2021年8月1日巴里坤縣強(qiáng)降水天氣過(guò)程分析

哈力普江·喀斯木 迪力夏提·白克力

摘要 利用自動(dòng)站觀測(cè)數(shù)據(jù)、T639全球集合預(yù)報(bào)、ECMWF歐洲中期數(shù)值預(yù)報(bào)和FY2D衛(wèi)星等資料，從大尺度環(huán)流背景和影響系統(tǒng)、高低空氣壓系統(tǒng)配置、水汽條件和物理機(jī)制等方面，重點(diǎn)分析了2021年8月1日巴里坤縣強(qiáng)降水天氣過(guò)程，以期為日后精準(zhǔn)降水預(yù)報(bào)提供參考。

關(guān)鍵詞 巴里坤縣;強(qiáng)降水天氣;過(guò)程分析

中圖分類(lèi)號(hào)：P458.1+21 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B 文章編號(hào)：2095–3305（2021）12–0082–02

巴里坤縣位于新疆維吾爾自治區(qū)東北部，在天山山脈東段和東準(zhǔn)噶爾斷塊山系之間的草原上，地處歐亞大陸腹地，地勢(shì)東南高西北低，屬于溫帶大陸性氣候，常年干燥，冬季漫長(zhǎng)寒冷，夏季涼爽，年均降水量223.4 mm，蒸發(fā)量達(dá)到1 637 mm，主要降水集中在5—9月。受境內(nèi)三山夾兩盆地形特征的影響，該縣在降水集中季節(jié)易出現(xiàn)局地洪澇和泥石流等災(zāi)害，嚴(yán)重威脅著人民生命財(cái)產(chǎn)安全。

1 天氣實(shí)況

2021年8月1日，巴里坤縣沿山一帶出現(xiàn)雷電天氣，伴隨平均風(fēng)力7級(jí)和極大風(fēng)力9級(jí)以上的陣性大風(fēng)、短時(shí)強(qiáng)降水、冰雹等對(duì)流性天氣。截至8月1日07：11，薩爾喬克鄉(xiāng)一帶6 h累計(jì)雨量達(dá)20～30 mm，巴里坤哈薩克自治縣氣象臺(tái)2021年8月1日07：11將暴雨藍(lán)色升級(jí)為暴雨黃色預(yù)警信號(hào)。7月31日18：00～8月1日13：45累計(jì)降水量前3位的地區(qū)是蘇吉東村、蘇吉西村吳家莊子組和花莊子村，分別為65.3 mm、61.4 mm和47.7 mm。8月1日凌晨至傍晚，縣城及周邊山區(qū)降水仍在持續(xù)，薩爾喬克—海子沿、大河—八墻子、巴里坤鎮(zhèn)—奎蘇—軍馬場(chǎng)和石人子南部山區(qū)出現(xiàn)暴雨，最大累積降水量達(dá)45 mm以上[1]。

2 大尺度天氣背景和影響系統(tǒng)的分析

7月31日20：00，200 hPa青藏高壓有明顯雙體型特征，分別在土耳其北部和青藏高原存在2個(gè)中心，中心數(shù)值分別為1 249 dagpm、1 267 dagpm，西風(fēng)帶高空長(zhǎng)波氣流在科里奧利力的作用下產(chǎn)生的長(zhǎng)波槽盤(pán)踞在西西伯利亞平原一帶，而哈密地區(qū)和蒙古國(guó)交界處正處于夏季降水集中出現(xiàn)的大氣候背景下（圖1）。

7月31日18：00，500 hPa伊朗副熱帶高壓帶和西太平洋副熱帶高壓帶十分活躍，阿姆河至巴爾喀什湖一帶被低壓渦旋控制，低壓槽前西南氣流強(qiáng)，哈密市位于槽底分裂短波影響區(qū)域。31日20：00，低壓渦旋勢(shì)力衰減為低壓槽，保持較快速度向東移動(dòng)，同時(shí)分裂為南北兩支，北支移動(dòng)至蒙古國(guó)境內(nèi)，南支在南疆和吉爾吉斯斯坦交界處滯留，巴里坤縣受西南氣流影響較大。此時(shí)伊朗副高持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展，西太副高則向西北延伸。

8月1日08：00，南北兩支產(chǎn)生同位向疊加，槽曲率加大，槽底東進(jìn)南伸，西太副高繼續(xù)向西北延伸，控制新疆東部。高空槽前西南氣流攜帶大量水汽與低層偏東氣流自孟加拉灣輸送的水汽匯合，為此次強(qiáng)降水供應(yīng)充足水汽。低槽攜帶的冷空氣和副高外圍攜帶的西南暖濕氣流相匯合，這是此次強(qiáng)降水天氣的關(guān)鍵系統(tǒng)。8月1日凌晨，700 hPa巴里坤縣附近有氣旋性彎曲的風(fēng)矢量變化急劇的不連續(xù)線(xiàn)，我縣西部存在氣流輻合上升區(qū)域，東部有偏東急流，1日08：00，偏東氣流加強(qiáng)，該縣仍受切變線(xiàn)影響，偏東急流將自北印度洋的暖濕水汽源源不斷輸送至降水中心區(qū)域，促進(jìn)了低空不穩(wěn)定能量的釋放。

3 物理量場(chǎng)的分析

3.1 水汽條件

7月31日20：00，根據(jù)探空資料得知，強(qiáng)降水區(qū)域從850 hPa至500 hPa空氣冷卻達(dá)到飽和時(shí)的溫度均在4℃以下，比濕場(chǎng)處于5～7 g/kg的控制下，22：00濕舌進(jìn)一步西伸，影響范圍增加，哈密市大部分地區(qū)處于9～11 g/kg比濕區(qū)內(nèi)，垂直分布大值區(qū)在800 hPa。水汽通量散度場(chǎng)，降水前3日20：00，700～850 hPa上，巴里坤縣在輻合區(qū)，中心值最大為-34.6×10-7 g/（cm2·hPa·s）;8月1日08：00，500～700 hPa上，輻合區(qū)在該縣西部一帶，中心值達(dá)到-23.8×10-7 g/（cm2·hPa·s），8月1日20：00，輻合中心東移，該縣變?yōu)檩椛^(qū)控制，降水隨之趨于結(jié)束。

3.2 動(dòng)力條件

7月31日20：00，200～850 hPa散度場(chǎng)上，巴里坤縣位于高層輻散、低層輻合區(qū)域內(nèi)，最大輻合中心在700～850 hPa上，中心強(qiáng)度為-35.7×10-5 s-1，250 hPa以上為輻散區(qū)，中心值為11×10-5 s-1。8月1日08：00，輻散中心增強(qiáng)至22× 10-5 s-1，最大輻合中心在550 hPa，中心值為-71.4×10-5 s-1，輻散、輻合最大時(shí)段和降水出現(xiàn)時(shí)段相符合。垂直速度場(chǎng)上，7月29日08：00，500 hPa巴里坤縣一帶為上升運(yùn)動(dòng)區(qū)，中低層700～850 hPa為下沉運(yùn)動(dòng)區(qū)，29日20：00，500～ 850 hPa整層均是上升運(yùn)動(dòng)區(qū)，中心數(shù)值達(dá)到-23.1×10-3 hPa/s，強(qiáng)上升運(yùn)動(dòng)可以將低層暖濕水汽和不穩(wěn)定能量帶至高空，引起強(qiáng)降水出現(xiàn)[2]。

3.3 不穩(wěn)定條件

7月31日08：00，根據(jù)探空資料顯示，

K指數(shù)為32℃，沙氏指數(shù)為-2.56℃，對(duì)流有效位能CAPE值為676.4 J/kg，低層風(fēng)隨高度逆轉(zhuǎn)，有冷平流，高層為暖平流表明此時(shí)大氣層結(jié)構(gòu)較為穩(wěn)定。14：00探空資料顯示，850～500 hPa風(fēng)隨高度順轉(zhuǎn)，400 hPa以上，風(fēng)隨高度逆轉(zhuǎn)，對(duì)應(yīng)K指數(shù)為23℃，沙氏指數(shù)為-1.02℃，對(duì)流有效位能CAPE值為384.2 J/kg，這表明大氣處于不穩(wěn)定狀態(tài)，利于強(qiáng)對(duì)流天氣產(chǎn)生。8月1日08：00 T639K指數(shù)預(yù)報(bào)場(chǎng)，巴里坤縣位于21～23;12：00，K指數(shù)增強(qiáng)至27℃，影響范圍沒(méi)有顯著增加，最大中心在薩爾喬克鄉(xiāng)一帶，中心數(shù)值達(dá)到31，T639K指數(shù)預(yù)報(bào)和探空?qǐng)D基本一致，對(duì)強(qiáng)對(duì)流預(yù)判和降水落區(qū)有一定指示意義。

4 雷達(dá)回波特征

強(qiáng)對(duì)流天氣剛開(kāi)始出現(xiàn)時(shí)，由雷達(dá)回波演變圖可知，8月1日08：00，巴里坤縣上空有層云相疊，幾個(gè)結(jié)構(gòu)松散對(duì)流單體開(kāi)始發(fā)展，東北方向有一38 dBZ的對(duì)流單體;08：20，對(duì)流單體合并繼續(xù)東進(jìn)，與東北向的對(duì)流單體相連，中心最大回波強(qiáng)度為47 dBZ，在1.50對(duì)應(yīng)徑向速度表現(xiàn)有一對(duì)正負(fù)速度中心，最大中心速度值達(dá)到-7.7 m/s，且出現(xiàn)了氣旋性輻合;9：00，回波繼續(xù)增強(qiáng)，中心最大強(qiáng)度增加至47.2 dBZ，最大中心速度值變?yōu)?9 m/s。降水出現(xiàn)時(shí)，垂直液態(tài)含水量VTL顯示，薩爾喬克鄉(xiāng)有最大值中心存在，數(shù)值達(dá)到9.3 kg/m2，隨著回波東進(jìn)，降水增強(qiáng);08：30～08：50，垂直液態(tài)含水量范圍增加，逐漸東進(jìn)，中心數(shù)值加強(qiáng)至14 kg/m2，可以得出該因子變化趨勢(shì)和強(qiáng)降水出現(xiàn)時(shí)間成正比。從回波頂高ET圖上看，1日08：22，巴里坤縣上空回波頂高處在2.8 km，縣域東北方回波頂高度為3.7 km，隨著回波增強(qiáng)，該縣上空回波頂高度變化不大，東北部回波頂高度增加，表明對(duì)流發(fā)展較強(qiáng)，云頂較高。

5 結(jié)束語(yǔ)

此次強(qiáng)降水過(guò)程的大氣環(huán)流背景是雙體型的青藏暖性高壓，500 hPa影響系統(tǒng)是中亞克孜勒庫(kù)姆沙漠中部至巴爾喀什湖的低壓槽，在低層空氣中存在顯著的氣流輻合上升，物理量場(chǎng)表現(xiàn)為強(qiáng)降水中心區(qū)比濕最大值在850 hPa，約為8.9 g/kg，水汽通量散度場(chǎng)在巴里坤縣西部一帶，輻合中心最強(qiáng)達(dá)到-23.8×10-7 g/（cm2·hPa·s），足量的水汽輸送、強(qiáng)烈的氣流輻合上升運(yùn)動(dòng)、大氣不穩(wěn)定能力的釋放是此次強(qiáng)降水過(guò)程出現(xiàn)的主要原因。

參考文獻(xiàn)

[1] 劉羲瑞.巴里坤縣2018年8月13-14日強(qiáng)降水天氣——優(yōu)秀氣象服務(wù)案例分析[J].農(nóng)家參謀，2018（22）：121.

[2] 苑俐.2018年8月11日至14日赤峰市降水過(guò)程分析[J].南方農(nóng)機(jī)，2020，51（4）： 242.

責(zé)任編輯：黃艷飛

Analysis of Heavy Prec-ipitation Weather Process in Balikun County on August 1， 2021

GHALIPJAN·Kasim et al （Barkol Kazakh Autonomous County Meteorological Bureau， Hami City， Xinjiang， Barkol Kazakh， Xinjiang 839200）

Abstract Using the automatic station observation data， T639 global ensemble forecast， ECMWF European medium-term numerical forecast， FY2D satellite and other data， the heavy precipitation weather process in Balikun county on August 1， 2021 is analyzed from the aspects of large-scale circulation background and influence system， high and low air pressure system configuration， water vapor conditions and physical mechanism. In order to provide reference for accurate precipitation forecast in the future.

Key words Balikun County; Heavy preci-pitation weather; Process analysis