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摘 要：利用常规气象观测数据、卫星云图，对2012年8月11～13日发生在哈密地区北部的区域性大到暴雨天气过程的影响天气系统、各物理量场、卫星云图进行了分析。结果表明：副高外围西南暖湿气流与新疆槽中不断分裂冷空气在哈密地区北部交汇是导致此次区域性大到暴雨的主要原因，散度、垂直速度的高低空合理配置和高能、高湿是此次强降雨出现的动力、热力和水汽条件，中尺度对流云团和垂直积分液态含水量大值区与大到暴雨具有较好的对应关系。
关键词：区域性大到暴雨；物理量场；中尺度对流云团
中图分类号：P458.121.1 文献标识码：A DOI：10.11974/nyyjs.20160132063
引言
我国是一个暴雨多发的国家，由于受季风气候及地理位置和地形的影响，暴雨的形成有显著的地域特点。在哈密地区北部，由于受地理位置、海拔高度、水汽输送等因素的影响，发生暴雨的几率并不大，极端大暴雨事件的出现几率非常小，但近几年来，哈密北部地区的极端暴雨事件频繁发生。哈密地区北部地处东天山北坡，平均海拔高度在1800～3300m之间，这一地区年降水量在200～350mm，降水量主要集中在每年的5～9月，7～8月是这一地区全年降雨最多的月份，属于干旱大陆性气候。虽然哈密地区北部每年出现区域性大到暴雨天气的次数不多，但由于境内地形复杂、山大沟壑、植被覆盖率低，人大多居住在相对低洼地带，由于哈密北部夏季多出现历时短、强度大的局地性降雨，受植被及下垫面土壤沟壑特点的影响，这种降雨极易汇集成山洪，甚至促发泥石流及滑坡，造成冲毁村庄、淹没农田、人员伤亡等严重灾害。大到暴雨是哈密北部夏季主要的灾害性天气之一，其落区预报一直是哈密地区灾害性天气预报的重点和难点，所以，加强对哈密北部夏季典型大到暴雨天气过程个例的分析和技术总结，有助于我们在预报中识别类似个例的再现，积累预报经验，提高大到暴雨预报准确率。本文从天气影响系统及其降雨过程动力、水汽和能量条件进行了分析，重点剖析哈密地区北部区域性大到暴雨天气成因，以加深对此类大到暴雨的认识，求得此类天气的预报思路。本文数据取自常规气象观测数据、卫星云图，哈密地区北部平均海拔高度在1800～3300m之间，由于受高原地形影响，本文所描述中层和低层分别指500hpa和700hpa层的高度。
1 降雨实况
2012年8月11～13日，哈密地区北部出现了2012年入汛以来范围最广、强度最大的一次区域性大到暴雨天气过程，其过程降雨量如表1所示，最大降雨中心在白石头乡，降雨量46.4mm，1个观测站和3个区域自动站≥30mm，2个区域自动站≥20mm，2个区域自动站≥10mm，此次降雨天气过程具有持续时间短、强度大、突发性强等特点。主要降雨集中在8月12日01：00～10：00，哈密市白石头乡08时雨量10.6mm，伊吾军马场06时雨量9.2mm，巴里坤县奎苏镇06时雨量5.5mm。
2 环流形势分析
环流形势特征和主要影响系统过程前期，8月10日08：00的500hpa图上，中高纬度为两槽一脊的形势，两槽的位置分别在黑海至里海、西西伯利亚至中亚（以下简称东槽，长波脊在乌拉尔山地区，东槽较为宽阔，在巴尔喀什湖北部有一个564hpa低涡，温度槽明显落后高度槽，且不断分裂冷空气影响哈密北部地区，副高外围的584hpa线西伸到南疆西部地区，且在哈密地区南部有0℃暖中心配合，700hpa层上，北塔山和哈密站呈西北和东南风辐合，在8月11日20：00 500hpa图上，新疆偏东地区处在西南气流中，24h变温东疆东部为正变温，到8月12日08：00转为负变温，期间中层有冷平流入侵，对应低层为28℃暖中心，这表明降雨发生时，上冷下暖结构，极易造成不稳定层结，有利于强对流天气的发生；在8月11日08：00 500hpa图上，巴尔喀什湖北部低涡东移南下到北疆中西部，槽线的位置在克拉玛依至巴音布拉克一带，700hpa层上，在哈密地区北部形成308hpa气旋性低涡切变线，受此短波槽携带冷空气东移和低层暖性低涡切变线影响，造成8月12日凌晨的强降雨。地面图上，8月11日17：00，在萨彦岭地区和天山山区分别有两股冷空气，23：00开始，伴随着冷空气东移南压，东疆北部地区降雨开始出现，直到8月12日11：00降雨才开始逐渐减弱，14：00降水过程结束。
3 物理量场的诊断分析
3.1 动力条件分析
分别沿着43°N（强降雨区）做了8月12日02：00散度和垂直速度的垂直剖面图，以便更好地研究此次暴雨天气的动力特征。大到暴雨发生前，在8月12日02：00 200hpa以上散度场（图略）可看出，巴里坤上空处在强辐散气流中，其值为24×10-6s-1，700hpa层以上为强辐合区，中心在90～95°E（大到暴雨区西北部），值为-48×10-6s-1，暴雨发生时（图略），95°E附近的辐合辐散区向东移动，雨量明显加大，巴里坤县出现34.9mm的强降雨；8月12日08：00（图略），500hpa层以下为强辐散区，以上为强气流的辐合区，中心在96～98°E之间，其值-84×10-6s-1，辐合强度较第一时段增强，随着辐合中心逐渐东移，降雨量较第一时段明显增大，白石头出现46.4mm，到8月12日14：00，强辐合中心移出东疆境内，降水结束。由此可见，2次强降雨时段对应散度场上均为高层辐散、低层辐合的配置，这种高层辐散形成的抽吸作用，有利于加强低层辐合和对流上升运动。8月12日02：00垂直速度场（图略）上，92～97°E之间，400～700hpa整层大气都处在上升运动区中，中心在94°E附近，和散度场辐合中心基本一致，其值为-36×10-3 hpa/s，着强上升气流区的东移，东疆西北部巴里坤的强降雨开始，多以短时暴雨为主，到强降水的第二时段前期，8月12日08：00（略图），95～98°E之间（强降雨区），700hpa以上整层大气都处在上升运动区中，其值为-36×10-3 hpa/s，负速度区的中心值明显南亚，对应东部白石头的降雨量比前一时段增加，到8月12日14：00，上升气流中心移出哈密地区，降雨结束。由此可见，强降雨出现前期，整层大气都具有强烈的上升运动，不仅有利于大到暴雨天气的产生，同时也促进了暴雨区附近中尺度对流系统的发展和维持，为大到暴雨天气提供有利的动力机制。 3.2 水汽条件分析
天气来临前，必然有大量的水汽向降水区上空输送，为大降水的产生提供充足的水汽条件。天气系统进入哈密地区前，T6398月11日20时700hPa相对湿度场预报，在北疆北部→石河子→乌鲁木齐一带，呈现大片高湿区，高湿中心相对湿度80%以上，呈东北西南向，湿舌伸至天山南麓。此时哈密地区相对湿度只有50%左右，巴里坤70%左右，到12日02时，高湿区西北东南扩展，湿轴呈南北向，巴里坤湿度增大至90%左右，已经出现降水，08时，高湿中心继续向东南部扩展，中心位于白石头东部，哈密地区各地湿度明显增大至80%左右，随着时间推移，高湿经过哈密地区，14时高湿区已经移至哈密东南部，而大降水就是高湿区经过的时段出现的，哈密北部巴里坤县出现了暴雨，北部邻近山区的个别区域1h降水量达10mm，也出现暴量，此为哈密的大降水出现提供了有利条件。
由以上分析可以看出：此次大降水水汽输送带主要来自于低值系统东移南下过程中本身携带的水汽。
4 卫星云图分析
8月11日21：00至8月12日08：00红外云图上可以看到有条锋面云系主体北疆东部北塔山至蒙古西部，尾部在奇台至巴里坤一带，尾部的这片云系有些零散，云系整体移动呈东北向，该云系在路径巴里坤时造成该地区的小量降水；同时在克拉玛依附近有小片云系，云系在移动过程中呈逆时针旋转，涡旋中心位于阿勒泰。8月12日08：00～11：00锋面云系的北部云系已经减弱东移北上进入蒙古，克拉玛依附近的涡旋云系尾部在旋转过程中，东南下与奇台南部的云系打通并不断加强进入哈密北部，造成哈密北部部分区域的集中大降水（见图3）。8月12日10～13：00位于哈密北部上空的云系继续开始逆时针旋转，其主体逐渐移到蒙古，其尾部的云系位于伊吾附近，伊吾造成弱的降水，之后降水逐渐停止。
从云系的演变来看，云系演变与实况环流形势配合的比较一致。
5 小结
此次大降水是大尺度环流背景，主导系统乌拉尔山高压脊，影响系统为西伯利亚至中亚低槽东南下的过程中在哈密加强呈涡共同造成的。
数值预报产品及物量场时段的预报，对此次降水的出现具有一定的指导意义。
大降水天气在哈密区出现频次较少，所以量级预报具有一定的难度。
参考文献
[1]张家宝，邓子风.新疆降水概论[M].北京：气象出版社，1987.
[2]徐羹慧.“96@7”新疆特大暴雨洪水预报服务技术研究的综述与启示[J].新疆气象，1997（1）.
[3]道然·加帕依，车罡，李如琦.新疆东部地区夏季暴雨的分析[J].气象，2007（2）.
[4]李霞，白慧星，汤浩.新疆“96@7”大暴雨过程中主要天气系统结构的天气动力学分析[J].新疆气象，1997（5）.
[5]刘惠云，吕新生，杨莲梅.“96@7”新疆特大暴雨中期过程分析[J].新疆气象，1998（1）.
[6]王旭，马禹，赵兵科.新疆”96@7”特大暴雨水汽输送通道研究[J].新疆气象，1999（5）.
[7]王荣梅，道然，屠月青，哈密地区7·17暴雨天气过程分析[J].沙漠与绿洲气象，2010，4（1）：36-40.
[8]马淑红，席元伟.新疆暴雨的若干规律性[J].气象学报，1997（2）.
[9] 2004年7月新疆特大暴雨过程的诊断分析[J].新疆气象，2005（4）.
[10] <新疆短期天气预报指导手册>编写组，新疆短期天气预报指导手册[M].乌鲁木齐：新疆人民出版社，1986.
作者简介：阿尼尔·卡拉帕（1966-），男，高级工程师，从事短期气候预测业务工作。
关键词：区域性大到暴雨；物理量场；中尺度对流云团
中图分类号：P458.121.1 文献标识码：A DOI：10.11974/nyyjs.20160132063
引言
我国是一个暴雨多发的国家，由于受季风气候及地理位置和地形的影响，暴雨的形成有显著的地域特点。在哈密地区北部，由于受地理位置、海拔高度、水汽输送等因素的影响，发生暴雨的几率并不大，极端大暴雨事件的出现几率非常小，但近几年来，哈密北部地区的极端暴雨事件频繁发生。哈密地区北部地处东天山北坡，平均海拔高度在1800～3300m之间，这一地区年降水量在200～350mm，降水量主要集中在每年的5～9月，7～8月是这一地区全年降雨最多的月份，属于干旱大陆性气候。虽然哈密地区北部每年出现区域性大到暴雨天气的次数不多，但由于境内地形复杂、山大沟壑、植被覆盖率低，人大多居住在相对低洼地带，由于哈密北部夏季多出现历时短、强度大的局地性降雨，受植被及下垫面土壤沟壑特点的影响，这种降雨极易汇集成山洪，甚至促发泥石流及滑坡，造成冲毁村庄、淹没农田、人员伤亡等严重灾害。大到暴雨是哈密北部夏季主要的灾害性天气之一，其落区预报一直是哈密地区灾害性天气预报的重点和难点，所以，加强对哈密北部夏季典型大到暴雨天气过程个例的分析和技术总结，有助于我们在预报中识别类似个例的再现，积累预报经验，提高大到暴雨预报准确率。本文从天气影响系统及其降雨过程动力、水汽和能量条件进行了分析，重点剖析哈密地区北部区域性大到暴雨天气成因，以加深对此类大到暴雨的认识，求得此类天气的预报思路。本文数据取自常规气象观测数据、卫星云图，哈密地区北部平均海拔高度在1800～3300m之间，由于受高原地形影响，本文所描述中层和低层分别指500hpa和700hpa层的高度。
1 降雨实况
2012年8月11～13日，哈密地区北部出现了2012年入汛以来范围最广、强度最大的一次区域性大到暴雨天气过程，其过程降雨量如表1所示，最大降雨中心在白石头乡，降雨量46.4mm，1个观测站和3个区域自动站≥30mm，2个区域自动站≥20mm，2个区域自动站≥10mm，此次降雨天气过程具有持续时间短、强度大、突发性强等特点。主要降雨集中在8月12日01：00～10：00，哈密市白石头乡08时雨量10.6mm，伊吾军马场06时雨量9.2mm，巴里坤县奎苏镇06时雨量5.5mm。
2 环流形势分析
环流形势特征和主要影响系统过程前期，8月10日08：00的500hpa图上，中高纬度为两槽一脊的形势，两槽的位置分别在黑海至里海、西西伯利亚至中亚（以下简称东槽，长波脊在乌拉尔山地区，东槽较为宽阔，在巴尔喀什湖北部有一个564hpa低涡，温度槽明显落后高度槽，且不断分裂冷空气影响哈密北部地区，副高外围的584hpa线西伸到南疆西部地区，且在哈密地区南部有0℃暖中心配合，700hpa层上，北塔山和哈密站呈西北和东南风辐合，在8月11日20：00 500hpa图上，新疆偏东地区处在西南气流中，24h变温东疆东部为正变温，到8月12日08：00转为负变温，期间中层有冷平流入侵，对应低层为28℃暖中心，这表明降雨发生时，上冷下暖结构，极易造成不稳定层结，有利于强对流天气的发生；在8月11日08：00 500hpa图上，巴尔喀什湖北部低涡东移南下到北疆中西部，槽线的位置在克拉玛依至巴音布拉克一带，700hpa层上，在哈密地区北部形成308hpa气旋性低涡切变线，受此短波槽携带冷空气东移和低层暖性低涡切变线影响，造成8月12日凌晨的强降雨。地面图上，8月11日17：00，在萨彦岭地区和天山山区分别有两股冷空气，23：00开始，伴随着冷空气东移南压，东疆北部地区降雨开始出现，直到8月12日11：00降雨才开始逐渐减弱，14：00降水过程结束。
3 物理量场的诊断分析
3.1 动力条件分析
分别沿着43°N（强降雨区）做了8月12日02：00散度和垂直速度的垂直剖面图，以便更好地研究此次暴雨天气的动力特征。大到暴雨发生前，在8月12日02：00 200hpa以上散度场（图略）可看出，巴里坤上空处在强辐散气流中，其值为24×10-6s-1，700hpa层以上为强辐合区，中心在90～95°E（大到暴雨区西北部），值为-48×10-6s-1，暴雨发生时（图略），95°E附近的辐合辐散区向东移动，雨量明显加大，巴里坤县出现34.9mm的强降雨；8月12日08：00（图略），500hpa层以下为强辐散区，以上为强气流的辐合区，中心在96～98°E之间，其值-84×10-6s-1，辐合强度较第一时段增强，随着辐合中心逐渐东移，降雨量较第一时段明显增大，白石头出现46.4mm，到8月12日14：00，强辐合中心移出东疆境内，降水结束。由此可见，2次强降雨时段对应散度场上均为高层辐散、低层辐合的配置，这种高层辐散形成的抽吸作用，有利于加强低层辐合和对流上升运动。8月12日02：00垂直速度场（图略）上，92～97°E之间，400～700hpa整层大气都处在上升运动区中，中心在94°E附近，和散度场辐合中心基本一致，其值为-36×10-3 hpa/s，着强上升气流区的东移，东疆西北部巴里坤的强降雨开始，多以短时暴雨为主，到强降水的第二时段前期，8月12日08：00（略图），95～98°E之间（强降雨区），700hpa以上整层大气都处在上升运动区中，其值为-36×10-3 hpa/s，负速度区的中心值明显南亚，对应东部白石头的降雨量比前一时段增加，到8月12日14：00，上升气流中心移出哈密地区，降雨结束。由此可见，强降雨出现前期，整层大气都具有强烈的上升运动，不仅有利于大到暴雨天气的产生，同时也促进了暴雨区附近中尺度对流系统的发展和维持，为大到暴雨天气提供有利的动力机制。 3.2 水汽条件分析
天气来临前，必然有大量的水汽向降水区上空输送，为大降水的产生提供充足的水汽条件。天气系统进入哈密地区前，T6398月11日20时700hPa相对湿度场预报，在北疆北部→石河子→乌鲁木齐一带，呈现大片高湿区，高湿中心相对湿度80%以上，呈东北西南向，湿舌伸至天山南麓。此时哈密地区相对湿度只有50%左右，巴里坤70%左右，到12日02时，高湿区西北东南扩展，湿轴呈南北向，巴里坤湿度增大至90%左右，已经出现降水，08时，高湿中心继续向东南部扩展，中心位于白石头东部，哈密地区各地湿度明显增大至80%左右，随着时间推移，高湿经过哈密地区，14时高湿区已经移至哈密东南部，而大降水就是高湿区经过的时段出现的，哈密北部巴里坤县出现了暴雨，北部邻近山区的个别区域1h降水量达10mm，也出现暴量，此为哈密的大降水出现提供了有利条件。
由以上分析可以看出：此次大降水水汽输送带主要来自于低值系统东移南下过程中本身携带的水汽。
4 卫星云图分析
8月11日21：00至8月12日08：00红外云图上可以看到有条锋面云系主体北疆东部北塔山至蒙古西部，尾部在奇台至巴里坤一带，尾部的这片云系有些零散，云系整体移动呈东北向，该云系在路径巴里坤时造成该地区的小量降水；同时在克拉玛依附近有小片云系，云系在移动过程中呈逆时针旋转，涡旋中心位于阿勒泰。8月12日08：00～11：00锋面云系的北部云系已经减弱东移北上进入蒙古，克拉玛依附近的涡旋云系尾部在旋转过程中，东南下与奇台南部的云系打通并不断加强进入哈密北部，造成哈密北部部分区域的集中大降水（见图3）。8月12日10～13：00位于哈密北部上空的云系继续开始逆时针旋转，其主体逐渐移到蒙古，其尾部的云系位于伊吾附近，伊吾造成弱的降水，之后降水逐渐停止。
从云系的演变来看，云系演变与实况环流形势配合的比较一致。
5 小结
此次大降水是大尺度环流背景，主导系统乌拉尔山高压脊，影响系统为西伯利亚至中亚低槽东南下的过程中在哈密加强呈涡共同造成的。
数值预报产品及物量场时段的预报，对此次降水的出现具有一定的指导意义。
大降水天气在哈密区出现频次较少，所以量级预报具有一定的难度。
参考文献
[1]张家宝，邓子风.新疆降水概论[M].北京：气象出版社，1987.
[2]徐羹慧.“96@7”新疆特大暴雨洪水预报服务技术研究的综述与启示[J].新疆气象，1997（1）.
[3]道然·加帕依，车罡，李如琦.新疆东部地区夏季暴雨的分析[J].气象，2007（2）.
[4]李霞，白慧星，汤浩.新疆“96@7”大暴雨过程中主要天气系统结构的天气动力学分析[J].新疆气象，1997（5）.
[5]刘惠云，吕新生，杨莲梅.“96@7”新疆特大暴雨中期过程分析[J].新疆气象，1998（1）.
[6]王旭，马禹，赵兵科.新疆”96@7”特大暴雨水汽输送通道研究[J].新疆气象，1999（5）.
[7]王荣梅，道然，屠月青，哈密地区7·17暴雨天气过程分析[J].沙漠与绿洲气象，2010，4（1）：36-40.
[8]马淑红，席元伟.新疆暴雨的若干规律性[J].气象学报，1997（2）.
[9] 2004年7月新疆特大暴雨过程的诊断分析[J].新疆气象，2005（4）.
[10] <新疆短期天气预报指导手册>编写组，新疆短期天气预报指导手册[M].乌鲁木齐：新疆人民出版社，1986.
作者简介：阿尼尔·卡拉帕（1966-），男，高级工程师，从事短期气候预测业务工作。