中亞低渦引發(fā)的兩次南疆西部暴雨中尺度特征對比分析

李如琦，李建剛，唐　冶，李桉孛，王　江

(新疆氣象臺(tái)，新疆　烏魯木齊　830002)

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中亞低渦引發(fā)的兩次南疆西部暴雨中尺度特征對比分析

李如琦，李建剛，唐冶，李桉孛，王江

(新疆氣象臺(tái)，新疆烏魯木齊830002)

摘要：選取南疆西部區(qū)域自動(dòng)氣象觀測站逐時(shí)降水量資料、氣象站常規(guī)觀測資料、FY-2D云圖TBB資料、NCEP再分析資料以及ECMWF和T639客觀分析場資料，采用統(tǒng)計(jì)分析和濾波方法對2012年5月21～23日和2013年5月26～29日2次發(fā)生在南疆西部的暴雨過程進(jìn)行對比分析。結(jié)果表明：2次暴雨過程均為中亞低渦影響形成，暴雨中心一致，但降水范圍、持續(xù)時(shí)間和降水強(qiáng)度明顯不同，中尺度系統(tǒng)的差異是其可能原因。2次暴雨過程分別由中-β系統(tǒng)和中-α系統(tǒng)影響形成，過程的影響系統(tǒng)尺度小，則雨強(qiáng)大、降水時(shí)間短，反之亦然。地形作用下的中低層抬升和輻合是南疆西部降水形成的重要原因。地面輻合線是南疆西部暴雨的主要中尺度影響系統(tǒng)，是暴雨的重要觸發(fā)機(jī)制。冷空氣翻越帕米爾高原進(jìn)入盆地，與盆地暖濕氣團(tuán)交匯，形成強(qiáng)輻合線，不穩(wěn)定強(qiáng)烈發(fā)展，利于出現(xiàn)對流性降水，降水強(qiáng)度大。

關(guān)鍵詞：中亞低渦；中尺度；低通濾波；暴雨；南疆西部

引言

我國最西端的南疆西部地區(qū)，氣候干旱，降水稀少，平原地區(qū)年均降水量僅有50～70 mm，由于地形復(fù)雜，沙漠與綠洲共存，南疆西部降水局地性強(qiáng)，一次強(qiáng)降水甚至能改變其氣候閾值，這種小概率暴雨事件的預(yù)報(bào)一直是難點(diǎn)和重點(diǎn)。針對南疆西部暴雨已開展了一些研究，楊蓮梅等[1]認(rèn)為，阿拉伯海和孟加拉灣的水汽通過接力方式可以影響到南疆、東疆，從而產(chǎn)生大降水甚至暴雨；劉皚國等[2]總結(jié)了南疆喀什地區(qū)暴雨的特征；張?jiān)苹輀3]、唐秀[4]、黃艷[5]、劉海濤[6]等在分析環(huán)流特征和影響系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，將雷達(dá)資料應(yīng)用于南疆西部暴雨過程個(gè)例的分析；張俊蘭等[7]發(fā)現(xiàn)，中尺度切變線和涌線對南疆西部暴雨落區(qū)有指示意義。以上研究對南疆西部暴雨形成的環(huán)流特征、影響系統(tǒng)、物理量特征有了較為深入的認(rèn)識(shí)，但在中尺度特征方面的研究尚有很大不足。

中亞低渦是里海以東至新疆地區(qū)的高空冷性渦旋，是自對流層上部向下延伸的中期時(shí)間尺度(4 d以上)的深厚切斷低壓系統(tǒng)，是造成新疆暴雨(雪)、持續(xù)低溫天氣的重要影響系統(tǒng)之一[8-10]。中亞低渦對新疆降水的影響可分為干渦和濕渦，分別造成新疆低溫大風(fēng)和強(qiáng)降水天氣[11]。江遠(yuǎn)安等[12]統(tǒng)計(jì)歸納了1970～1999年新疆西南部116次降水天氣過程的影響系統(tǒng)，指出其中61%強(qiáng)降水天氣和72%中等偏強(qiáng)降水過程由中亞低渦系統(tǒng)造成，最強(qiáng)的2次暴雨過程也由中亞低渦造成。以上研究表明，中亞低渦是造成南疆西部強(qiáng)降水的主要影響系統(tǒng)之一，但同樣在中亞低渦系統(tǒng)影響下形成的降水強(qiáng)度、范圍明顯不同，這可能與中尺度系統(tǒng)在降水形成過程中的影響有關(guān)。本文選取2次中亞低渦引發(fā)的南疆西部暴雨過程進(jìn)行對比，分析中尺度系統(tǒng)在暴雨過程中的演變特征及其觸發(fā)作用。

1資料與方案

選取南疆西部區(qū)域自動(dòng)氣象觀測站逐時(shí)降水量資料、氣象站常規(guī)觀測資料、ECMWF(分辨率0.25°×0.25°)和T639(分辨率0.28°×0.28°)客觀分析場資料、NCEP再分析資料(分辨率1°×1°，每日4次)，以及國家衛(wèi)星氣象中心提供的逐小時(shí)FY-2D靜止氣象衛(wèi)星紅外通道TBB資料(分辨率0.1°×0.1°)。其中，對NCEP再分析資料的環(huán)流形勢場、風(fēng)場和垂直速度等進(jìn)行濾波處理。

在一定的環(huán)流背景條件下，中尺度天氣系統(tǒng)往往是暴雨的直接觸發(fā)系統(tǒng)。為了揭示暴雨過程的中尺度影響系統(tǒng)，利用25點(diǎn)低通濾波算子進(jìn)行尺度分離，濾去大尺度場，保留中小尺度場。尺度分離計(jì)算方案為[13]：

(1)

(2)

2降水實(shí)況及環(huán)流形勢對比

2.1降水實(shí)況對比

第1次過程(以下簡稱“過程I”)：2012年5月21日02時(shí)至23日02時(shí)(北京時(shí)，下同)，南疆喀什、克州、阿克蘇的部分地區(qū)出現(xiàn)降雨，降水中心位于喀什地區(qū)葉城縣，主要降水時(shí)段為22日17～20時(shí)，降水量28.6 mm，達(dá)到暴雨量級(jí)(新疆標(biāo)準(zhǔn)[14]：暴雨降水量≥24.1 mm，下同)，其中17～19時(shí)累計(jì)降雨量26.2 mm，具有明顯的短時(shí)強(qiáng)降水特征(圖1a)。

第2次過程(以下簡稱“過程II”)：2013年5月26日08時(shí)至29日14時(shí)，南疆喀什、克州、和田及阿克蘇等地出現(xiàn)了持續(xù)性的暴雨過程，喀什地區(qū)東部、和田地區(qū)西部、克州北部和阿克蘇西部的過程降雨量達(dá)50～90 mm。此次降水過程中國家站和區(qū)域站共有143站累計(jì)雨量超過24 mm，55站超過48 mm，暴雨中心葉城累計(jì)雨量88.2 mm，超過歷年年平均降水量(66.7 mm)，皮山站降水量55.8 mm，接近該站年平均降水量。強(qiáng)降雨時(shí)段主要集中在26日夜間至28日白天，阿合奇降水持續(xù)35 h，葉城的暴雨主要由2次降水過程造成，其中第1次降水過程發(fā)生在26日21時(shí)至27日05時(shí)，8 h累計(jì)降雨量30.4 mm，小時(shí)最大雨量10.5 mm出現(xiàn)在26日22～23時(shí)；第2次降水過程發(fā)生在28日00～18時(shí)，18 h累計(jì)降雨量55.9 mm，28日01～02時(shí)小時(shí)降水量最大達(dá)10.3 mm(圖1b)。

上述分析可見，2次過程降水中心基本一致，過程I降水集中，持續(xù)時(shí)間短，而過程II的降水范圍和累計(jì)降水量均明顯偏大，且持續(xù)時(shí)間長。

圖1　過程I(a)和過程II(b)降水中心葉城站逐小時(shí)降水量

2.2環(huán)流形勢對比

在上述2次暴雨過程中，100 hPa南亞高壓均沒有呈現(xiàn)出南疆降水中典型的“雙體型”分布，南亞高壓中心始終維持在青藏高原南部、印度半島北部地區(qū)，主體呈帶狀分布，西部明顯北抬并向東歐地區(qū)伸展，使得副熱帶大槽南伸到中亞地區(qū)，南疆西部處于槽前西南氣流帶中(圖略)。環(huán)流雖未出現(xiàn)典型的“雙體型”形勢，卻達(dá)到了“雙體型”環(huán)流的效果。

從500 hPa環(huán)流來看(圖2)，2次降水過程都在里海、咸海地區(qū)出現(xiàn)西北—東南向傾斜的Ω形勢，在巴爾喀什湖以南的中亞地區(qū)形成閉合低渦。過程I里海、咸海高壓脊較過程II略強(qiáng)，而過程II在新疆以北的西伯利亞地區(qū)有較強(qiáng)的低渦系統(tǒng)。在2次過程中均可看到，隨著下游新疆東部到河西走廊的脊減弱，中亞低渦緩慢減弱進(jìn)入盆地，造成南疆西部降水?？梢?，2次過程的影響系統(tǒng)均為中亞低渦，區(qū)別在于過程I沒有下游系統(tǒng)的影響先成渦后減弱成槽快速東移，而過程II受下游穩(wěn)定的北支低渦系統(tǒng)影響，先東移后成渦分裂成短波槽東移，低渦主體再逐步減弱東移。

圖2　2012年5月22日08時(shí)(a)和2013年5月26日08時(shí)(b)500 hPa環(huán)流形勢場(單位：dagpm)

2次過程中南疆盆地700～850 hPa均為一致的偏東風(fēng)，低層偏東風(fēng)是南疆西部暴雨的必要條件，既是暴雨的主要水汽來源，也引發(fā)低層輻合和上升運(yùn)動(dòng)的發(fā)展加強(qiáng)，為暴雨提供水汽和動(dòng)力條件。海平面氣壓場上，地面冷高壓閉合中心在里海和咸海地區(qū)，過程I強(qiáng)度略大于過程II，南疆盆地為暖低壓控制。而后，冷高壓前部不斷分裂翻越西天山進(jìn)入南疆盆地，冷高壓逐漸減弱，盆地內(nèi)地面氣壓不斷增加。冷空氣分段緩慢進(jìn)入南疆盆地，持續(xù)影響南疆西部，冷暖交匯形成明顯降水。降水開始前，過程I冷高壓前鋒進(jìn)入南疆盆地西南部，過程II冷高壓東伸的位置偏南，未進(jìn)入盆地。地面無明顯鋒面系統(tǒng)也符合南疆大降水的一般特點(diǎn)。

綜上所述，2次過程的環(huán)流背景、影響系統(tǒng)等均較為一致，系統(tǒng)強(qiáng)度雖略有差別，但2次過程降水的范圍、大小卻有明顯差異，中小尺度系統(tǒng)的差異是其可能原因。因此，下面著重對比分析2次過程的中尺度系統(tǒng)特征及其對暴雨形成的貢獻(xiàn)。

3暴雨中尺度特征

3.1中尺度云團(tuán)特征

高時(shí)空分辨率的云圖能較好地監(jiān)測強(qiáng)降水過程中中尺度云團(tuán)發(fā)生、發(fā)展的演變過程。圖3是過程I與過程II云頂亮溫的逐時(shí)演變。過程I中5月22日15時(shí)，暴雨區(qū)南部的昆侖山北坡出現(xiàn)云頂亮溫低于-36 ℃的云團(tuán)，而后云團(tuán)北移，17時(shí)后葉城上空云頂亮溫快速增大，18時(shí)達(dá)-44 ℃，開始出現(xiàn)短時(shí)強(qiáng)降水，19時(shí)中心移到葉城南部，20時(shí)加強(qiáng)到-48 ℃，葉城雨強(qiáng)達(dá)到最大，-44 ℃亮溫區(qū)覆蓋面積軸長不足1個(gè)經(jīng)度格距，屬于中-β系統(tǒng)。隨著云團(tuán)繼續(xù)北移，21時(shí)葉城上空亮溫升到-36 ℃以上，降水結(jié)束。過程II中5月26日21時(shí)，葉城西南側(cè)出現(xiàn)云頂亮溫低于-40 ℃的云團(tuán)，葉城處于該云團(tuán)邊緣，隨后云團(tuán)北移至葉城上空，強(qiáng)度增加到-44 ℃，葉城出現(xiàn)降水，之后云團(tuán)不斷向北擴(kuò)展，但強(qiáng)度變化不大，至23時(shí)-44 ℃亮溫區(qū)覆蓋面積軸長約3個(gè)經(jīng)度格距，屬于中-α系統(tǒng)，但中心強(qiáng)度弱于過程I。27日02時(shí)后，云團(tuán)向北擴(kuò)張到克州北部、阿克蘇西部，04時(shí)葉城上空的亮溫上升到-36 ℃以上，降水結(jié)束。上述分析可知，2次降水過程中均有中尺度系統(tǒng)的影響，但尺度、強(qiáng)度均不同，中尺度對流云團(tuán)的演變與降水的發(fā)生、發(fā)展有密切關(guān)系。

圖3　2012年5月22日17～21時(shí)和2013年5月26日21時(shí)至27日

3.2中尺度流場濾波特征

對比2次降水過程濾波前后500 hPa高度場可以看到，過程I中(圖4a)，正環(huán)流區(qū)(槽區(qū))存在負(fù)擾動(dòng)，而反環(huán)流區(qū)(脊區(qū))有正擾動(dòng)，表明過程中存在明顯的中尺度系統(tǒng)變化。過程II中(圖4b)，正負(fù)擾動(dòng)呈帶狀間隔分布，正負(fù)擾動(dòng)中心與正反環(huán)流曲率最大的區(qū)域基本一致，但尺度較大，中尺度系統(tǒng)特征不明顯。

對比2次過程濾波前后700 hPa流場的變化發(fā)現(xiàn)，過程I濾波前，降水區(qū)風(fēng)速相對較小，降水區(qū)東部出現(xiàn)東風(fēng)急流，至5月22日14時(shí)(圖5a)，東風(fēng)區(qū)西擴(kuò)，降水區(qū)位于東風(fēng)分量控制區(qū)，但風(fēng)速仍然較小，沒有明顯的切變或輻合；濾波后(圖5b)，在降水區(qū)出現(xiàn)一尺度約100 km的中-β尺度系統(tǒng)，東部明顯的中尺度東風(fēng)脈動(dòng)西伸到葉城，且其南北均為西風(fēng)分量，形成較強(qiáng)的風(fēng)切變，有利于葉城西南部氣旋系統(tǒng)發(fā)展，增強(qiáng)大氣不穩(wěn)定程度，激發(fā)對流云團(tuán)的生成和發(fā)展，TBB達(dá)-48 ℃，出現(xiàn)短時(shí)強(qiáng)降水。過程II濾波前，南疆盆地大部為偏東氣流控制，急流軸位于降水區(qū)東部(圖5c)，降水區(qū)位于風(fēng)速輻合區(qū)前部，沒有明顯的風(fēng)切變；濾波后(圖5d)，在降水中心北部東風(fēng)區(qū)中鑲嵌有強(qiáng)的東風(fēng)脈動(dòng)帶，降水區(qū)出現(xiàn)明顯的氣旋性風(fēng)切變，有利于加強(qiáng)降水區(qū)的氣旋性輻合，為暴雨產(chǎn)生提供了強(qiáng)的動(dòng)力抬升作用和不穩(wěn)定能量。在葉城西南部出現(xiàn)尺度近300 km的中-α尺度系統(tǒng)，增加了大氣的不穩(wěn)定程度，激發(fā)中尺度對流云團(tuán)的生成和發(fā)展，TBB達(dá)-44 ℃，與過程I相比對流云團(tuán)尺度大、持續(xù)時(shí)間長，使得降水持續(xù)時(shí)間長、雨強(qiáng)相對弱，對流性降水特征不明顯。

圖5　2012年5月22日14時(shí)(a，b)和2013年5月26日20時(shí)(c，d)濾波前(a，c)、后(b，d)

在中低層平均氣流場上隱藏著尺度較平均氣流小而多的中尺度渦旋，雖然出現(xiàn)的區(qū)域較小，但其附近強(qiáng)烈的輻合作用使不穩(wěn)定能量積聚，低層的輻合和切變?yōu)椴环€(wěn)定能量的釋放提供足夠的動(dòng)力抬升條件。中尺度系統(tǒng)的尺度差異導(dǎo)致降水差異明顯，較小尺度系統(tǒng)影響下出現(xiàn)了雨強(qiáng)大、降水時(shí)間短的短時(shí)強(qiáng)降水，而較大尺度系統(tǒng)影響下雨強(qiáng)小、降水持續(xù)時(shí)間長。

4中尺度垂直環(huán)流

圖6給出2個(gè)過程沿38°N、78°E暴雨中心的垂直環(huán)流剖面。過程I的緯向垂直環(huán)流前期高層以偏西氣流為主，低層偏東風(fēng)逐漸加強(qiáng)，當(dāng)偏東風(fēng)西伸到78°E以西后，由于地形抬升作用，偏東氣流沿帕米爾高原東側(cè)上升，在76°E附近上空與偏西氣流強(qiáng)烈輻合，形成強(qiáng)的上升氣流帶(圖6a)。而經(jīng)向垂直環(huán)流在中層500 hPa以上為一致的偏南氣流，在天山山脈上空分裂，部分下沉氣流與中層偏北氣流輻合，在500～600 hPa之間形成隨高度向北傾斜的南北風(fēng)輻合帶，隨著中低層偏北氣流的加強(qiáng)，輻合中心逐漸南移至38°N上空(圖6b)，由于低層偏北氣流較弱，抬升后受偏南氣流影響較大，且昆侖山脈北坡山勢較陡，在37°N～38°N的500 hPa以下中低層形成接近垂直的強(qiáng)上升氣流區(qū)，其中心速度達(dá)11×10-2m/s，垂直運(yùn)動(dòng)發(fā)展為短時(shí)強(qiáng)降水的發(fā)生提供了有利條件。

過程II的緯向垂直環(huán)流在500 hPa以上也維持偏西氣流，低層偏東氣流逐漸發(fā)展西伸，但前期高層偏西氣流較強(qiáng)，氣流沿帕米爾高原西側(cè)下沉，與低層偏東氣流在79°E附近相遇形成輻合。而后由于偏東氣流逐漸增強(qiáng)，推動(dòng)輻合中心西移，隨著地形逐漸升高，加上低層偏東氣流的強(qiáng)迫抬升，26日20時(shí)(圖6c)輻合中心位于77°E上空500～600 hPa之間，并形成東西向氣流切變。在輻合中心西側(cè)，垂直運(yùn)動(dòng)強(qiáng)烈發(fā)展，500 hPa以下形成速度<6×10-2m/s的上升運(yùn)動(dòng)區(qū)，降水出現(xiàn)。27日02時(shí)后隨著低層偏東風(fēng)的逐漸減弱東縮，緯向輻合中心減弱東移，降水逐漸停止。27日14時(shí)后，緯向環(huán)流基本重復(fù)以上過程，降水再次出現(xiàn)。在經(jīng)向垂直環(huán)流上，高層維持偏南氣流，偏南氣流翻越山脈后在北側(cè)沿坡面下沉。26日08時(shí)后，中亞低渦進(jìn)入南疆盆地，暴雨區(qū)北部有偏北氣流翻越西天山，進(jìn)入盆地后下沉，使得暴雨區(qū)低層產(chǎn)生偏北氣流，偏北氣流南下將沿山坡下沉的偏南氣流抬升，在暴雨區(qū)形成經(jīng)向反氣旋環(huán)流，其北側(cè)上升運(yùn)動(dòng)發(fā)展，在500～600 hPa間形成輻合層。至20時(shí)(圖6d)低層偏北氣流受較為陡峭的昆侖山的阻擋，強(qiáng)迫抬升，在600 hPa以下37°N～38°N形成接近垂直的上升運(yùn)動(dòng)區(qū)，有利于暴雨的出現(xiàn)。隨著北部翻山偏北氣流減弱，低層輻合區(qū)北移并逐漸減弱消失，降水進(jìn)入間歇期。27日14時(shí)，低渦減弱成槽進(jìn)入盆地，翻山偏北風(fēng)再次加強(qiáng)，37°N～38°N上空600 hPa附近形成經(jīng)向反氣旋環(huán)流，垂直運(yùn)動(dòng)迅速發(fā)展，再次出現(xiàn)降水。

圖6　2012年5月22日14時(shí)(a、b)和2013年5月26日20時(shí)(c、d)沿78°E的緯向(a、c，)和

分析表明，地形作用下的中低層抬升和輻合是南疆西部降水的重要原因。低層的偏東風(fēng)提供水汽和動(dòng)力條件，緯向抬升區(qū)隨高度向西傾斜，上升運(yùn)動(dòng)區(qū)在暴雨區(qū)西部，伸展高度較高，可達(dá)300 hPa，而經(jīng)向上升區(qū)接近垂直，伸展高度較低，基本在600 hPa以下。輻合層一般位于600 hPa附近。

5地面中尺度分析

從地面加密觀測資料分析發(fā)現(xiàn)，2次暴雨過程中，中尺度對流云團(tuán)的生成和維持均伴有地面中尺度輻合線的產(chǎn)生和變化。過程I前期22日08時(shí)，由冷空氣聚集而成的地面高壓自西方侵入南疆西部地區(qū)，至14時(shí)地面高壓中心位于塔什庫爾干北部的山區(qū)，葉城在高壓中心的東側(cè)，等壓線稀疏，氣壓梯度力較小，為較一致的偏北風(fēng)。之后，地面高壓中心減弱并東擴(kuò)，18時(shí)(圖7a)葉城北部轉(zhuǎn)為西北風(fēng)，冷空氣翻越帕米爾高原進(jìn)入盆地，在葉城之南形成西南風(fēng)，葉城附近形成中尺度輻合線，輻合線的強(qiáng)抬升作用激發(fā)了短時(shí)強(qiáng)降水的出現(xiàn)。輻合線維持時(shí)間較短，隨著高壓的繼續(xù)擴(kuò)張，冷空氣不斷北上，20時(shí)葉城附近均轉(zhuǎn)為偏南風(fēng)，輻合線消失，降雨結(jié)束。

圖7　2012年5月22日18時(shí)(a)和2013年5月26日21時(shí)(b)海平面氣壓場

過程II降水開始前冷高壓位于中亞地區(qū)，前鋒部分南下但未翻越帕米爾高原進(jìn)入南疆盆地，南疆西部處于高壓前部等值線密集區(qū)，受氣壓梯度力的作用，呈偏西風(fēng)，葉城處于高低壓中間區(qū)域，等壓線相對稀疏，氣壓梯度力減小，在地轉(zhuǎn)偏向力的作用下，風(fēng)向轉(zhuǎn)為西北風(fēng)，風(fēng)速逐漸減小，形成風(fēng)速輻合，促使降水出現(xiàn)(圖7b)。由于地面高壓移動(dòng)緩慢，中尺度輻合線維持時(shí)間較長，使降水持續(xù)。當(dāng)高壓繼續(xù)東進(jìn)后，輻合線消失，降水也隨之停止。

地面輻合線是南疆西部暴雨的主要中尺度影響系統(tǒng)，是中尺度對流云團(tuán)產(chǎn)生和維持的重要系統(tǒng)，對暴雨有觸發(fā)作用。冷空氣翻越帕米爾高原進(jìn)入盆地時(shí)，沿下坡地形加速，與盆地暖空氣匯合，并被低層偏東風(fēng)抬升，觸發(fā)了暴雨。

6結(jié)論

(1)南疆西部2次暴雨過程都是在南亞高壓帶狀分布且西部明顯北抬、副熱帶大槽南伸到中亞以及南疆盆地存在強(qiáng)高空西南急流的環(huán)流背景下，中亞低渦東移，冷空氣翻山進(jìn)入南疆盆地西部冷暖交匯而形成的。低層偏東急流為暴雨提供水汽和動(dòng)力條件。在環(huán)流背景、影響系統(tǒng)基本相同的情況下，2次暴雨過程的范圍、強(qiáng)度、持續(xù)時(shí)間均有較大差異。

(2)衛(wèi)星云圖和中尺度濾波分析結(jié)果表明，2次暴雨過程中均有中尺度系統(tǒng)活動(dòng)，其演變與降水的發(fā)生、發(fā)展密切相關(guān)。然而，中尺度系統(tǒng)的尺度大小導(dǎo)致降水的差異，其中尺度小，易出現(xiàn)短時(shí)強(qiáng)降水，表現(xiàn)為雨強(qiáng)大、降水時(shí)間短；而尺度大且強(qiáng)度相對較弱的系統(tǒng)，出現(xiàn)短時(shí)強(qiáng)降水的可能性較小，多表現(xiàn)出雨強(qiáng)較小、降水持續(xù)時(shí)間較長的降水特征。

(3)地形作用下的中低層抬升和輻合是南疆西部降水的重要原因。緯向抬升區(qū)隨高度向西傾斜，上升運(yùn)動(dòng)區(qū)在暴雨區(qū)西部，伸展高度較高，可達(dá)300 hPa，而經(jīng)向上升區(qū)接近垂直，伸展高度低，基本在600 hPa以下。輻合層一般位于600 hPa附近。

(4)地面輻合線是南疆西部暴雨的主要中尺度影響系統(tǒng)，是暴雨的重要觸發(fā)機(jī)制。輻合線的強(qiáng)弱與暴雨的強(qiáng)度有直接關(guān)系，輻合線強(qiáng)，表明冷空氣翻越高原進(jìn)入盆地，與盆地暖濕氣團(tuán)交匯較強(qiáng)，低層暖、高層冷，大氣不穩(wěn)定強(qiáng)烈發(fā)展，利于出現(xiàn)對流性降水；輻合線弱，表明冷暖氣團(tuán)的匯合較弱，低層暖濕氣團(tuán)的強(qiáng)迫抬升是發(fā)展機(jī)制，降水強(qiáng)度較弱。

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Comparison Analysis on the Mesoscale Characteristics of Two Rainstorms Processes Caused by Central Asian Vortex in the West of South Xinjiang

LI Ruqi, LI Jiangang, TANG Ye, LI Anbei, WANG Jiang

(XinjiangMeteorologicalObservatory,Urumqi830002,China)

Abstract:Based on the hourly precipitation from automatic weather stations, conventional observation data, TBB from FY-2D, NCEP reanalysis data, objective analysis fields from ECMWF with 0.25°×0.25° and T639 with 0.28°×0.28° spatial resolution in the west of South Xinjiang, two rainstorm processes occurring on 21 to 23 May 2012 and 26 to 29 May 2013 in the west of South Xinjiang were comparatively analyzed by using statistics and filtering method. The results show that two rainstorm processes occurred under the influence of the Central Asian vortex, and the rainstorm centers of them were same, but the ranges, durations and intensities were obviously different, which may be caused by the different mesoscale system. Two rainstorm processes were separately generated by the meso-β and meso-α systems, and the scale of mesoscale system influencing the process was smaller, so the rainfall intensity was bigger and the duration was shorter, and vice versa. The uplifting and convergence in middle and low level, which were affected by the terrain, played an important role to rainstorm in the west of South Xinjiang. The surface convergence line was main meso-scale system of rainstorm in the west of South Xinjiang, and it triggered two heavy rains. The cold air got over the Pamir plateau into the basin, and met with the warm and wet air, which formed the strong convergence line, and it was in favor of convective precipitation.

Key words:Central Asian vortex;mesoscale; low-pass filtering; rainstorm;the west of South Xinjiang

中圖分類號(hào)：P458.2

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1006-7639(2016)-02-0297-08

doi:10.11755/j.issn.1006-7639(2016)-02-0297

作者簡介：李如琦(1974-)，男，碩士，高級(jí)工程師，從事中短期天氣預(yù)報(bào)和研究工作. E-mail：liruqi@sohu.com

基金項(xiàng)目：科技部公益性行業(yè)(氣象)科研專項(xiàng)(GYHY201506009)、吐哈人工增水科技支撐項(xiàng)目(TUHA201511)、國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(41565003)和中國氣象局預(yù)報(bào)員專項(xiàng)(CMAYBY2013-079)共同資助

收稿日期：2015-09-15；改回日期：2015-12-31

李如琦，李建剛，唐冶，等.中亞低渦引發(fā)的兩次南疆西部暴雨中尺度特征對比分析[J].干旱氣象，2016，34(2)：297-304, [LI Ruqi, LI Jiangang, TANG Ye, et al. Comparison Analysis on the Mesoscale Characteristics of Two Rainstorms Processes Caused by Central Asian Vortex in the West of South Xinjiang[J]. Journal of Arid Meteorology, 2016, 34(2):297-304], doi:10.11755/j.issn.1006-7639(2016)-02-0297