2015年9月初塔里木盆地西部一次強(qiáng)對(duì)流性天氣的成因分析

買買提江·賽提尼牙孜 瑪依拉·麥麥提 曼吾拉·卡德爾

摘要 利用地面觀測(cè)資料、臺(tái)站觀測(cè)資料和NCEP再分析資料，對(duì)2015年9月初塔里木盆地西部的一次強(qiáng)對(duì)流天氣成因進(jìn)行分析。結(jié)果表明：塔里木盆地西部的強(qiáng)對(duì)流天氣主要表現(xiàn)為短時(shí)強(qiáng)降水，是不同天氣尺度系統(tǒng)共同作用產(chǎn)生的;前期出現(xiàn)了持續(xù)性的降水條件，為強(qiáng)對(duì)流天氣的出現(xiàn)提供了較好的水汽條件;下墊面氣溫的下降，邊界層冷氣流與暖氣流交匯后會(huì)有強(qiáng)烈的上升運(yùn)動(dòng)出現(xiàn)，直接導(dǎo)致塔里木盆地西部上空快速釋放出大量的不穩(wěn)定能量，同冰雹落區(qū)保持一致，之后的CAPE值則明顯降低;在強(qiáng)對(duì)流天氣發(fā)展演變中，逆風(fēng)區(qū)移動(dòng)速度較慢，且維持較長(zhǎng)時(shí)間，同短時(shí)強(qiáng)降水和冰雹天氣的出現(xiàn)有很好的對(duì)應(yīng)關(guān)系。

關(guān)鍵詞 強(qiáng)對(duì)流性天氣;環(huán)流形勢(shì);多普勒雷達(dá);塔里木盆地

中圖分類號(hào)：P42 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B 文章編號(hào)：2095–3305（2021）04–0040–02

強(qiáng)對(duì)流天氣是不同天氣尺度系統(tǒng)共同作用而產(chǎn)生的中小尺度天氣現(xiàn)象，其在出現(xiàn)的過(guò)程中大都伴隨有雷雨、大風(fēng)、強(qiáng)降雨等災(zāi)害性天氣。雖然強(qiáng)對(duì)流天氣的持續(xù)時(shí)間短、影響范圍小，但是因突發(fā)性強(qiáng)、局地性強(qiáng)和強(qiáng)度大，會(huì)造成極為嚴(yán)重的損失，是當(dāng)前國(guó)內(nèi)外天氣預(yù)報(bào)中的難點(diǎn)[1]。塔里木盆地位于中國(guó)新疆南部，是我國(guó)面積最大的內(nèi)陸盆地，處于天山、昆侖山和阿爾金山之間，盆地地勢(shì)西高東低，屬于暖溫帶氣候。因地理和氣候條件較為特殊，使得境內(nèi)強(qiáng)對(duì)流天氣頻繁出現(xiàn)，且具有明顯的季節(jié)性和局地性特征。強(qiáng)對(duì)流天氣的出現(xiàn)對(duì)當(dāng)?shù)睾娇诊w行活動(dòng)的開展極為不利[2]。因此，對(duì)塔里木盆地西部的強(qiáng)對(duì)流天氣成因進(jìn)行分析，對(duì)于降低災(zāi)害性天氣造成的損失和確保航空飛行安全具有積極作用。

1 天氣實(shí)況

2015年8月28日—9月4日，新疆塔里木盆地西部出現(xiàn)了持續(xù)性的降水天氣，溫度下降幅度明顯，部分地區(qū)出現(xiàn)了大雨和冰雹天氣，對(duì)區(qū)域內(nèi)的玉米、馬鈴薯、果樹等造成了不同程度的損害，同時(shí)還對(duì)當(dāng)?shù)睾娇诊w行產(chǎn)生了影響。

2 環(huán)流形勢(shì)

2015年8月末至9月初，受到西伯利亞低槽南部短波擾動(dòng)的影響，塔里木盆地西部出現(xiàn)了降水天氣，且持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)。在9月3日20：00 500 hPa天氣形勢(shì)圖中（圖1a），高壓脊分布在巴爾喀什湖東部到貝加爾湖地區(qū)，發(fā)展過(guò)程較為旺盛，且位置穩(wěn)定少動(dòng)，直接造成低值系統(tǒng)維持較長(zhǎng)時(shí)間。隨著時(shí)間的推移，到了4日20：00，在500 hPa天氣形勢(shì)圖中（圖1b），在巴爾喀什湖一帶西西伯利亞南部地區(qū)的低槽強(qiáng)度增加，且在發(fā)展過(guò)程中不斷有短波分裂，此時(shí)的塔里木盆地西部出現(xiàn)在低槽底前部，由于槽前有正渦度平流出現(xiàn)，為上升運(yùn)動(dòng)提供了有利條件;西西伯利亞低壓槽在對(duì)塔里木盆地西部產(chǎn)生影響時(shí)，進(jìn)一步促進(jìn)了區(qū)域強(qiáng)對(duì)流天氣的出現(xiàn)。

在500 hPa高度的風(fēng)場(chǎng)中，較為平直的西風(fēng)環(huán)流幾乎將整個(gè)塔里木盆地包圍，此時(shí)的極大風(fēng)速達(dá)到了14 m/s;在750 hPa和850 hPa中低層處風(fēng)場(chǎng)中，存在弱的西南氣流，風(fēng)速只有4 m/s。與此同時(shí)，弱的偏東風(fēng)氣流出現(xiàn)在阿克蘇到巴州一帶，隨著時(shí)間的變化逐漸形成強(qiáng)度較弱的風(fēng)切變，中低層風(fēng)切變的出現(xiàn)是水汽及動(dòng)量輻合持續(xù)維持的主要原因。

9月4日700 hPa相對(duì)濕度場(chǎng)中，塔里木盆地西部地區(qū)的相對(duì)濕度始終在60%～70%之間，尤其是到了當(dāng)天20時(shí)，該區(qū)域內(nèi)的相對(duì)濕度增加到了70%～80%，說(shuō)明中低層處有較好的水汽條件;再加上塔里木盆地西部前期出現(xiàn)了持續(xù)性的降水條件，為強(qiáng)對(duì)流天氣的出現(xiàn)提供了較好的水汽條件。

3 探空資料分析

對(duì)于強(qiáng)對(duì)流天氣來(lái)說(shuō)，其在出現(xiàn)的過(guò)程中除了需要潛在不穩(wěn)定能量外，還需要有強(qiáng)烈的抬升條件和源源不斷的水汽供應(yīng)。尤其是冰雹天氣的出現(xiàn)需要有適宜的高度。對(duì)應(yīng)時(shí)段內(nèi)的對(duì)流參數(shù)如表1所示，塔里木盆地西部的這次冰雹天氣過(guò)程的該項(xiàng)穩(wěn)定度參數(shù)與強(qiáng)對(duì)流天氣閾值之間有很好的對(duì)應(yīng)關(guān)系。9月4日14：00，塔里木盆地西部的K值和CAPE值分別為29℃和454 J/kg;到了20：00，K值和CAPE值均有不同程度的增加，分別為30℃和1091 J/kg，說(shuō)明該階段的大氣層處于不穩(wěn)定狀態(tài)。在冰雹天氣還沒(méi)有出現(xiàn)之前，大氣中有大量的不穩(wěn)定能量，為冰雹天氣的發(fā)生發(fā)展提供了有利條件。冰雹天氣從高空落下的過(guò)程中，CAPE值則大幅度下降，強(qiáng)對(duì)流天氣出現(xiàn)時(shí)會(huì)造成對(duì)流不穩(wěn)定能量快速釋放。由于下墊面氣溫的下降，邊界層冷氣流與暖氣流交匯后會(huì)有強(qiáng)烈的上升運(yùn)動(dòng)出現(xiàn)，直接導(dǎo)致塔里木盆地西部上空快速釋放出大量的不穩(wěn)定能量，同冰雹落區(qū)保持一致，之后的CAPE值則明顯降低。

4 多普勒雷達(dá)資料分析

結(jié)合兵團(tuán)第一師八團(tuán)機(jī)械大隊(duì)多普勒雷達(dá)資料，9月4日19：03的仰角為1.5°，距離雷達(dá)站西北面120～180 km，方位270°～315°范圍內(nèi)有強(qiáng)對(duì)流回波出現(xiàn)，呈現(xiàn)出西南-東北走向，在縱向位置處出現(xiàn)了4個(gè)較為明顯的單體風(fēng)暴，且分布較為均勻，單體風(fēng)暴之間的距離為30 km左右。同時(shí)還存在有一個(gè)強(qiáng)度最大的單體風(fēng)暴，云頂高度達(dá)到了12 km，超過(guò)50 dBZ強(qiáng)回波中心的垂直高度上升到了9 km。在對(duì)其進(jìn)行持續(xù)監(jiān)測(cè)的過(guò)程中，阿合奇、烏什山區(qū)一帶的云帶在發(fā)展過(guò)程中，不斷朝著東北方向移動(dòng)，并對(duì)沙井子片區(qū)、阿克蘇、溫宿等地區(qū)產(chǎn)生影響。19：03仰角3℃、150 km距離檔的強(qiáng)度PPI顯示圖上，沙井子片區(qū)西部的回波范圍長(zhǎng)度在130 km左右，寬度接近50 km，對(duì)流回波帶在向東北方向移動(dòng)的過(guò)程中，其前邊緣及外形輪廓始終保持著清晰完整的狀態(tài)，回波強(qiáng)度基本沒(méi)有太大變化。

9月4日19：21開始有大面積的強(qiáng)對(duì)流回波主體，并逐漸對(duì)塔里木盆地大部分地區(qū)產(chǎn)生影響;17：31強(qiáng)中心回波頂高上升到12 km，超過(guò)50 dBZ強(qiáng)回波中心的垂直高度達(dá)8 km，此時(shí)雷暴閃電天氣出現(xiàn)。隨著時(shí)間的變化，強(qiáng)對(duì)流回波主體不斷朝著東北方向轉(zhuǎn)移，影響塔里木盆地西部的降水天氣基本結(jié)束。

在強(qiáng)對(duì)流天氣出現(xiàn)的過(guò)程中，結(jié)合徑向速度圖，塔里木盆地西部有逆風(fēng)區(qū)出現(xiàn)，再加上環(huán)境風(fēng)的影響，在整個(gè)發(fā)展演變中，逆風(fēng)區(qū)移動(dòng)速度較慢，且維持較長(zhǎng)時(shí)間，同短時(shí)強(qiáng)降水和冰雹天氣的出現(xiàn)有很好的對(duì)應(yīng)關(guān)系;由此可以將逆風(fēng)區(qū)作為判別強(qiáng)降水中心區(qū)域的指標(biāo)之一。經(jīng)過(guò)監(jiān)測(cè)發(fā)現(xiàn)，逆風(fēng)區(qū)和強(qiáng)回波中心之間也有一定的對(duì)應(yīng)關(guān)系。

5 結(jié)論

（1）塔里木盆地西部的強(qiáng)對(duì)流性天氣主要表現(xiàn)為短時(shí)強(qiáng)降水，是天氣尺度背景下不同天氣尺度與中小尺度天氣系統(tǒng)共同作用產(chǎn)生的;前期出現(xiàn)了持續(xù)性的降水條件，為強(qiáng)對(duì)流天氣的出現(xiàn)提供了較好的水汽條件。

（2）下墊面氣溫的下降，邊界層冷氣流與暖氣流交匯后會(huì)有強(qiáng)烈的上升運(yùn)動(dòng)出現(xiàn)，直接導(dǎo)致塔里木盆地西部上空快速釋放出大量的不穩(wěn)定能量，同冰雹落區(qū)保持一致，之后的CAPE值則明顯降低。

（3）在強(qiáng)對(duì)流天氣發(fā)展演變中，逆風(fēng)區(qū)移動(dòng)速度較慢，且維持較長(zhǎng)時(shí)間，同短時(shí)強(qiáng)降水和冰雹天氣的出現(xiàn)有很好的對(duì)應(yīng)關(guān)系。

參考文獻(xiàn)

[1] 王金輝，支俊，方冰，等.新疆克州一次強(qiáng)對(duì)流天氣過(guò)程診斷[J].干旱氣象， 2010，28（2）：206-211.

[2] 魏勇，彭軍，陳建民，等.新疆石河子地區(qū)沙漠邊緣地帶的一次強(qiáng)對(duì)流天氣的成因分析[J].沙漠與綠洲氣象，2015（6）： 27-33.

責(zé)任編輯：黃艷飛