2014年冬季阿圖什2次災(zāi)害性大風(fēng)對比分析

肉孜·阿基，阿依謝姆古麗·孜比布拉，艾克代·沙拉木

（1.新疆氣象臺(tái)，新疆烏魯木齊 830002；2.克州氣象局，新疆克州 845350）

2014年冬季阿圖什2次災(zāi)害性大風(fēng)對比分析

肉孜·阿基1，阿依謝姆古麗·孜比布拉2，艾克代·沙拉木2

（1.新疆氣象臺(tái)，新疆烏魯木齊 830002；2.克州氣象局，新疆克州 845350）

2014年11月下旬和12月上旬，南疆西部的克州地區(qū)出現(xiàn)了2次災(zāi)害性大風(fēng)天氣，12月8日克州阿圖什的大風(fēng)突破建站以來的歷史極值。本文利用常規(guī)觀測資料和NCEP 1°×1°的6 h再分析資料，對這兩次大風(fēng)天氣成因進(jìn)行了對比分析。結(jié)果表明：高空斜壓槽、地面強(qiáng)冷鋒及南疆西部熱低壓是產(chǎn)生大風(fēng)天氣的影響系統(tǒng)；高空中期環(huán)流形勢、冷空氣強(qiáng)度、動(dòng)量下傳決定了大風(fēng)的類型與強(qiáng)度；溫度平流、垂直運(yùn)動(dòng)的強(qiáng)度及配置與大風(fēng)強(qiáng)度關(guān)系密切。

大風(fēng)；高空急流；斜壓槽；對比分析；阿圖什

大風(fēng)是我國北方地區(qū)主要的災(zāi)害性天氣之一。長期以來，氣象工作者針對大風(fēng)的成因做了很多研究[1-9]，也取得了豐碩的成果。曹美蘭等[1]、張曉慧等[2]、孫建明等[3]認(rèn)為冷空氣大風(fēng)是斜壓大氣能量轉(zhuǎn)換、西北急流活動(dòng)及動(dòng)量下傳等因素共同作用的結(jié)果；申建華等[4]指出高空急流、風(fēng)速垂直切變、氣壓梯度、3 h變壓、冷暖平流、散度場等氣象要素對大風(fēng)的發(fā)生起到一定的作用；潘新民等[5]研究了新疆百里風(fēng)區(qū)地形對大風(fēng)的影響，結(jié)果表明，雖然造成大風(fēng)的根本原因是冷空氣活動(dòng)，但特殊的地形影響使風(fēng)速增幅；湯浩等[6]認(rèn)為，百里風(fēng)區(qū)就是越山的冷空氣因狹管效應(yīng)和流洩風(fēng)作用而形成的強(qiáng)風(fēng)區(qū)；萬瑜等[7]認(rèn)為，達(dá)坂城至烏魯木齊南郊一帶東南風(fēng)頻發(fā)是由于春季地面蒙古高壓部分南掉，形成東西向氣壓梯度力同烏魯木齊南郊地形狹管方向一致時(shí)，并在“慢坡”重力下滑的共同作用下所形成的回流型東南大風(fēng)；王敏仲等[8]認(rèn)為，大風(fēng)過程中，大氣在鉛直方向既可做上升運(yùn)動(dòng)，也可做下沉運(yùn)動(dòng)；周宏等[9]指出，喀什站與烏魯木齊、塔什干指標(biāo)站氣壓差對喀什地區(qū)大風(fēng)有明顯的指示意義。目前對于大風(fēng)天氣成因的研究已比較多，但對于南疆西部災(zāi)害性大風(fēng)天氣的研究還較少。

2014年11月下旬和12月上旬，南疆西部的克孜勒蘇柯爾克孜自治州（簡稱克州）出現(xiàn)了兩次極端災(zāi)害性大風(fēng)天氣，給人們的生產(chǎn)生活帶來了嚴(yán)重的影響。事實(shí)上，新疆的大風(fēng)天氣主要分布在春季，其次是夏季，而秋、冬季較少見，尤其是冬季，除了北疆和東疆的風(fēng)口地區(qū)偶有大風(fēng)外，全疆大部都少有大風(fēng)天氣，故新疆的冬季可稱為無風(fēng)季[10]。在這種氣候背景下克州出現(xiàn)的這兩次災(zāi)害性大風(fēng)天氣實(shí)屬罕見，因此本文利用NCEP 1°×1°的6 h分析資料、常規(guī)觀測資料及自動(dòng)站資料對這兩次個(gè)例進(jìn)行分析，探討南疆西部秋冬季出現(xiàn)災(zāi)害性大風(fēng)的成因及其預(yù)報(bào)指標(biāo)，從而提升秋冬季大風(fēng)天氣的預(yù)報(bào)水平。

1 大風(fēng)實(shí)況

克州位于南疆西部，北倚天山西段，西瀕帕米爾高原，屬干旱地區(qū)。阿圖什市位于克州中部76.1°E、39.7°N處，年均大風(fēng)日數(shù)為22.9 d，基本分布在春夏季，且絕大多數(shù)屬于背風(fēng)坡強(qiáng)下坡風(fēng)性質(zhì)。受強(qiáng)冷空氣影響，2014年11月25—26日和2014年12月8日，克州出現(xiàn)了兩次災(zāi)害性西北大風(fēng)天氣，而兩次過程的大風(fēng)中心均位于阿圖什市。11月的大風(fēng)（簡稱過程1，下同）影響阿圖什市的時(shí)間為11月25日19時(shí)—26日07時(shí)，最強(qiáng)風(fēng)出現(xiàn)在26日02時(shí)，瞬間極大風(fēng)速達(dá)21.9 m/s，為7級，其特點(diǎn)是持續(xù)時(shí)間長，但風(fēng)力較小，造成直接經(jīng)濟(jì)損失366.33萬元；12月的大風(fēng)（簡稱過程2，下同）影響阿圖什市的時(shí)間為12月8日05—10時(shí)，其特點(diǎn)是持續(xù)時(shí)間短，但風(fēng)力大，爆發(fā)性強(qiáng)，8日07時(shí)市區(qū)瞬間極大風(fēng)速達(dá)33.7 m/s，為10級，突破阿圖什建站以來的歷史極值，造成直接經(jīng)濟(jì)損失達(dá)1 461.15萬元。過程1持續(xù)時(shí)間長，連續(xù)13 h瞬間極大風(fēng)速都在10.8m/s（6級）及以上，且變化不大，最大為9級；過程2持續(xù)時(shí)間短，6級以上大風(fēng)僅持續(xù)了5 h，但12月8日06—07時(shí)，瞬間極大風(fēng)力從7級暴增至12級，08時(shí)降到11級，09時(shí)降到8級，之后就快速趨于結(jié)束。兩次過程中大風(fēng)強(qiáng)度均明顯大于帕米爾高原西側(cè)地面風(fēng)速，是兩次明顯的氣流過山引起的強(qiáng)下坡風(fēng)暴。

2 環(huán)流特征分析

2.1 高空斜壓槽和強(qiáng)鋒區(qū)

過程1屬于緯向環(huán)流下的槽脊東移類大風(fēng)。過程前期，歐亞中高緯為經(jīng)向環(huán)流，東歐到西伯利亞為低渦活動(dòng)區(qū)，中心位于貝加爾湖以北，配合以-49℃的冷中心，槽底伸到里海，呈東北—西南向的準(zhǔn)橫槽，中緯度以緯向環(huán)流為主。伴隨著里咸海長脊，低渦中心逆轉(zhuǎn)，橫槽主體轉(zhuǎn)豎東移，25日08時(shí)，低槽東移到西伯利亞，槽底部分冷空氣滯留在咸海到巴湖之間，成為槽后西北風(fēng)帶上的不穩(wěn)定小槽（圖1a）。25日20時(shí)，西伯利亞低槽東移，槽后不穩(wěn)定小槽南壓到西北國境線附近，40°N處最大風(fēng)速達(dá)28 m/s，溫度槽落后于高度槽，等溫線與等高線的夾角為45°左右。25日夜間，伴隨-24℃冷中心（或等溫線）的不穩(wěn)定小槽開始入侵克州。700 hPa上，溫度槽落后于高度槽10個(gè)經(jīng)距，等溫線與等高線幾乎垂直，等溫線較500 hPa更為密集，較強(qiáng)冷空氣從西北方向向克州輸送。探空圖表明（阿圖什無探空資料，故用西南部相隔30 km的喀什站的探空資料），11月25日20時(shí)（過程前），阿圖什上空700 hPa到400 hPa風(fēng)向隨高度增加而逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，中高層400 hPa到200 hPa風(fēng)向隨高度順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，表明中低層有冷平流，中高層有暖平流；過程趨于結(jié)束時(shí)（11月26日08時(shí)），依然是中低層冷平流，中高層暖平流，但暖平流加強(qiáng)，范圍也擴(kuò)展到500 hPa（圖2a）。受小槽東移影響，克州各地出現(xiàn)了一次大風(fēng)天氣，其中阿圖什市連續(xù)13 h風(fēng)速維持在6級以上。

過程2屬于主導(dǎo)高壓脊衰退類大風(fēng)。過程前期，歐亞范圍為經(jīng)向環(huán)流，其中東歐到烏拉爾山為強(qiáng)盛的高壓脊，烏拉爾山到西伯利亞為一后傾槽，配合-40℃的冷中心，槽后北風(fēng)帶強(qiáng)勁，最大風(fēng)速達(dá)44 m/s，10個(gè)經(jīng)距內(nèi)有7條等高線，位勢高度差28 dagpm。7日08時(shí)，里、黑海脊開始部分向南衰退，西西伯利亞低槽底部有些南壓，溫度槽落后于高度槽，并且在咸海北部形成-40℃的冷中心。7日20時(shí)，北風(fēng)帶最大風(fēng)速區(qū)壓到50°N以南，達(dá)42 m/s，-36℃等溫線也壓到了40°N處，等溫線與等高線接近垂直，大氣斜壓性極強(qiáng)（圖1b）。700 hPa上，鋒區(qū)上等溫線的密集程度比500 hPa更大，且隨著高度的增加，斜壓槽向東南方向傾斜。7日20時(shí)，500 hPa高壓脊快速向東南衰退，推動(dòng)西西伯利亞低槽底部的冷空氣向東南爆發(fā)進(jìn)入克州，同時(shí)700 hPa上，里、咸海脊頂迅速東伸到東疆地區(qū)，西西伯利亞低槽底部切渦并移到克州上空。探空圖表明，阿圖什上空300 hPa的風(fēng)速從7日20時(shí)的50 m/s減弱為8日08時(shí)的32 m/s，300 hPa以下的風(fēng)速都有所減弱，而700 hPa的風(fēng)速則從7日20時(shí)的10 m/s加強(qiáng)為8日08時(shí)的38 m/s，說明從高空到地面有明顯的動(dòng)量下傳（圖2b）。受強(qiáng)鋒區(qū)東移及高空強(qiáng)風(fēng)動(dòng)量下傳的影響，克州各地出現(xiàn)了一場持續(xù)時(shí)間短、風(fēng)力很強(qiáng)的大風(fēng)天氣，其中阿圖什市6級以上的大風(fēng)僅維持了5 h，最大風(fēng)力卻達(dá)到了12級。

圖1 2014年11月25日08時(shí)（a）及12月7日20時(shí)（b）500 hPa高空形勢（單位：dagpm）

圖2 2014年11月26日08時(shí)（a）及12月8日08時(shí)（b）探空圖

以上分析表明：這兩次大風(fēng)過程高空槽都為西北路徑，但中期環(huán)流形勢不同，過程1是緯向環(huán)流下的槽脊東移類大風(fēng)，中緯度冷空氣強(qiáng)度相對較弱，不穩(wěn)定小槽移速較慢，所以大風(fēng)強(qiáng)度不強(qiáng)，但持續(xù)時(shí)間長；過程2是脊衰退類大風(fēng)，中緯地區(qū)出現(xiàn)同期較罕見的強(qiáng)冷空氣，低槽攜帶強(qiáng)冷空氣向東南爆發(fā)，同時(shí)從高空到地面有動(dòng)量下傳，因此大風(fēng)持續(xù)時(shí)間較短，但強(qiáng)度極強(qiáng)。兩次過程具有以下相同特點(diǎn)：高空500 hPa、700 hPa均維持強(qiáng)鋒區(qū)，700 hPa鋒區(qū)中溫度梯度更大；過程前期及冷空氣入侵時(shí)，等溫線和等高線交角大，形成強(qiáng)力管，大氣處于斜壓的動(dòng)力不穩(wěn)定狀態(tài)，都在高空溫度槽過境時(shí)出現(xiàn)大風(fēng)天氣。

2.1 地面冷鋒

過程1中地面冷高為西北路徑。過程前期，冷高形成于新地島以西的洋面，強(qiáng)度為1 032.5 hPa，之后在南壓的同時(shí)加強(qiáng)，2014年11月24日20時(shí)，冷高中心南壓到烏拉爾山以西，強(qiáng)度達(dá)到1045 hPa，冷鋒位于阿勒泰北部到咸海一線，造成咸海北部強(qiáng)沙塵暴。11月25日17時(shí)，冷鋒進(jìn)入克州地區(qū)，氣壓梯度達(dá)10個(gè)緯距內(nèi)壓差30 hPa。25日白天南疆熱低壓在喀什南部發(fā)展，17時(shí)中心強(qiáng)度達(dá)1 007.5 hPa，高低中心壓差達(dá)37.5 hPa，隨后大風(fēng)天氣開始。25日20時(shí)，冷高中心開始減弱東移，26日08時(shí)減弱為1040 hPa并移到巴爾喀什湖南部，等壓線變稀疏，大風(fēng)停止。26日02時(shí)風(fēng)力最強(qiáng)的時(shí)候低壓中心消失，南北壓差為27.5 hPa（圖3a）。

過程2中地面冷高為西方路徑。過程前期，冷高形成于黑海北部，強(qiáng)度為1 032.5 hPa，之后在緩慢東移的過程中逐漸加強(qiáng)，2014年12月7日20時(shí)，冷高中心移到咸海，強(qiáng)度達(dá)1050 hPa，冷鋒已進(jìn)入南疆西部，氣壓梯度達(dá)5個(gè)緯距內(nèi)壓差20 hPa，但此時(shí)尚未起風(fēng)。8日05時(shí)，冷高中心移到巴爾喀什湖南部，強(qiáng)度加強(qiáng)為1 057.5 hPa，南疆盆地在阿克蘇中部出現(xiàn)一個(gè)強(qiáng)度為1 022.5 hPa的低壓中心，此時(shí)正是阿圖什起風(fēng)的時(shí)間。而風(fēng)力最強(qiáng)的8日08時(shí)（圖3b），冷高中心依然位于巴爾喀什湖南部，強(qiáng)度增強(qiáng)為1060 hPa，低壓中心減弱為1025 hPa并西退到喀什南部，高、低壓中心連線正好穿過阿圖什，此時(shí)南北壓差達(dá)35 hPa。8日11時(shí)，冷高中心位置及強(qiáng)度基本沒變，而低壓中心減弱為1030 hPa并再次東移到阿克蘇中部，冷鋒越過阿圖什，此時(shí)大風(fēng)停止。

圖3 2014年11月26日02時(shí)（a）及12月8日08時(shí)（b）海平面氣壓場

兩次大風(fēng)過程地面形勢具有共同特點(diǎn)：地面冷鋒前部在南疆西部有熱低壓發(fā)展，使得冷鋒前后氣壓梯度增大，在鋒前部出現(xiàn)西北大風(fēng)。不同之處是兩次過程地面冷高移動(dòng)路徑及冷高壓、熱低壓的強(qiáng)度不同：過程1為西北路徑，冷高中心在起風(fēng)時(shí)已經(jīng)開始在緩慢地減弱東移，此時(shí)喀什南部有熱低壓，風(fēng)力達(dá)到最強(qiáng)之前熱低壓已經(jīng)消失，冷鋒移速慢，長時(shí)間控制著南疆西部；過程2為西方路徑，起風(fēng)時(shí)冷高中心在持續(xù)加強(qiáng)中，同時(shí)在阿克蘇中部有熱低壓出現(xiàn)，風(fēng)力達(dá)到最強(qiáng)時(shí)熱低壓中心西退至喀什南部，高、低壓中心連線正好穿過阿圖什，隨著低壓中心再次快速東移到阿克蘇中部，冷鋒越過阿圖什，大風(fēng)停止。

3 兩次大風(fēng)過程診斷分析

3.1 高空急流的作用

高空急流入口區(qū)易引發(fā)次級環(huán)流，其右側(cè)（南部）輻散，在其下部產(chǎn)生上升運(yùn)動(dòng)，在其左側(cè)（北部）輻合，下部產(chǎn)生下沉運(yùn)動(dòng)，高空動(dòng)量下傳，近地層風(fēng)速加大，而南部上升氣流使鋒前低壓加強(qiáng)，北部下沉氣流有利于鋒后高壓加強(qiáng)，冷鋒前后氣壓梯度增強(qiáng)，地面風(fēng)速加大。

分析兩次過程全風(fēng)速場演變，過程1發(fā)生前的2014年11月25日08時(shí)，極鋒急流核位于里海以南，核區(qū)風(fēng)速達(dá)68 m/s，同時(shí)副熱帶急流核位于青藏高原上空，核區(qū)風(fēng)速也為68 m/s，核區(qū)風(fēng)向均為偏西；20時(shí)，極鋒急流軸迅速東北移到巴爾喀什湖以南，急流核靠近西部國境線，核區(qū)風(fēng)速72 m/s，風(fēng)向轉(zhuǎn)為西西北，南疆西部位于急流的南部，有一定的上升運(yùn)動(dòng)。與此同時(shí)副熱帶西風(fēng)急流核略北挺，核區(qū)風(fēng)速加大到76 m/s，核區(qū)外圍的風(fēng)速也明顯加強(qiáng)，風(fēng)向也轉(zhuǎn)為西西北，而南疆西部地區(qū)位于副熱帶急流的北部，即下沉區(qū)，高空動(dòng)量下傳，同時(shí)又位于兩個(gè)急流核中間，其高空風(fēng)速梯度變化最大，因此地面出現(xiàn)了持續(xù)性大風(fēng)天氣。

過程2發(fā)生前的2014年12月7日08時(shí)，副熱帶急流核位于青藏高原上空，急流中心為62 m/s的偏西風(fēng)，極鋒急流相對較弱，急流軸位于烏拉爾山上空，最大風(fēng)速為32 m/s；7日20時(shí)，副熱帶鋒區(qū)變化不大，極鋒急流軸移動(dòng)到咸海和巴爾喀什湖中間，最大風(fēng)速增加到36 m/s；7日夜間，極鋒急流軸繼續(xù)南壓，與副熱帶急流軸外圍大風(fēng)區(qū)匯合于南疆西部。由于極鋒急流弱，副熱帶急流強(qiáng)，則南疆西部上空的動(dòng)量下傳比過程1更強(qiáng)。過程2中，200 hPa的急流比過程1弱，但是200 hPa以下各層風(fēng)速均比過程1強(qiáng)，7日20時(shí)400 hPa急流核的風(fēng)速達(dá)52 m/s，500 hPa急流核的風(fēng)速達(dá)48 m/s，同時(shí)7日夜間從高層到地面完成一次明顯的動(dòng)量下傳，8日08時(shí)700 hPa的風(fēng)速增加到38 m/s，8日20時(shí)又迅速減弱為6 m/s，在此期間造成克州各地的短時(shí)災(zāi)害性大風(fēng)天氣過程。

綜上所述，兩次過程均發(fā)生在南北支急流震蕩匯合之時(shí)，而大風(fēng)落區(qū)就在匯合之處，表明高空急流的震蕩合并對大風(fēng)的產(chǎn)生較為重要，同時(shí)高空動(dòng)量下傳對大風(fēng)強(qiáng)度和持續(xù)時(shí)間也對應(yīng)較好。

3.2 溫度平流的作用

溫度平流是斜壓擾動(dòng)強(qiáng)烈發(fā)展最主要的動(dòng)力條件，槽前暖平流使槽前高壓脊發(fā)展，槽后冷平流使槽加深。與此同時(shí)，在槽前暖平流作用下，上升運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生正的渦度平流。在溫度平流與渦度平流的共同作用下，高空槽發(fā)展加深并向前移動(dòng)[11-12]。另外冷平流的作用可使地面氣壓梯度很快加大，造成大風(fēng)，冷平流越強(qiáng)，出現(xiàn)的風(fēng)力也越大。

圖4 2014年11月25日20時(shí)700 hPa溫度平流（a）及2014年11月26日02時(shí)溫度平流剖面（b）

過程1發(fā)生前的2014年11月24日，隨著高空長波槽快速東移，冷平流開始侵入克州地區(qū)，24日20時(shí)冷平流中心位于克州西部，強(qiáng)度為-0.25×10-3K·s-1，之后快速加強(qiáng)，25日08時(shí)長波槽快速東移到中天山，槽后鋒區(qū)上的短波槽滯留在巴爾喀什湖西部，冷平流分裂成兩部分，一部分跟在長波槽后快速東移，一部分滯留在克州地區(qū)，中心加強(qiáng)到-0.4×10-3K·s-1；20時(shí)滯留的冷平流控制了克州全境，中心強(qiáng)度達(dá)到-0.9×10-3K·s-1，短波槽前出現(xiàn)暖平流，強(qiáng)度為0.4×10-3K·s-1，克州位于長波槽后短波槽前，長波槽后冷平流和短波槽前暖平流使得這一區(qū)域上空存在強(qiáng)的斜壓結(jié)構(gòu)，此時(shí)剛起風(fēng)不久（圖4a，黑色小三角形為阿圖什的位置，下同）；到最大風(fēng)速出現(xiàn)的26日02時(shí)，冷平流中心強(qiáng)度已經(jīng)增加到-1.6×10-3K·s-1，這期間冷平流中心一直維持在阿圖什上空。26日08時(shí)，短波槽快速東移到阿克蘇上空，隨后克州上空的冷平流減弱消失。

從過程1沿40°N的溫度平流空間剖面圖上來看，11月24日，克州上空從低層到高層都為弱冷平流，隨后開始緩慢加強(qiáng)，700 hPa附近最強(qiáng)，上游地區(qū)則主要受弱暖平流控制。25日20時(shí)，上游暖平流中心出現(xiàn)在450 hPa高空，強(qiáng)度為2×10-4K·s-1，冷平流中心則依然在阿圖什上空650 hPa高空，強(qiáng)度為10×10-4K·s-1。26日02時(shí)，風(fēng)速最大時(shí)，冷平流中心位于阿圖什上空750 hPa，強(qiáng)度達(dá)到16×10-4K·s-1（圖4b）。

過程2的高空系統(tǒng)分布與過程1剛好相反：2014年12月7日08時(shí)，長波槽移到咸海和巴爾喀什湖之間，而槽前有個(gè)短波已經(jīng)到了克州地區(qū)，500 hPa短波槽前強(qiáng)暖平流控制了南疆西部大片地區(qū)，中心位于克州西南部，強(qiáng)度達(dá)15×10-3K·s-1。7日20時(shí)，隨著長波槽繼續(xù)南壓到西部國境線，短波槽快速東移到東疆地區(qū)，而強(qiáng)冷暖平流也隨之快速東移消散，克州上空在暖平流邊緣。大風(fēng)出現(xiàn)前的12月8日02時(shí)（圖5a），整個(gè)克州上空大片地區(qū)從500 hPa到700 hPa均為弱暖平流控制，隨后3 h內(nèi)冷平流替代暖平流并快速加強(qiáng)，阿圖什起風(fēng)，2 h內(nèi)風(fēng)速達(dá)到最大，說明冷空氣爆發(fā)性極強(qiáng)。從8日08時(shí)的溫度平流來看，阿圖什上空500 hPa～700 hPa為強(qiáng)冷平流控制，500 hPa中心強(qiáng)度為-3×10-3K·s-1，而在700 hPa冷暖平流配置較復(fù)雜（圖5a）：阿圖什上游為強(qiáng)冷平流帶，其北部、西部各有一個(gè)冷平流中心，強(qiáng)度分別為-9×10-3、-12×10-3K·s-1，阿圖什下游為強(qiáng)暖平流帶，其南部、東部各有一個(gè)暖平流中心，強(qiáng)度均為9×10-3K·s-1，冷暖平流的這種配置使阿圖什上空大氣斜壓性極強(qiáng)。

從過程2沿40°N的溫度平流空間剖面圖上來看，大風(fēng)發(fā)生前7日14時(shí)，阿圖什上空為弱暖平流，20時(shí)弱冷平流開始進(jìn)入；風(fēng)速最大的8日08時(shí)，從400～850 hPa均為強(qiáng)冷平流，最強(qiáng)冷平流依然位于700 hPa，強(qiáng)度達(dá)-90×10-4K·s-1。

對比分析結(jié)果表明，過程2中冷平流強(qiáng)度為過程1的5～10倍，表明低層冷平流強(qiáng)度直接影響大風(fēng)強(qiáng)度。

3.3 垂直速度

從過程1沿40°N的垂直速度空間剖面圖上來看，大風(fēng)出現(xiàn)前2014年11月24日20時(shí)起，阿圖什上空從高層到低層均為弱下沉運(yùn)動(dòng)。隨著高空槽靠近，11月25日20時(shí)起500 hPa～700 hPa的下沉運(yùn)動(dòng)加強(qiáng)，表明鋒區(qū)后部冷空氣勢力強(qiáng)大，大風(fēng)開始。隨著高空槽進(jìn)入克州地區(qū)，風(fēng)力加大，11月26日02時(shí)風(fēng)力達(dá)到最大時(shí)的垂直速度剖面圖上（圖6），阿圖什上空均為較強(qiáng)下沉運(yùn)動(dòng)，最強(qiáng)下沉區(qū)位于700 hPa，強(qiáng)度達(dá)9×10-4hPa·s-1。強(qiáng)度為2×10-4hPa·s-1的較強(qiáng)下沉運(yùn)動(dòng)區(qū)的高度達(dá)到450 hPa，下沉區(qū)的右側(cè)在500 hPa以上有弱上升運(yùn)動(dòng)。這種整層的下沉運(yùn)動(dòng)有利于地面出現(xiàn)大風(fēng)。

圖5 2014年12月08日02時(shí)700 hPa溫度平流（a）及2014年12月08日08時(shí)溫度平流剖面（b）

從過程2沿40°N的垂直速度空間剖面圖上來看，大風(fēng)出現(xiàn)前的2014年12月7日08時(shí)起，阿圖什上空從高層到低層均為弱下沉運(yùn)動(dòng)。隨著高空槽靠近，12月8日02時(shí)，中低層下沉運(yùn)動(dòng)加強(qiáng)，最大下沉速度出現(xiàn)在700 hPa，強(qiáng)度增強(qiáng)為4×10-4hPa·s-1，風(fēng)力最大的08時(shí)下沉速度達(dá)到8×10-4hPa·s-1（圖7）。2×10-4hPa·s-1的較強(qiáng)下沉區(qū)高度達(dá)到350 hPa，同時(shí)下沉區(qū)的右側(cè)800 hPa～300 hPa有較明顯上升運(yùn)動(dòng)。隨高度升高，上升、下沉區(qū)向西北方向傾斜，冷鋒后的冷空氣強(qiáng)烈下沉，使得地面出現(xiàn)強(qiáng)烈西北大風(fēng)。這種低槽前上升、槽后下沉運(yùn)動(dòng)，使大量擾動(dòng)有效位能轉(zhuǎn)化為擾動(dòng)動(dòng)能，形成斜壓不穩(wěn)定，有利于地面出現(xiàn)大風(fēng)。

從兩次過程的垂直速度剖面圖對比分析得知，過程1中300 hPa以下有下沉運(yùn)動(dòng)，450 hPa以下的下沉運(yùn)動(dòng)較強(qiáng)，冷空氣下沉層次較淺，再配合風(fēng)場可知，動(dòng)量下傳對大風(fēng)的作用較??；而過程2中上升區(qū)和下沉區(qū)的配置有利于有效位能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，強(qiáng)烈的下沉運(yùn)動(dòng)將高層動(dòng)量下傳到地面附近，對地面大風(fēng)的作用很大。

圖6 2014年11月24日20時(shí)垂直速度剖面

圖7 2014年12月8日02時(shí)垂直速度剖面

4 結(jié)論

（1）在一定的高低空系統(tǒng)配置下，新疆的冬季也會(huì)出現(xiàn)災(zāi)害性大風(fēng)。兩次大風(fēng)過程高空形勢的相似之處為：500、700 hPa強(qiáng)鋒區(qū)，700 hPa冷槽斜壓性強(qiáng)，從高空到地面有動(dòng)量下傳，均在高空溫度槽過境時(shí)出現(xiàn)大風(fēng)。不同之處在于兩次過程中期環(huán)流形勢不同，過程1中中緯度冷空氣強(qiáng)度相對較弱，不穩(wěn)定小槽移速較慢，過程2中強(qiáng)冷空氣向南爆發(fā)，動(dòng)量下傳更明顯，因此大風(fēng)更具破壞性。

（2）兩次過程地面形勢也有共同點(diǎn)：南疆西部有熱低壓發(fā)展，使冷鋒前后氣壓梯度加大，鋒前出現(xiàn)西北大風(fēng)。不同之處在于兩次過程冷高壓移動(dòng)路徑及高、低壓強(qiáng)度不同：過程1冷高壓為西北路徑，起風(fēng)時(shí)冷高壓已經(jīng)開始減弱，冷鋒移速慢；過程2冷高壓為西方路徑，起風(fēng)時(shí)冷高壓在發(fā)展加強(qiáng)中，冷鋒移速快。

（3）兩次大風(fēng)過程均發(fā)生在南北支急流震蕩匯合之時(shí)，大風(fēng)落區(qū)與高空急流匯合之處對應(yīng)較好，表明高空急流的震蕩合并對大風(fēng)的產(chǎn)生有決定性作用，同時(shí)中低空急流強(qiáng)度及是否有動(dòng)量下傳則直接影響大風(fēng)強(qiáng)度和持續(xù)時(shí)間。

（4）溫度平流、垂直運(yùn)動(dòng)的強(qiáng)度及配置能直接影響大風(fēng)強(qiáng)度：冷平流越強(qiáng)，大風(fēng)越強(qiáng)；低槽前后有上升運(yùn)動(dòng)和下沉運(yùn)動(dòng)配置時(shí)，垂直運(yùn)動(dòng)越強(qiáng)、延伸的高度越高，則大風(fēng)越強(qiáng)。

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Comparative Analysis of Two Disastrous Winds in Winter of 2014 in Artux of Xinjiang

Rouzi Aji1，Ayixiemuguli Zibibula2，Aikedai Shalamu2（1.Xinjiang Meteorological Observatory，Urumqi 830002，China；2.Kezhou Meteorological Bureau，Kezhou 845350，China）

In late November and early December of 2014，two disastrous winds occurred in Kizilsu Kirghiz Autonomous Prefecture which located in the west of the southern Xinjiang，the one on December 8th in Artux broke through the extreme value of recorded history since the construction of the station.In this paper，these two windy weather referred above were analyzed comparatively based on conventional observation and NCEP 1°×1°reanalysis data every 6h.It is showed that the circulation situation induced by such windy weather included baroclinic trough and strong front zone in upper level，strong cold high pressure in surface and thermal depression in the west of southern Xinjiang;the type and intensity of strong wind was determined by medium range circulation，cold air strength，and downward momentum transportation.In addition，the intensity of the temperature advection，vertical movement and the divergence field configuration is directly affected the strength of wind.

strongwinds;upper-level jet;baroclinic trough;comparative analysis;Artux

P458.1+23

B

1002-0799（2017）03-0072-07

肉孜·阿基，阿依謝姆古麗·孜比布拉，艾克代·沙拉木.2014年冬季阿圖什2次災(zāi)害性大風(fēng)對比分析[J].沙漠與綠洲氣象，2017，11（3）：72-78.

10.12057/j.issn.1002-0799.2017.03.010

2016-12-05；

2017-03-28

中國氣象局烏魯木齊沙漠氣象研究所沙漠基金（sqj2010002）、新疆維吾爾自治區(qū)科技支撐項(xiàng)目（201433112）共同資助。

肉孜·阿基（1979-），男（維吾爾族），高級工程師，現(xiàn)從事短時(shí)、短臨天氣預(yù)報(bào)工作。E-mail：aji4201@126.com