金山組成，西部與帕米爾高原相接，東部與祁連山相連，昆侖山西窄東寬，總面積約50萬km2，長約2 500 km，山脈北部平原區(qū)年降水量一般在50 mm左右。近20年來，南疆暴雨頻發(fā)[4]，洪澇災(zāi)害呈明顯增加趨勢[5]，短時強(qiáng)降水常造成山洪、泥石流、山體滑坡等氣象衍生災(zāi)害，嚴(yán)重影響農(nóng)牧業(yè)生產(chǎn)、群眾生活，甚至威脅生命，特別是近10年南疆短時強(qiáng)降水造成的災(zāi)害更大，如2019年6月24—26日，短時強(qiáng)降水造成昆侖山北坡部分居民房屋、鄉(xiāng)村道路、農(nóng)作物及牲畜家禽均不同程度受災(zāi)受損；2020年4月19—23日，和田地區(qū)策勒縣、皮山縣、洛浦縣短時強(qiáng)降水引發(fā)泥石流和山體滑坡，三縣經(jīng)濟(jì)損失達(dá)2 958.1萬元。

研究短時強(qiáng)降水需摸清大尺度環(huán)流形勢、掌握雷達(dá)回波演變特征，但目前關(guān)于昆侖山北坡短時強(qiáng)降水的環(huán)流形勢未系統(tǒng)分析，對能捕捉中小尺度天氣系統(tǒng)的雷達(dá)回波產(chǎn)品并未研究。國內(nèi)關(guān)于短時強(qiáng)降水在環(huán)流形勢、雷達(dá)分析等方面有許多成果[10-14]，天氣分型主要以低槽型、低渦型、低槽+副高型，部分地區(qū)還有低渦倒槽型、西北氣流型、切變線型及無系統(tǒng)型等。國內(nèi)強(qiáng)降水雷達(dá)回波演變有移入型、合并加強(qiáng)型和本地發(fā)展型三種[9]，可應(yīng)用雷達(dá)回波外推臨近預(yù)報法預(yù)報北京短時降水[8]，東北冷渦背景下強(qiáng)單體風(fēng)暴、甘肅中南部、重慶、南京、滇西北高原等地的短時強(qiáng)降水過程中雷達(dá)回波特征各有特點(diǎn)[10-14]；湖北宜昌峽口區(qū)暴雨不同天氣型下可得出5種雷達(dá)回波暴雨概念模型[15]。上述成果為昆侖山北坡短時強(qiáng)降水天氣分型及雷達(dá)回波研究提供了思路和借鑒。新疆短時強(qiáng)降水的天氣分型研究方面，總結(jié)指出北疆夏季極端降水500 hPa環(huán)流形勢主要特征[16]，哈密大降水的環(huán)流形勢分為4型，分別為橫槽型、低渦型、低槽（ω）型和不穩(wěn)定小槽型[17]，歸納天山北坡短時強(qiáng)降水的環(huán)流系統(tǒng)高低空配置[18]以及中尺度天氣系統(tǒng)、雷達(dá)回波特征[19]；南疆短時強(qiáng)降水研究主要針對天山南麓、帕米爾高原東部，較少涉及昆侖山北坡區(qū)域。得出影響南疆短時強(qiáng)降水的影響系統(tǒng)和探空環(huán)境參數(shù)[20]，對比分析了巴音郭楞蒙古自治州（簡稱“巴州”，下同）兩次強(qiáng)降水的環(huán)流配置和干冷空氣侵入特征[21]。在南疆西部降水天氣中，研究指出南疆西部降雨和降雪的環(huán)流形勢及雷達(dá)回波特征[22-24]，暴雨中雷達(dá)回波“逆風(fēng)區(qū)”、垂直液態(tài)含水量大值區(qū)預(yù)警指示意義[3]。

近年來昆侖山北坡平原區(qū)和中淺山帶新建了多個加密地面自動氣象站，本文利用昆侖山北坡逐小時和分鐘降水?dāng)?shù)據(jù)、和田多普勒天氣雷達(dá)二次產(chǎn)品數(shù)據(jù)，從500 hPa影響系統(tǒng)的角度進(jìn)行天氣分型，總結(jié)歸納不同類型降水雷達(dá)回波產(chǎn)品特征量值，掌握雷達(dá)回波平面和垂直結(jié)構(gòu)演變特征，希望對今后預(yù)報預(yù)警提供新的預(yù)報思路，更好地指導(dǎo)預(yù)報預(yù)警業(yè)務(wù)。

1 數(shù)據(jù)和方法

1.1 研究區(qū)概況

研究區(qū)主要包括昆侖山北坡和田地區(qū)平原區(qū)及南部淺山、中山地帶，本文選取氣象站點(diǎn)包括皮山、墨玉、和田、洛浦、策勒、于田、民豐、塔中等8個國家氣象站和154個加密區(qū)域自動氣象站，平原區(qū)海拔1 200～1 500 m、淺山帶海拔1 500～2 200 m、中山帶2 200～3 166 m，研究區(qū)及氣象站點(diǎn)分布見圖1。

圖1 昆侖山北坡8個國家氣象站和154個區(qū)域自動氣象站分布

1.2 數(shù)據(jù)來源與處理

選取和田地區(qū)7個、塔中1個國家氣象站和154個加密區(qū)域自動氣象站2013—2020年5—9月逐小時和分鐘降水資料，依據(jù)新疆氣象局“小時雨強(qiáng)≥10 mm·h-1為短時強(qiáng)降水”標(biāo)準(zhǔn)，統(tǒng)計(jì)時段內(nèi)任一測站出現(xiàn)小時雨強(qiáng)≥10 mm·h-1就記為一次短時強(qiáng)降水，共統(tǒng)計(jì)出212站次短時強(qiáng)降水天氣。依據(jù)和田C波段多普勒雷達(dá)逐6 min體掃數(shù)據(jù)，應(yīng)用美國GR2Analyst雷達(dá)產(chǎn)品軟件，篩選出38例短時強(qiáng)降水雷達(dá)回波個例，生成0.5°～19.5°共9個仰角的反射率因子（R）、徑向速度（V）、回波頂高（ET）、垂直液態(tài)水含量（VIL）4類雷達(dá)二次產(chǎn)品。引入1.5°仰角R、ET、VIL的平均值、最大值平均和極大值表征雷達(dá)回波特征量值，逆風(fēng)區(qū)依據(jù)定義[25]、參照不同尺度[26]進(jìn)行分析。大氣環(huán)流形勢場資料來源于L波段雷達(dá)高空探測數(shù)據(jù)，環(huán)流形勢中涉及地圖底圖來自中國氣象信息綜合分析處理系統(tǒng)（Micaps 4）。

1.3 天氣分型方法及雷達(dá)降水回波判識標(biāo)準(zhǔn)

1.3.1天氣分型方法

環(huán)流形勢、影響系統(tǒng)及流型配置是降水預(yù)報的核心，根據(jù)500 hPa環(huán)流形勢和影響系統(tǒng)給出天氣分型，以短時強(qiáng)降水發(fā)生前后12 h槽脊位置為準(zhǔn)，將38例短時強(qiáng)降水分為中亞低渦（槽）型、西風(fēng)帶短波型、高原低渦（槽）型3類天氣分型。

1.3.2雷達(dá)降水回波判識標(biāo)準(zhǔn)

對比38例短時強(qiáng)降水時回波形態(tài)、水平尺度、垂直強(qiáng)度和尺度等差異，將和田地區(qū)38例短時強(qiáng)降水回波分為混合云和對流云兩種類型?；旌显平邓夭ㄊ菍訝钤婆c積狀云相混合的降水回波，回波范圍大，回波邊緣支離破碎無明顯邊界，內(nèi)夾若干個結(jié)實(shí)團(tuán)塊，呈棉絮狀，結(jié)構(gòu)不均勻；垂直結(jié)構(gòu)中，回波頂高有起伏，層積特征共存；而對流云降水回波則由單個或多個分散的回波單體組成，單體孤立，結(jié)構(gòu)密實(shí)，四周清晰，棱角分明，水平尺度較小，回波強(qiáng)度強(qiáng)，強(qiáng)度梯度大，回波演變和生消也快；垂直結(jié)構(gòu)單體呈柱狀，頂部突起，呈砧狀，回波垂直高度高，生肖快，生命史一般＜1 h，對流云回波又根據(jù)水平、垂直結(jié)構(gòu)和持續(xù)時間分為單單體、強(qiáng)單體、塊狀多單體和帶狀多單體4類。

2 短時強(qiáng)降水的雷達(dá)回波特征量值

2.1 混合云

表1顯示了昆侖山北坡2013—2020年5—9月38例混合云和對流云降水回波主要特征量值。8例混合云降水回波中，最大平均R約52.8 dBZ，極大R達(dá)60.0 dBZ；回波頂高ET最大平均為7.0 km，極大ET約9.0 km；最大值VIL平均6.4 kg·m-2，極大VIL為13.1 kg·m-2。由于回波面積較大，降水范圍也較大，持續(xù)時間較長。

表1 昆侖山北坡2013—2020年5—9月38例混合云和對流云降水回波的主要特征量值

2.2 對流云

單單體、強(qiáng)單體、塊狀多單體和帶狀多單體4類對流云降水回波共30例（表1），其中，塊狀多單體最多（11例），其次是強(qiáng)單體（7例），單單體和帶狀多單體回波較少（各6例）。強(qiáng)單體回波最強(qiáng)，單單體回波最弱。強(qiáng)單體最大平均R約60.0 dBZ，極大R達(dá)71.0 dBZ，回波頂高ET最高，最大平均ET為8.5 km，極大ET約12.0 km，最大值VIL為13.1 kg·m-2，極大VIL為26.2 kg·m-2。塊狀和帶狀多單體降水回波中，最大平均R為54.0 dBZ左右，極大R為62.5和57.0 dBZ；塊狀和帶狀多單體回波頂高ET最大平均為8.0和6.8 km，極大ET為10.0和9.0 km；塊狀和帶狀多單體VIL最大值平均11.7和10.9 kg·m-2，極大VIL為25.1和25.6 kg·m-2。

對流云和混合云降水回波的特征量值存在顯著差異，主要表現(xiàn)在：對流云回波多于混合云回波，回波頻次是混合云回波的4倍左右；對流云回波較混合云偏強(qiáng)3 dBZ左右（1.5°）、頂高較混合云偏高3 km左右，對流云頂高有時超過10 km，而混合云最高接近7 km；對流云回波的垂直液態(tài)水量是混合云的近2倍；混合云回波時間偏長，平均持續(xù)時間近5 h，而對流云回波僅55 min左右。

2.3 不同天氣分型的短時強(qiáng)降水雷達(dá)回波頻次

從表2中可看出，中亞低渦（槽）型是發(fā)生次數(shù)最多的天氣形勢，其次為西風(fēng)帶短波型，高原低渦（槽）型最少。2型降水回波頻次中混合云8次（占21.1%）、對流云回波30次（占78.9%），對流云較混合云偏多近3倍。5類降水回波中，多單體（塊狀）對流回波最多?？梢?，中亞低渦（槽）天氣流型下的對流云回波最為常見。

表2 昆侖山北坡短時強(qiáng)降水3類天氣分型下2型5類雷達(dá)回波出現(xiàn)頻次/次

3 短時強(qiáng)降水天氣分型

3.1 中亞低渦（槽）型

表1中，中亞低渦（槽）型最多，共出現(xiàn)26次，占總短時強(qiáng)降水頻次的68.4%，其中，混合云回波6次（占總比15.8%），對流云回波20次（占總比52.6%）。值得關(guān)注的是，此型天氣形勢下，對流云回波占50%以上，其中多單體（塊狀）回波最多，共9次，占對流云回波的45%。

此型天氣形勢及高低空天氣系統(tǒng)有較好配置，500 hPa歐亞范圍為經(jīng)向環(huán)流，呈兩脊一槽。60°～90°E、35°～55°N中亞低槽向南加深，伊朗副熱帶高壓與里海、咸海高壓脊疊加并北挺，貝加爾湖高壓脊相對偏弱，中亞低槽向南加深時出現(xiàn)1～2條閉合等值線，發(fā)展為中亞低渦（槽），低渦（槽）內(nèi)氣旋式風(fēng)場明顯，低渦（槽）前西南氣流有時加強(qiáng)為急流，低渦（槽）減弱移動或分裂短波中影響南疆（圖2a）。200 hPa南疆為西南（偏西）急流，強(qiáng)降水在高空急流入口區(qū)右側(cè)、出口區(qū)左側(cè)均有發(fā)生。700～850 hPa南疆西部為西北風(fēng)，盆地東部為偏東風(fēng)，昆侖山北坡東西風(fēng)輻合、有冷切變線（圖2b、2c），強(qiáng)降水位于500 hPa槽前和700～850 hPa冷式切變線附近。

圖2 2020年5月6日20：00昆侖山北坡短時強(qiáng)降水中亞低渦（槽）型500 hPa（a）、700 hPa（b）和850 hPa（c）位勢高度（單位：dagpm）疊加風(fēng)場（單位：m·s-1）

3.2 西風(fēng)帶短波型

西風(fēng)帶短波型短時強(qiáng)降水共9次，占23.7%，其中，混合云回波2次，占總比5.2%，對流云回波7次，占18.4%，此型對流云回波多于混合云回波。此型是昆侖山北坡短時強(qiáng)降水的重要流型，500 hPa中高緯為緯向環(huán)流，南疆受西風(fēng)氣流控制，境外有短波東移過境。高層200 hPa、低層700～850 hPa盆地東西兩側(cè)出現(xiàn)東風(fēng)和西風(fēng)，中層500 hPa西風(fēng)帶上有短波槽東移侵入（圖3a）；700～850 hPa南疆盆地東部有偏東風(fēng)，盆地西部出現(xiàn)中尺度氣旋式環(huán)流、低壓中心、冷式風(fēng)切變及風(fēng)速輻合區(qū)（圖3b、3c），地面上昆侖山北坡為正變壓區(qū)，系統(tǒng)移動較快。

圖3 2014年6月21日08：00昆侖山北坡短時強(qiáng)降水中亞低渦（槽）型500 hPa（a）、700 hPa（b）和850 hPa（c）位勢高度（單位：dagpm）疊加風(fēng)場（單位：m·s-1）

3.3 高原低渦（槽）型

高原低渦（槽）型短時強(qiáng)降水共3次，占7.9%，均為對流云回波，無混合云回波（表1）。此型槽脊位置偏南，500 hPa上70°～110°E、27°～40°N內(nèi)低槽、閉合等高線低壓或3站風(fēng)向呈氣旋性的環(huán)流系統(tǒng)，中低緯呈“兩高夾一低”經(jīng)向環(huán)流，伊朗高壓脊穩(wěn)定，西太平洋副高西伸時加強(qiáng)，青藏高原西部為低值系統(tǒng)區(qū)（圖4a）；高層200 hPa出現(xiàn)偏西急流，中低層600～850 hPa南疆盆地東部偏東風(fēng)（有時會出現(xiàn)急流），盆地中部有氣旋式低壓環(huán)流（圖4b、4c），強(qiáng)降水處于低渦（槽）前部和中低層西北風(fēng)與偏東風(fēng)的切變線附近。

圖4 2015年7月1日08：00昆侖山北部短時強(qiáng)降水中亞低渦（槽）型500 hPa（a）、700 hPa（b）和850 hPa（c）位勢高度（單位：dagpm）疊加風(fēng)場（單位：m·s-1）

以上3類天氣分型中，除500 hPa有中亞、高原低渦（槽）和西風(fēng)帶短波影響系統(tǒng)外，還有一個共同特點(diǎn)，即短時強(qiáng)降水落區(qū)和強(qiáng)度與高空鋒區(qū)、低層中尺度氣旋、切變線、輻合線等中尺度系統(tǒng)、東風(fēng)氣流（急流）等密切相關(guān)，取決于這些影響系統(tǒng)、高低空天氣系統(tǒng)的配置及強(qiáng)度。另外，200 hPa急流強(qiáng)度、位置有所不同，中亞低渦（槽）型和高原低渦（槽）型的急流強(qiáng)度相當(dāng)且強(qiáng)于西風(fēng)帶短波型；急流位置高原低渦（槽）型相對偏南，對應(yīng)強(qiáng)降水落區(qū)也偏南，強(qiáng)降水大多位于昆侖山北坡，而中亞低渦（槽）型和西風(fēng)帶短波型由于急流略偏北，強(qiáng)降水落區(qū)主要位于喀什、克州和阿克蘇地區(qū)。實(shí)際業(yè)務(wù)中，應(yīng)細(xì)致分析高低空天氣系統(tǒng)位置、強(qiáng)度以及空間配置，確定強(qiáng)降水落區(qū)、強(qiáng)度和時間。

4 短時強(qiáng)降水雷達(dá)回波特征雷達(dá)

4.1 混合云

選取2020年5月6—8日和田地區(qū)洛浦縣暴雨過程，此過程天氣分型為中亞低渦（槽）型，500 hPa上572 dagpm閉合線位于中亞境內(nèi)，北疆和青藏高原北部均有低值系統(tǒng)配合。短時強(qiáng)降水代表站選取生態(tài)農(nóng)業(yè)科技示范園和多魯鄉(xiāng)，5月6日23：56—7日00：56，兩站1 h雨量為16.6和11.1 mm。圖5給出兩站6日23：44—8日01：02逐分鐘降水變化，7日00：00后，兩站降水均增強(qiáng)，生態(tài)農(nóng)業(yè)科技示范園在00：02—00：14，12 min累計(jì)雨量8.3 mm，00：08和00：16，1 min雨量為1.2和1.0 mm；多魯鄉(xiāng)在00：02—00：14，12 min雨量為2.7mm，為00：12—00：14，1 min雨量均為0.5 mm（圖5）。重點(diǎn)分析6日23：56—7日00：20較強(qiáng)降水內(nèi)雷達(dá)回波演變特征。

圖5 2020年5月6—8日洛浦縣生態(tài)農(nóng)業(yè)科技示范園和多魯鄉(xiāng)逐分鐘降水變化

2020年5月6日夜間，和田多普勒雷達(dá)1.5°回波圖像有混合云降水回波特點(diǎn)，隨低層?xùn)|北風(fēng)楔入，混合云回波向西南方移動，6日23：20后，雷達(dá)站第一象限兩條帶狀回波合并中緩慢西南壓，大范圍層狀云中出現(xiàn)3～5個較強(qiáng)積狀云塊；徑向速度上，低仰角回波移速快于高仰角，自低向高空間分布呈后傾結(jié)構(gòu)。7日00：02，1.5°R上，＞30 dBZ回波西邊界壓至生態(tài)農(nóng)業(yè)科技示范園和多魯鄉(xiāng)附近，最大R為52 dBZ（圖6a）；1.5°V中，生態(tài)農(nóng)業(yè)科技示范園北部氣流間出現(xiàn)與環(huán)境水平風(fēng)向相反方向的矢量—中-γ尺度逆風(fēng)區(qū)（圖6b），此逆風(fēng)區(qū)北側(cè)有氣流輻合；R垂直結(jié)構(gòu)ET最大5 km左右，2～3個＞40 dBZ回波中心ET為2～3 km（圖6c）；V垂直結(jié)構(gòu)中，4～7 km強(qiáng)回波云砧前沿存在來向風(fēng)和去向風(fēng)的徑向輻合線（圖6d），有利于對流天氣發(fā)展與維持。00：02—00：08，生態(tài)農(nóng)業(yè)科技示范園分鐘降水不斷增強(qiáng)，00：02和00：03分鐘降水強(qiáng)度由0.4 mm·min-1增為0.6 mm·min-1、00：06和00：07由0.7 mm·min-1增為0.9 mm·min-1、00：08增至1.2 mm·min-1；多魯鄉(xiāng)分鐘降水強(qiáng)度維持在0.1～0.2 mm·min-1，00：09—00：12，低層?xùn)|風(fēng)向西南方移動。00：13，1.5°R上，回波西南移過程中強(qiáng)度穩(wěn)定，1.5°V中生態(tài)農(nóng)業(yè)科技示范園西側(cè)出現(xiàn)氣旋式輻合，生態(tài)農(nóng)業(yè)科技示范園分鐘降水強(qiáng)度為0.4～0.9 mm·min-1，多魯鄉(xiāng)分鐘降水增強(qiáng)，由0.1～0.2 mm·min-1增至0.4～0.5 mm·min-1。00：19逆風(fēng)區(qū)和氣旋式輻合減弱，降水逐漸減弱。

圖6 2020年5月7日00：02和田多普勒雷達(dá)反射率因子R（單位：dBZ）、徑向速度V（單位：m·s-1）及剖面

4.2 對流云

4.2.1單單體

2019年7月1日短時強(qiáng)降水是由青藏高原西北部的高原低渦（槽）型背景下、高原低渦減弱東移造成的。1日午后和田雷達(dá)站西北方單單體回波發(fā)展，該回波相對孤立，周邊無＞40 dBZ回波，1日23：57，單單體較強(qiáng)，1.5°R上，最大R為52.0 dBZ（圖7a），1.5°V的徑向速度為離站風(fēng)，R垂直結(jié)構(gòu)中，最大ET約為10 km，高低層不同仰角的回波核心軸幾乎與地面垂直、位置基本重疊，（圖7b），最大VIL為12.5 kg·m-2，回波持續(xù)約45 min。

圖7 2019年7月1日23：57和田多普勒雷達(dá)1.5°反射率因子R（a，單位：dBZ）、沿（a）白線R剖面（b，單位：dBZ）

4.2.2強(qiáng)單體

昆侖山北坡氣候干旱，未出現(xiàn)過冰雹強(qiáng)對流天氣，近8 a也未發(fā)現(xiàn)符合超級單體回波個例。本文將介于單單體和超級單體之間的回波稱為強(qiáng)單體回波，是指在上升氣流較強(qiáng)時，積云頂向上發(fā)展，積云在高空水平下風(fēng)方加強(qiáng)伸展成砧狀云高懸回波，由于無下垂結(jié)構(gòu)，因此無有界和弱回波區(qū)、中氣旋。強(qiáng)單體回波最顯著的特點(diǎn)是積云垂直方向明顯發(fā)展，高空有砧狀高懸回波但不下垂，徑向速度場上，有氣旋性輻合和逆風(fēng)區(qū)等結(jié)構(gòu)。

2014年6月21日500 hPa為緯向環(huán)流，中亞短波系統(tǒng)活躍，西風(fēng)帶短波東移影響南疆，天氣流型屬西風(fēng)帶短波型。21日午后和田地區(qū)西北部、距雷達(dá)50～60 km內(nèi)有一回波單體出現(xiàn)，緩慢向東南方移動，周邊新對流并入單體中，回波強(qiáng)度、水平尺度、回波垂直高度等均有發(fā)展，單體明顯加強(qiáng)。20：33，回波較旺盛，具備強(qiáng)單體回波特征，1.5°R上，最大R為59.0 dBZ（圖8a）；1.5°V上，低層強(qiáng)回波附近出現(xiàn)正負(fù)速度對的中-γ尺度氣旋性旋轉(zhuǎn)，有徑向速度輻合，23：57仍有旋轉(zhuǎn)特征（圖8b）；2.4°V中，氣旋性旋轉(zhuǎn)相近處出現(xiàn)逆風(fēng)區(qū)，此逆風(fēng)區(qū)可作為對流云降水天氣的判據(jù)之一。

R垂直結(jié)構(gòu)中，ET接近10 km，＞50 dBZ的ET伸展至5 km附近，低層R梯度和ET頂無明顯偏移，但高層5～7 km出現(xiàn)高懸回波，最強(qiáng)高懸回波R＞40 dBZ（圖8c），＞55 dBZ高質(zhì)心回波下降，降至1～2 km；V垂直結(jié)構(gòu)中，1～6 km出現(xiàn)向站風(fēng)與離站風(fēng)的輻合線，徑向風(fēng)輻合高度4 km左右（圖8d），VIL增強(qiáng)，最大為26.2 kg·m-2，回波持續(xù)約35 min。

圖8 2014年6月21日20：33和田多普勒雷達(dá)反射率因子R（單位：dBZ）、徑向速度V（單位：m·s-1）及剖面1.5°R（a），1.5°V（b），沿（a）白線的R和V剖面（c、d）

4.2.3塊狀多單體

2019年6月28日短時強(qiáng)降水屬中亞低渦（槽）天氣環(huán)流型，伊朗高壓脊向東北伸展，烏拉爾山低槽東移南下，南段在巴湖北部加強(qiáng)為中亞低渦（槽），印度北部低槽與中亞低渦（槽）部分結(jié)合。28日14：00后，中亞低渦前及低層切變線附近和雷達(dá)站東北部、距雷達(dá)60～100 km徑圈內(nèi)有零散塊狀新單體出現(xiàn)并東南移，14：46回波較強(qiáng)，1.5°R最大為52.5 dBZ（圖9a），1.5°V中，2個徑向方向的氣旋式輻合對應(yīng)回波加強(qiáng)或發(fā)展（圖9b）。2.4°V中，出現(xiàn)2個中-γ尺度的逆風(fēng)區(qū)（圖9c），R垂直結(jié)構(gòu)中，4～5個回波單體中個別單體發(fā)展旺盛，回波A為單單體，低層R梯度和ET頂無偏移，幾乎與地面垂直，回波B較強(qiáng)，為強(qiáng)單體，中高層有高懸回波。塊狀多單體回波中有單單體或強(qiáng)單體同時存在，個別單體最強(qiáng)R超過50 dBZ、ET超過10 km，VIL較大，為15～20 kg·m-2，最大超過20 kg·m-2，回波持續(xù)近3 h。

圖9 2019年6月28日和田14：46多普勒雷達(dá)反射率因子R（單位：dBZ）、徑向速度V（單位：m·s-1）及剖面

4.2.4帶狀多單體

2015年7月1日短時強(qiáng)降水的天氣流型屬高原低渦（槽）型。隨高原低渦減弱東移和低層西北風(fēng)進(jìn)入（圖8），雷達(dá)站西側(cè)多個弱單體東移時合并加強(qiáng)為帶狀回波，19：02，1.5°最大R為54.0 dBZ（圖10a），1.5°V上，雷達(dá)站西北部低層西北風(fēng)前沿風(fēng)向?qū)Υ担霈F(xiàn)東北風(fēng)和西南風(fēng)輻合（圖10b），R垂直結(jié)構(gòu)中，回波似墻，最大ET達(dá)8 km，＞50 dBZ強(qiáng)回波在3 km以下，出現(xiàn)3～4個＞50 dBZ低質(zhì)心強(qiáng)回波（圖10c），VIL極大值為15.6 kg·m-2，回波持續(xù)約1.5 h。

圖10 和田2015年7月1日19：02新一代天氣雷達(dá)反射率因子R（單位：dBZ）、徑向速度V（單位：m·s-1）及剖面

5類短時強(qiáng)降水的雷達(dá)回波除特征量值不同外，其演變也不相同，主要表現(xiàn)為：（1）混合云降水回波當(dāng)強(qiáng)度增強(qiáng)、頂高變高并出現(xiàn)逆風(fēng)區(qū)和徑向輻合等中-γ天氣系統(tǒng)時，降水增強(qiáng)。（2）強(qiáng)單體50 dBZ以上強(qiáng)回波ET伸至5 km，高懸回波達(dá)5 km以上，強(qiáng)回波附近有中-γ氣旋性旋轉(zhuǎn)和逆風(fēng)區(qū)出現(xiàn)，中低層徑向風(fēng)輻合厚度較厚，回波持續(xù)較短。（3）塊狀和帶狀多單體50 dBZ以上回波頂高伸至3～4 km，垂直液態(tài)含水量為15～20 kg·m-2，持續(xù)1.5～3 h，較單單體回波明顯偏強(qiáng)、持續(xù)時間偏長。（4）未發(fā)現(xiàn)有超級單體回波，昆侖山北坡也無冰雹發(fā)生。

3類天氣分型下均能出現(xiàn)較強(qiáng)回波，中亞低渦（槽）和高原低渦（槽）天氣流型下的短時強(qiáng)降水回波強(qiáng)度未必較西風(fēng)帶短波型強(qiáng)。實(shí)際業(yè)務(wù)中，除需分析500 hPa影響系統(tǒng)、鋒區(qū)位置和強(qiáng)度外，還應(yīng)密切關(guān)注高層偏西急流、中低層切變線和輻合線、東風(fēng)強(qiáng)度和西伸位置，重點(diǎn)分析高低空天氣系統(tǒng)三維結(jié)構(gòu)和空間配置，綜合研判短時強(qiáng)降水回波的移向、強(qiáng)度變化及影響區(qū)域等。

5 結(jié)論

為進(jìn)一步掌握昆侖山北坡短時強(qiáng)降水天氣，本文將昆侖山北坡短時強(qiáng)降水分為中亞低渦（槽）型、西風(fēng)帶短波型、高原低渦（槽）型3類天氣分型，分析短時強(qiáng)降水雷達(dá)回波特征值及典型個例，得出以下結(jié)論：

（1）兩種類型的短時強(qiáng)降水回波中，對流云回波強(qiáng)度偏強(qiáng)（1.5°仰角偏強(qiáng)3 dBZ左右），回波頂高偏高（較混合云偏高3 km左右），垂直液態(tài)含水量偏高（是混合云的近2倍）；對流云回波持續(xù)時間偏短，平均持續(xù)時間55 min左右，而混合云持續(xù)近5 h。對流云降水回波頻次較混合云偏多近3倍。

（2）5類降水回波的特征量值和演變特征不同。對雷達(dá)回波特征量值，混合云、強(qiáng)單體、塊狀和帶狀回波最大回波強(qiáng)度平均為52.8、60和54 dBZ，強(qiáng)單體極大回波強(qiáng)度達(dá)71.0 dBZ；5類降水回波頂高最大高度為6.8～8.5 km、極大為9.0～12.0 km，強(qiáng)單體回波最高；垂直液態(tài)含水量最大值平均為6.4～13.1 kg·m-2，極大值為13.1～26.2 kg·m-2，強(qiáng)單體回波最強(qiáng)。在回波演變過程中，強(qiáng)單體50 dBZ以上強(qiáng)回波頂高可伸至5 km，高懸回波在5 km以上，強(qiáng)回波附近有中-γ氣旋性旋轉(zhuǎn)和逆風(fēng)區(qū)出現(xiàn)，中低層徑向風(fēng)輻合厚度較厚，回波持續(xù)較短；塊狀和帶狀多單體50 dBZ以上回波頂高可伸至3～4 km，垂直液態(tài)水含量為15～20 kg·m-2，持續(xù)1.5～3 h，較單單體回波偏強(qiáng)、持續(xù)時間偏長。對流云回波中以多單體（塊狀）回波居多；混合云降水回波中，當(dāng)回波增強(qiáng)、頂高增高并出現(xiàn)中-γ天氣系統(tǒng)時，分鐘降水強(qiáng)度增強(qiáng)；未發(fā)現(xiàn)超級單體回波，昆侖山北坡無冰雹天氣發(fā)生。

（3）3類天氣分型中，中亞低渦（槽）型最多，短時強(qiáng)降水落區(qū)和強(qiáng)度與高空鋒區(qū)、低層中尺度氣旋、切變線、輻合線等中尺度系統(tǒng)、東風(fēng)氣流（急流）等密切相關(guān)，實(shí)際業(yè)務(wù)中應(yīng)綜合分析天氣分型中高低空天氣系統(tǒng)位置、強(qiáng)度的空間配置，嚴(yán)密監(jiān)視雷達(dá)回波演變，及時發(fā)布暴雨等災(zāi)害性天氣預(yù)警信號。

（4）由于和田地區(qū)多普勒天氣雷達(dá)資料有限，對短時強(qiáng)降水雷達(dá)回波特征把握不夠全面，有一定的局限性。今后隨樣本增多，應(yīng)進(jìn)一步修正和完善短時強(qiáng)降水雷達(dá)回波特征，在暴雨預(yù)報預(yù)警業(yè)務(wù)中發(fā)揮更大指導(dǎo)作用。