克拉瑪依2011—2018夏半年降水特征分析

史昀

摘 要：通過統(tǒng)計(jì)學(xué)、天氣學(xué)分析等方法，利用2011—2018年8年常規(guī)觀測資料和NCEP1°×1°再分析資料，對新疆克拉瑪依市夏半年6.1毫米（中雨）以上降水過程進(jìn)行分析，得到中亞槽Ⅰ型、中亞槽Ⅱ型、北支槽型、橫槽型等降水形勢下的高低空環(huán)流特征和水汽熱力條件。

關(guān)鍵詞：新疆降水;NCEP再分析資料;氣候特征

新疆克拉瑪依市位于準(zhǔn)噶爾盆地西北邊緣，西有加依爾山，中東部為開闊平坦的戈壁灘，屬于典型的溫帶大陸型氣候。周建榮[1]對克拉瑪依1959—2008年逐日降水資料分析發(fā)現(xiàn)，克拉瑪依年平均降水量為110.9毫米，從90年代起極端降水事件呈增加趨勢。盧冰[2]對2012年7月克拉瑪依一次罕見強(qiáng)對流天氣的分析中表明，在大尺度濕性不穩(wěn)定層結(jié)的環(huán)境場中，冷空氣的入侵在山區(qū)地形配合下，在背風(fēng)坡側(cè)造成強(qiáng)烈的水平溫度梯度和地面輻合線，有利于強(qiáng)對流的發(fā)生。

1 克拉瑪依降水的氣候特征及各尺度系統(tǒng)分布

1.1 克拉瑪依降水氣候特征

2011—2018年夏半年克拉瑪依基本站日降水量在61mm以上的降水日共計(jì)43天，平均每年5.4天，最多年份（2013年）出現(xiàn)10天，最少年份（2017、2018年）出現(xiàn)2天。在月分布上，7月出現(xiàn)12天（占27.9%），為最多月份，6月出現(xiàn)10天（占23.3%），為次多月份，9月僅出現(xiàn)3天（占7%），為最少月份。

1.2 影響降水的主要系統(tǒng)

利用NCEP再分析資料，結(jié)合北疆大降水天氣學(xué)分型發(fā)現(xiàn)，影響克拉瑪依降水的主要系統(tǒng)為中亞槽Ⅰ型、中亞槽Ⅱ型、北支槽型、橫槽型和其他型這5種（分型參考《新疆短期預(yù)報(bào)員手冊》）。

1.3 影響降水的大尺度環(huán)流系統(tǒng)

影響克拉瑪依降水的大尺度環(huán)流系統(tǒng)主要有副熱帶急流、伊朗高壓和西太平洋副熱帶高壓。其中有副熱帶急流參與的有11天（26%），克拉瑪依上空急流強(qiáng)度在20—24m/s，主要位于急流軸右側(cè)，一次位于急流軸出口;有伊朗副高參與的有25天（58%），584線主要位于50°N—65°N，有3天伸至65°以北;有太平洋副高參與的有14天（33%），其584線主要位于50°N—60°N，僅有1天伸至65°N。此外，有8天未出現(xiàn)典型大尺度環(huán)流系統(tǒng)。

1.4 影響降水的天氣尺度系統(tǒng)

影響克拉瑪依降水的天氣尺度系統(tǒng)主要有低槽冷鋒和低渦，以及僅有一條閉合等值線的次低渦。其中有低槽冷鋒參與的降水有4天（9%）;有低渦參與的有16天（37%），低渦中心強(qiáng)度在536—580位勢米，主要出現(xiàn)在中亞槽Ⅱ型和北支槽型中;有次低渦參與的有5天（12%），中心強(qiáng)度在564—572位勢米。此外，有4天未出現(xiàn)典型天氣尺度系統(tǒng)。

1.5 影響降水的中小尺度系統(tǒng)

影響克拉瑪依降水的中小尺度系統(tǒng)主要有局地輻合風(fēng)場（切變線和對頭風(fēng)等）、低空急流和偏東風(fēng)。在700hPa出現(xiàn)局地輻合風(fēng)場的降水有15天（35%）;700hPa出現(xiàn)低空急流的有25天（58%）;在850hPa出現(xiàn)局地輻合風(fēng)場的有27天（63%）;850hPa出現(xiàn)偏東風(fēng)的有8天（17%）。

2 克拉瑪依降水分型及各型特征

2.1 中亞槽Ⅰ型

中亞槽Ⅰ型共出現(xiàn)8次，占19%，分布在6—8月，日降水量以中雨為主（6.1—12.0mm），為6次，最大為37.9mm，也是2011—2018年克拉瑪依基本站日降水量極值。700hPa相對濕度主要在70%～80%，850hPa相對濕度主要在60%以下。對流有效位能CAPE最大為466，所有降水日K指數(shù)均高于28，抬升指數(shù)LI主要在0以下。

中亞槽Ⅰ型未出現(xiàn)高空急流，鋒區(qū)強(qiáng)度較弱（2—5條等高線），上下游高壓脊經(jīng)向發(fā)展至50°N—60°N，較少有低渦配合，低層通常有切變線存在，少有低空急流和偏東風(fēng)，700hPa相對濕度在70%～80%居多，K指數(shù)>28和LI指數(shù)≤0可參考性強(qiáng)。

2.2 中亞槽Ⅱ型

中亞槽Ⅱ型共出現(xiàn)14次，占33%，是4種降水型中出現(xiàn)最多，也是預(yù)報(bào)工作中夏半年最常見降水類型。分布在5—9月，以7—8月居多，日降水量同樣以中雨為主，為9天，最大17.7mm。700hPa相對濕度主要為90%～100%，850hPa相對濕度主要在60%以下。CAPE以10—100居多，最大為712;K指數(shù)以28以上居多，最大37;LI指數(shù)以≤0居多，SREH以≥20的居多，最大41。

中亞槽Ⅱ型由于主槽位置較Ⅰ型偏北，大尺度系統(tǒng)中副熱帶急流的作用增加，鋒區(qū)強(qiáng)度兩極分化，既有9—12條等值線的斜壓性強(qiáng)的鋒區(qū)，也有3—6條線的弱鋒區(qū)，上下游高壓脊經(jīng)向發(fā)展至65°N，有低渦配合居多，低層主要為低空急流和切變線，此外850hPa偶有偏東風(fēng)配合。700hPa水汽輸送層相對濕度接近飽和，水汽條件好，強(qiáng)對流指數(shù)可參考性較好。

2.3 北支槽型

北支槽型共出現(xiàn)9次，占21%，分布在5—6、8—9月，以5—6月居多，日降水量中雨為5天，最大為26.7mm。700hPa相對濕度主要為80%～90%和90%～100%，各4次，850hPa相對濕度主要在70%以下。CAPE以0為主（6次），最大為1035，K指數(shù)以≥27居多。

北支槽型在5—6月氣溫相對較低時(shí)常見，冷暖氣團(tuán)過度斜壓性較強(qiáng)，鋒區(qū)相對較強(qiáng)，等高線以7—10居多。上下游高壓脊北伸至50°N—60°N，有低渦居多。低層多在低空急流影響下，水汽條件較好，850hPa有切變線和偏東風(fēng)配合，抬升機(jī)制較好。強(qiáng)對流指數(shù)兩極分化，可參考性較差。

2.4 橫槽型

橫槽型共出現(xiàn)5次，占12%，分布在4—7月，以7月居多，日降水量中雨為4天，最大為17mm。700hPa相對濕度以70%～80%居多，850hPa以60%以下居多。CAPE以100以內(nèi)居多，最大為612，K指數(shù)以28以上居多。

橫槽型的徑向度最強(qiáng)，伊朗暖脊發(fā)展形成阻塞是下游橫槽維持的原因，鋒區(qū)強(qiáng)度中等，等高線為4—9條，低層風(fēng)場抬升機(jī)制較好，但水汽條件一般，強(qiáng)對流指數(shù)可參考性差。

2.5 其他

除上述4種降水型外，還有7次的降水是在脊區(qū)、西風(fēng)帶和輻散場的形勢下形成，占15%，分布在4月、6—8月，以4月居多，日降水量中雨為6天，最大為13.9mm。雖然500hPa在脊區(qū)控制下，但200hPa和低層存在有利的系統(tǒng)，如副熱帶急流、低空急流和風(fēng)切變等，且水汽條件和熱力條件較好。

3 小結(jié)

綜上所述，2011—2018年夏半年克拉瑪依基本站日降水量在6.1mm以上降水日中年際分布不均，最多在2013年（10天），最少在2017—2018年（各2天），月分布以6—7月最多。

具體分析各型特征可知，中亞槽Ⅰ型較少有低渦配合，低層通常有切變線存在，水汽條件一般，熱力對流條件好。中亞槽Ⅱ型上下游高壓脊都有明顯北伸，通常有低渦配合，水汽條件好，熱力對流條件較好。北支槽型鋒同樣低渦配合較多，低層主要為低空急流，水汽條件較好，熱力對流條件一般。橫槽型徑向度最強(qiáng)，在低空急流和輻合風(fēng)場配合下抬升機(jī)制較好，水汽條件一般，對流熱力條件較弱。其他降水形勢下，高低層通常存在有利的系統(tǒng)，如副熱帶急流、低空急流和風(fēng)切變等，且水汽條件和熱力條件較好。

參考文獻(xiàn)：

[1]周建榮.克拉瑪依市1959—2008年降水變化的特征分析[J].沙漠與綠洲氣象，2010，4（4）：31-35.

[2]盧冰，史永強(qiáng).2012年7月中旬克拉瑪依罕見強(qiáng)對流天氣的數(shù)值模擬分析[J].氣象，2014，40（8）：948-956.