南疆西部兩次極端暴雨中尺度特征對比分析

希熱娜依·鐵里瓦爾地，瑪依熱·艾海提，孟凡雪，胡素琴*，孫 雨，李建剛

（1.喀什地區(qū)氣象局，新疆 喀什 844000；2.中國氣象局烏魯木齊沙漠氣象研究所，新疆 烏魯木齊 830002）

南疆西部位于塔里木盆地西緣，北部為西天山，西部為帕米爾高原，南部為昆侖山，東側(cè)為塔克拉瑪干沙漠，具有三面環(huán)山，東面敞開的地理特征。平原年均降水量僅50～70 mm，是我國西北部典型的干旱地區(qū)[1]。受復(fù)雜地形影響，春夏季傍晚前后易發(fā)生突發(fā)極端暴雨，累計(jì)雨量往往能超過當(dāng)?shù)貧夂蛑怠４祟悩O端降水在生態(tài)環(huán)境脆弱的南疆西部，更容易誘發(fā)嚴(yán)重的城市內(nèi)澇、山洪等氣象災(zāi)害，給農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、人民生命財(cái)產(chǎn)等造成重大損失[2]，但因?yàn)橥话l(fā)性和局地性強(qiáng)、尺度小、生命史短等原因，暴雨落區(qū)和強(qiáng)度預(yù)報(bào)一直是短臨預(yù)報(bào)的難點(diǎn)。

多年來國內(nèi)氣象專家對我國各地暴雨、短時(shí)強(qiáng)降水的時(shí)空分布特征、環(huán)流背景、影響系統(tǒng)、中尺度系統(tǒng)演變特征等方面進(jìn)行了大量研究[3-11]，取得了諸多有價(jià)值的研究成果，也表明不同地域暴雨、短時(shí)強(qiáng)降水有明顯差異。新疆學(xué)者對新疆暴雨、短時(shí)強(qiáng)降水也有深入的研究[12-14]，對南疆西部暴雨的大尺度、天氣尺度影響系統(tǒng)和水汽分析等方面的研究顯示，南疆西部暴雨大部分是在南亞高壓雙體型的大尺度環(huán)流背景下，受中亞低渦（低槽）有利的天氣系統(tǒng)影響產(chǎn)生的[15-17]，高低空急流的有利配置為暴雨提供動力條件，來自阿拉伯海、孟加拉灣的水汽以及低渦本身攜帶的水汽提供水汽條件，還給出了南疆西部暴雨概念模型[18-21]。而對南疆西部暴雨中尺度對流系統(tǒng)特征和不同季節(jié)極端暴雨對比分析的研究尚少。在全球氣候變暖的背景下，南疆西部極端降水呈增加趨勢，且早發(fā)頻發(fā)，其影響和造成的災(zāi)害損失也在不斷擴(kuò)大，因此，加強(qiáng)對此類天氣的中尺度系統(tǒng)和觸發(fā)因子的研究顯得十分重要。

2020年4月17—24日和2021年6月15—17日（分別簡稱“過程1”、“過程2”），南疆西部出現(xiàn)兩次極端暴雨過程，其中短時(shí)強(qiáng)降水突發(fā)性和局地性極強(qiáng)，雖然各級氣象臺站均做出提前預(yù)報(bào)和服務(wù)，但由于模式對極端暴雨落區(qū)及強(qiáng)度預(yù)報(bào)能力不足，加上預(yù)報(bào)員對此類小概率極端事件缺乏預(yù)報(bào)經(jīng)驗(yàn)，導(dǎo)致暴雨落區(qū)、強(qiáng)度跟實(shí)況存在明顯差異。本文利用常規(guī)氣象觀測、區(qū)域自動站資料、FY-2G云圖、雷達(dá)及NCEP再分析等資料，對兩次極端暴雨過程短時(shí)強(qiáng)降水的環(huán)境條件、中尺度系統(tǒng)特征等進(jìn)行對比分析并找出異同點(diǎn)，進(jìn)一步加深對南疆西部極端暴雨事件中尺度系統(tǒng)發(fā)展機(jī)理的認(rèn)識，以期提高業(yè)務(wù)短臨預(yù)報(bào)能力。

1 暴雨概況及極端性分析

過程1：為2020年4月17日08時(shí)—24日08時(shí)（北京時(shí)，下同）南疆西部出現(xiàn)大范圍持續(xù)性暴雨的過程?？κ驳貐^(qū)有2個(gè)國家站、44個(gè)區(qū)域站累計(jì)雨量超過24.1 mm，7站超過48 mm。最大累計(jì)雨量67.3 mm，出現(xiàn)在葉城縣臺斯村（圖1a）；日最大雨量48.3 mm，出現(xiàn)在22日澤普縣庫臺村。澤普縣庫臺村21日00時(shí)、疏附縣蘭桿鄉(xiāng)22日22時(shí)最大小時(shí)雨強(qiáng)分別達(dá)29.5、31.2 mm（圖1c）。暴雨過程強(qiáng)降水時(shí)段分別在19、21、22日午后至夜間，平原大部區(qū)域同時(shí)伴有雷雨大風(fēng)和短時(shí)冰雹。2020年4月喀什和澤普站月降水量分別為62.7和33.5 mm，前者突破4月歷史極值，后者居同期歷史第3位。

過程2為2021年6月15日08時(shí)—17日08時(shí)，南疆西部出現(xiàn)大范圍極端暴雨的過程?？κ驳貐^(qū)國家站5站、區(qū)域站100站累計(jì)雨量超過24.1 mm，10站超過48 mm。最大累計(jì)雨量67.6 mm，出現(xiàn)在疏附縣烏帕爾鄉(xiāng)7村（圖1b），其中15日17時(shí)最大小時(shí)雨強(qiáng)為29.4 mm（圖1d），最大日降水量為54.3 mm，突破此站建站以來的極值。強(qiáng)降水分別出現(xiàn)在15、16日午后至夜間。2021年6月喀什、葉城月降水量分別為33.5、44.8 mm，均居歷史第1位。莎車、英吉沙、葉城站最大日降水量分別為37.2、28.2、33.9 mm，均突破6月歷史極值。澤普、伽師、喀什站最大日降水量均居6月歷史第2位，英吉沙、葉城居夏季歷史第2位，莎車居夏季歷史第3位。

圖1 喀什地區(qū)兩次過程累積降水量分布（a、b)和暴雨中心逐時(shí)雨量變化（c、d）（單位：mm）

兩次暴雨過程均具有極端性特征，且有降水持續(xù)時(shí)間長、范圍廣、短時(shí)強(qiáng)降水的局地性強(qiáng)、小時(shí)雨強(qiáng)大等特點(diǎn)；強(qiáng)降水均發(fā)生在午后至夜間，最大暴雨中心都在疏附縣境內(nèi)。不同之處在于，“過程1”強(qiáng)降水突發(fā)性更強(qiáng)并伴有冰雹、雷雨大風(fēng)等強(qiáng)對流天氣，是典型的對流性強(qiáng)降水。“過程2”暴雨站次更多、范圍更廣、累計(jì)降水量更大，降水極端性特征更明顯，屬于系統(tǒng)性強(qiáng)降水。

2 環(huán)流背景

“過程1”中，2020年4月17—23日100 hPa南亞高壓呈東部型，17—19日200 hPa副熱帶大槽強(qiáng)烈發(fā)展，南端南伸至25°N附近，＞30 m/s的西南急流位于南疆西部上空，高空輻散明顯。降水開始前17日08時(shí)，500 hPa高度場為“兩支鋒區(qū)”型的經(jīng)向環(huán)流，北支在東歐至貝加爾湖以西為“兩槽一脊”形勢，南支在中亞一帶有不穩(wěn)定短波槽活動，18日20時(shí)—19日08時(shí)（圖2a）中亞短波槽切渦加深，與巴爾喀什湖以北東移的低槽形成“東西夾攻”形勢，850 hPa南疆西部為“人”字型切變，700~850 hPa河西走廊至南疆西部為偏東急流，850 hPa風(fēng)速達(dá)20 m/s；19日20時(shí)中亞低渦減弱成槽過境，造成19日夜間疏附縣及伽師、莎車淺山區(qū)出現(xiàn)大到暴雨。21日08時(shí)—23日08時(shí)中亞短波活動頻繁，低層切變線維持，分別造成21日夜間澤普縣庫臺村短時(shí)暴雨和22日傍晚至夜間疏附縣蘭桿鄉(xiāng)、喀什市的短時(shí)強(qiáng)降水和小冰雹。

“過程2”中，2021年6月15—17日100 hPa南亞高壓呈雙體型，200 hPa高空西南急流位于南疆盆地上空，南疆西部位于西南急流（中心56 m/s）分流輻散區(qū)。降水前14日20時(shí)，500 hPa高度場為“兩槽一脊”的經(jīng)向環(huán)流，烏拉爾山至西伯利亞為脊區(qū)，貝加爾湖北側(cè)至南疆西部為東北—西南向的橫槽區(qū)，南疆西部處于橫槽底部，700~850 hPa南疆西部有風(fēng)向切變。15日08—20時(shí)（圖2b、2d），橫槽分為兩段，北段位于北疆東部，南段為中亞北部切渦，形成“東西夾攻”形勢，700~850 hPa低渦不斷發(fā)展，使得阿克蘇—喀什—和田的風(fēng)場輻合、切變加強(qiáng)，盆地東部配合有回流性偏東風(fēng)，15日20時(shí)850 hPa風(fēng)速達(dá)14 m/s，15日白天喀什大部地區(qū)出現(xiàn)小量以上降水，偏北、偏南局地出現(xiàn)中到大雨，疏附縣出現(xiàn)大暴雨。15日20時(shí)—16日20時(shí)中亞低渦進(jìn)入南疆西部，700~850 hPa持續(xù)有12~14 m/s的偏東急流輸送冷空氣和水汽至南疆西部，配合低層風(fēng)場輻合及切變，造成喀什平原大部地區(qū)暴雨和葉城縣淺山區(qū)大暴雨。

圖2 500 hPa高度場（等值線，單位：dagpm）、風(fēng)場（單位：m/s）（a、b）和中尺度環(huán)境場分析（c、d）

3 環(huán)境參數(shù)特征

兩次極端暴雨過程中都有短時(shí)強(qiáng)降水發(fā)生，利用喀什站探空資料（表1）分析兩次過程中短時(shí)強(qiáng)降水發(fā)生的能量和層結(jié)條件，其中“過程1”共有兩次短時(shí)強(qiáng)降水，分別發(fā)生在21日澤普縣和22日疏附縣，本文選取降水強(qiáng)度更強(qiáng)并伴有冰雹的22日的短時(shí)強(qiáng)降水進(jìn)行對比分析。

表1 兩次過程短時(shí)強(qiáng)降水探空對流參數(shù)

“過程1”在2020年4月22日08時(shí)探空主要特征為，850~500 hPa風(fēng)隨高度順轉(zhuǎn)有暖平流，500 hPa以上風(fēng)隨高度逆轉(zhuǎn)有冷平流。850 hPa有弱逆溫，有利于積累不穩(wěn)定能量。14時(shí)，“上干冷、下暖濕”的不穩(wěn)定層結(jié)進(jìn)一步增強(qiáng)。K指數(shù)由08時(shí)的30℃增大到34℃，SI指數(shù)由-1.24℃降到-5.2℃，LI指數(shù)由0.86℃降至-1.0℃，CIN由240.4 J/kg減小至189 J/kg，CAPE由3.8 J/kg突增到611 J/kg，說明14時(shí)前逆溫層已破壞，不穩(wěn)定能量得到釋放。另外-20℃層與0℃層高度差為2 851 m，有利于冰雹發(fā)生。

“過程2”在6月15日08時(shí)850~600 hPa溫、濕廓線呈倒喇叭狀，風(fēng)向順轉(zhuǎn)有暖平流，500~300 hPa風(fēng)向逆轉(zhuǎn)有冷平流，大氣層結(jié)呈“低層干暖、高層濕冷”分布。15日20時(shí)隨著降水出現(xiàn)，850 hPa溫度露點(diǎn)差由08時(shí)的14℃轉(zhuǎn)為4℃，濕度加大、濕層加厚至250 hPa，200 hPa以上溫度露點(diǎn)差＞20℃，大氣層結(jié)轉(zhuǎn)為“高層干冷、中低層暖濕”分布，這種結(jié)構(gòu)有利于熱力不穩(wěn)定層結(jié)的增強(qiáng)。16日00時(shí)K指數(shù)由15日08時(shí)的31℃增大到33℃，SI指數(shù)由-0.95℃降到-3.2℃，CAPE由8.1 J/kg增加到382 J/kg，CIN由154 J/kg減小為37 J/kg，以上幾種對流參數(shù)的變化加劇了熱力不穩(wěn)定，為強(qiáng)對流的發(fā)生提供了有利的環(huán)境條件。

4 中尺度對流系統(tǒng)特征

4.1 中尺度對流云團(tuán)演變特點(diǎn)

中尺度對流系統(tǒng)是短時(shí)強(qiáng)降水的直接制造者。兩次過程均發(fā)生在南疆西部，期間不斷有對流系統(tǒng)組織生成、發(fā)展、消亡，伴隨多次強(qiáng)降水。其中，既有大尺度系統(tǒng)性降水，也包含局地特征顯著的突發(fā)性降水。為了突出南疆極端降水過程中中尺度系統(tǒng)的發(fā)展演變特點(diǎn)，對兩次過程進(jìn)行中尺度對流系統(tǒng)（MCS）發(fā)展演變的對比分析。

“過程1”中，2020年4月22日19時(shí)（圖3a）南疆西部的阿克蘇北部—克州一帶出現(xiàn)一條東北西南向?qū)α髟茙В渲杏?個(gè)對流云團(tuán)A、B、C，分別位于阿合奇、阿圖什和烏恰，位于阿圖什的對流云團(tuán)B云頂TBB為-60℃，3個(gè)對流云團(tuán)隨500 hPa引導(dǎo)氣流向西南方向移動，20時(shí)，（圖3b）云團(tuán)A和B在向西南移動過程中迅速合并，尺度增大形成β中尺度對流云團(tuán)D，-60℃云頂亮溫范圍擴(kuò)大。21時(shí)云團(tuán)對流云團(tuán)D脫離對流云帶繼續(xù)向西南移動與C合并形成東北西南向橢圓狀β中尺度對流云團(tuán)，疏附縣蘭桿鄉(xiāng)處于TBB為-60～-44℃最大梯度處，強(qiáng)降雨隨之開始，受橢圓狀強(qiáng)對流云團(tuán)持續(xù)影響，21—22時(shí)蘭桿鄉(xiāng)出現(xiàn)31.2 mm的強(qiáng)降水。22日22時(shí)—23日01時(shí)，對流云團(tuán)繼續(xù)南移（圖4d），蘭桿鄉(xiāng)和喀什市位于強(qiáng)度為-60℃的TBB大值區(qū)，蘭桿鄉(xiāng)降水明顯減弱，喀什市出現(xiàn)短時(shí)強(qiáng)降水和冰雹。23日03時(shí)，對流云團(tuán)快速減弱，降水減弱。

圖3 2020年4月22日逐小時(shí)FY—2G衛(wèi)星TBB云圖演變

“過程2”中，2021年6月15日15時(shí)，在吐爾尕特山區(qū)—烏恰出現(xiàn)東北西南向?qū)α髟茙?，包?個(gè)β中尺度對流云團(tuán)A、B，中心TBB為-48～-40℃，吐爾尕特開始降雨。16時(shí)，對流云帶向南伸展（圖4a），TBB低值區(qū)范圍增大，并向暴雨區(qū)移動，17時(shí)，移至暴雨區(qū)上空（圖4b），TBB強(qiáng)度為-48℃，對流發(fā)展旺盛，疏附縣烏帕爾鄉(xiāng)處于-48～-44℃的TBB梯度大值區(qū)，造成16—17時(shí)29.4 mm的短時(shí)強(qiáng)降水。18時(shí)-44～-40℃的TBB范圍擴(kuò)大，小時(shí)雨強(qiáng)為11.8 mm，降水落區(qū)集中在MCS所在區(qū)域。19時(shí)，后云團(tuán)中心溫度升高（圖4c），TBB降至-36℃以下，降水明顯減弱。

綜上所述，中尺度對流云團(tuán)的發(fā)展演變與強(qiáng)降水的發(fā)生、發(fā)展及降水落區(qū)有密切關(guān)系，兩次過程MCS對短時(shí)強(qiáng)降水有2～3 h提前預(yù)報(bào)時(shí)效?！斑^程1”中強(qiáng)降水出現(xiàn)在對流云團(tuán)發(fā)展尺度最大時(shí)的TBB梯度最大處，β中尺度對流云團(tuán)生命史長、尺度大?！斑^程2”的TBB強(qiáng)度明顯弱于“過程1”，強(qiáng)降水出現(xiàn)在TBB低值區(qū)，對流云團(tuán)尺度相對較小，變化明顯，預(yù)報(bào)難度更大。

4.2 地面中尺度輻合線與短時(shí)強(qiáng)降水

兩次過程強(qiáng)降水前地面有中尺度輻合線形成，與對流單體不斷生成、合并增強(qiáng)關(guān)系密切。小時(shí)雨強(qiáng)較大時(shí)次與地面輻合增強(qiáng)時(shí)次配合較好。

“過程1”中，2020年4月22日強(qiáng)降水開始前區(qū)域加密自動站風(fēng)場顯示，20時(shí)，喀什北部的疏附縣附近以東南風(fēng)為主，喀什以東為東風(fēng)，風(fēng)速均在4 m/s以下，疏附縣蘭桿鄉(xiāng)風(fēng)速為2.9 m/s，東南風(fēng)與南疆西部山區(qū)地形近乎垂直，在疏附縣附近形成地形輻合線，20—21時(shí)，蘭桿鄉(xiāng)風(fēng)速增到4.8 m/s，對應(yīng)時(shí)刻喀什北部有中尺度對流云團(tuán)形成，對對流風(fēng)暴有動力抬升作用，21—22時(shí)，疏附縣由東南風(fēng)轉(zhuǎn)為偏北風(fēng)，蘭桿鄉(xiāng)風(fēng)速迅速增至18.6 m/s，偏北風(fēng)與疏附縣東部的東風(fēng)強(qiáng)烈輻合，形成地面中尺度輻合線，造成蘭桿鄉(xiāng)短時(shí)暴雨，隨后輻合線快速移過疏附縣，降水減弱。

“過程2”中，2021年6月15日09時(shí)巴楚至伽師一帶有強(qiáng)東風(fēng)，最大為20.5 m/s，暴雨中心烏帕爾鄉(xiāng)為12.4 m/s的西南風(fēng)，12時(shí)，喀什北部地區(qū)全部轉(zhuǎn)為偏東風(fēng)，偏東風(fēng)在山前輻合，強(qiáng)降水出現(xiàn)前15時(shí)疏附縣西北部由偏東風(fēng)轉(zhuǎn)為西北風(fēng)，烏帕爾鄉(xiāng)風(fēng)速增至13.4 m/s，此時(shí)喀什至伽師維持偏東風(fēng)，西北風(fēng)與偏東風(fēng)形成地面中尺度輻合線，16—17時(shí)，輻合線東移，配合有中尺度對流云團(tuán)，造成疏附縣烏帕爾鄉(xiāng)短時(shí)暴雨，強(qiáng)降水發(fā)生在輻合區(qū)內(nèi)。隨后喀什北部均轉(zhuǎn)為西北風(fēng)，地面輻合線消失，降水減弱。

4.3 雷達(dá)回波特征

本文從雷達(dá)組合反射率因子（CR）、基本徑向速度（V）、垂直累積液態(tài)含水量（VIL）等方面對兩次過程的雷達(dá)產(chǎn)品特征進(jìn)行對比分析。

4.3.1組合反射率因子

“過程1”中，2020年4月22日20：01在喀什雷達(dá)站以北90 km范圍內(nèi)出現(xiàn)大片降水回波，并存在多個(gè)強(qiáng)對流單體，最強(qiáng)單體強(qiáng)度為53 dBZ，隨后分散型強(qiáng)單體風(fēng)暴向南擴(kuò)展，20：30，雷達(dá)站西北方向的3個(gè)強(qiáng)對流單體發(fā)展為西北—東南向線性多單體風(fēng)暴，同時(shí)雷達(dá)站東北方向阿圖什境內(nèi)回波在南壓過程中與原地激發(fā)的新生單體合并增強(qiáng)，20：54，發(fā)展為東西向線性回波（圖5a），中心強(qiáng)度為58 dBZ，21：00，兩個(gè)線性風(fēng)暴合并形成弓狀回波，此后向南移動發(fā)展并不斷有新生對流單體形成，并與之合并，強(qiáng)回波面積擴(kuò)大，底部進(jìn)入喀什境內(nèi)，21：23，弓狀回波在喀什上空發(fā)展成為東西向颮線（圖5b），強(qiáng)度達(dá)63 dBZ，颮線移速緩慢，用8個(gè)體掃時(shí)間南壓掃過喀什市和疏附縣北部，強(qiáng)度持續(xù)60 dBZ以上，造成疏附縣蘭桿鄉(xiāng)31.2 mm/h的大暴雨和喀什市短時(shí)強(qiáng)降水、小冰雹。22：05—22：17，颮線斷裂，受偏北氣流影響南壓，回波強(qiáng)度減弱至53 dBZ，降水也隨之減弱。22：23，線性強(qiáng)單體風(fēng)暴進(jìn)入疏勒縣境內(nèi)與周圍的新生單體合并增強(qiáng)（圖5c），強(qiáng)度達(dá)65 dBZ并維持5個(gè)體掃，造成疏勒縣冰雹。

圖5 2021年6月15日逐小時(shí)FY—2G衛(wèi)星TBB云圖演變

“過程2”中，2021年6月15日14：00—15：00喀什市、疏勒、疏附境內(nèi)出現(xiàn)積層混合云降水回波，疏附縣境內(nèi)有多個(gè)對流單體，最強(qiáng)單體強(qiáng)度為48 dBZ，受對流單體影響疏附縣境內(nèi)開始降水；隨后對流單體加強(qiáng)與北部單體合并，面積擴(kuò)大，強(qiáng)度達(dá)53 dBZ，15：32—16：00暴雨中心烏帕爾7村降水量為3.1 mm、烏帕爾3村為7.8 mm。16：21（圖5d）疏附縣境內(nèi)的兩個(gè)強(qiáng)對流單體周圍不斷有新回波激發(fā)、發(fā)展、加強(qiáng)，回波強(qiáng)度維持在45~58 dBZ，強(qiáng)回波向暴雨中心移動，造成烏帕爾7村29.4 mm/h的暴雨。17：28（圖5e）位于暴雨中心北部和南部的兩個(gè)強(qiáng)單體合并，烏帕爾鄉(xiāng)位于強(qiáng)度為58 dBZ的回波中心，強(qiáng)回波隨后又分離為南北兩個(gè)單體，南部強(qiáng)單體仍位于烏帕爾鄉(xiāng)，58 dBZ的強(qiáng)回波持續(xù)9個(gè)體掃，造成烏帕爾7村11.8 mm/h的短時(shí)強(qiáng)降水。18：19（圖5f）強(qiáng)回波范圍逐漸減小，強(qiáng)度維持在50~53 dBZ，暴雨中心小時(shí)降水為4.3 mm。

圖5 2020年4月22日20：54（a）、21：23（b），22：23（c）和2021年6月15日16：21（d）、17：28（e）、

兩次暴雨過程對流單體回波強(qiáng)度均＞50 dBZ，強(qiáng)回波穩(wěn)定少動且中心強(qiáng)度長時(shí)間保持大值是造成兩次短時(shí)暴雨的主要原因。但造成強(qiáng)降水的風(fēng)暴強(qiáng)度不同，“過程1”由持續(xù)增強(qiáng)并持續(xù)時(shí)間長的超級單體風(fēng)暴造成，“過程2”由不斷新生激發(fā)的分散型普通單體風(fēng)暴造成。

4.3.2徑向速度

“過程1”中，4月22日21：06，喀什雷達(dá)1.5°仰角徑向速度圖上（圖6a），喀什西北方向30～90 km為明顯的速度輻合區(qū)，21：23（圖6b）超級單體風(fēng)暴形成時(shí)1.5°～4.3°仰角的徑向速度圖上均出現(xiàn)明顯的中小尺度輻合、旋轉(zhuǎn)特性，徑向速度垂直剖面圖上表現(xiàn)為中低層輻合、高層輻散特性，有利于風(fēng)暴單體的維持和加強(qiáng)，維持到21：53，在21：47的1.5°仰角上最明顯（圖6c）。過程中喀什西北、偏北、東北方向有風(fēng)向輻合，輻合區(qū)位置與暴雨落區(qū)有很好的對應(yīng)關(guān)系。

“過程2”中，6月15日16：01—17：06，喀什雷達(dá)1.5°～3.4°仰角徑向速度圖上（圖6d、6e），喀什雷達(dá)站偏西、西南方向90 km范圍內(nèi)有明顯的速度輻合區(qū)，其中2.4°仰角上不僅有輻合特征，還具有旋轉(zhuǎn)特征。17：17—17：56在1.5°～3.4°仰角徑向速度圖上（圖6f）暴雨區(qū)有大片的正速度區(qū)中包含著小片負(fù)速度區(qū)，即類似于“逆風(fēng)區(qū)”，附近存在明顯的風(fēng)的徑向輻合，2.4°～3.4°仰角上這種輻合特征維持8個(gè)體掃，說明上升運(yùn)動強(qiáng)，但更高的仰角輻散特征不明顯?！澳骘L(fēng)區(qū)”的長時(shí)間維持有利于上升氣流的維持和增強(qiáng)。

圖6 2020年4月22日21：06（a）、21：23（b），22：47（c）和2021年6月15日16：49（d）、16：49（e）、17：45（f）喀什雷達(dá)徑向速度

兩次過程的徑向速度風(fēng)場都具有輻合、旋轉(zhuǎn)特征，此特征出現(xiàn)的時(shí)間、位置與暴雨出現(xiàn)時(shí)間、位置較吻合。不同點(diǎn)是“過程1”徑向速度風(fēng)場表現(xiàn)為明顯的超級單體特征，中低層輻合、高層輻散，而“過程2”只有中低層風(fēng)場輻合，高層輻散不明顯?！斑^程2”出現(xiàn)逆風(fēng)區(qū)，維持時(shí)間長、上升運(yùn)動更強(qiáng)，這也是持續(xù)2 h出現(xiàn)短時(shí)強(qiáng)降水的重要原因。

4.3.3垂直累積液態(tài)含水量

“過程1”中，2020年4月22日20：30雷達(dá)站西北方強(qiáng)回波單體所在范圍出現(xiàn)大片VIL＞13 kg/m2的區(qū)域，其中最強(qiáng)單體VIL為38 kg/m2，隨后單體風(fēng)暴發(fā)展為超級單體風(fēng)暴，21：29，颮線最西端位于疏附縣境內(nèi)的單體VIL達(dá)43 kg/m2（圖7a），21：59，又增大至48 kg/m2，隨后回波減弱，VIL隨之減?。▓D7b）。疏附縣短時(shí)暴雨出現(xiàn)期間的9個(gè)體掃VIL維持在40 kg/m2以上。疏勒縣小冰雹出現(xiàn)前的22：17—22：23，VIL由3 kg/m2躍增至18 kg/m2，22：34，躍增至28 kg/m2，VIL躍增有利于雹粒的形成，對冰雹預(yù)報(bào)有指示意義（圖7c）。

“過程2”中，2021年6月15日16：01喀什雷達(dá)站西南方向60 km的疏附縣境內(nèi)分析“過程2”的VIL演變（圖7d、7e、7f），出現(xiàn)VIL＞0的區(qū)域，16：21，暴雨落區(qū)北部強(qiáng)單體所在區(qū)域VIL達(dá)13 kg/m2，隨后減小至8 kg/m2，在17：28—17：56的6個(gè)體掃時(shí)間暴雨中心VIL維持13 kg/m2，這與長時(shí)間維持的對流單體反射率有較好的對應(yīng)關(guān)系。

圖7 4月22日21：29（a）、21：59（b），22：34（c）和6月15日16：21（d）、17：28（e）、17：51（f）喀什雷達(dá)垂直累積液態(tài)含水量VIL（單位：kg/m2）

兩次過程在暴雨出現(xiàn)期間VIL長時(shí)間保持較大值，與強(qiáng)降水出現(xiàn)時(shí)間有較好對應(yīng)關(guān)系?！斑^程1”VIL值明顯大于“過程2”，冰雹出現(xiàn)前有VIL的躍增。

5 結(jié)論與討論

通過對比分析南疆西部兩次極端暴雨過程的環(huán)流背景、環(huán)境參數(shù)以及中尺度對流系統(tǒng)演變特征，得出以下結(jié)論：

（1）兩次極端暴雨發(fā)生期間南疆西部均處在200 hPa強(qiáng)輻散區(qū)內(nèi)；500 hPa為有利于南疆西部暴雨的“東西夾攻”形勢，低層輻合切變和偏東急流為對流觸發(fā)系統(tǒng)。不同點(diǎn)是：兩次過程100 hPa南亞高壓的位置不同，“過程1”中南亞高壓呈東部型，“過程2”中呈雙體型；中亞低渦的強(qiáng)度和維持時(shí)間不同，“過程2”明顯強(qiáng)于“過程1”，且維持時(shí)間更長。

（2）兩次過程短時(shí)強(qiáng)降水前大氣均處于“上干冷、下暖濕”的不穩(wěn)定層結(jié)，并有不穩(wěn)定能量的累積。但“過程1”CAPE明顯大于“過程2”，各對流參數(shù)更有利于強(qiáng)對流的發(fā)生。

（3）兩次強(qiáng)降水均由β中尺度對流云團(tuán)產(chǎn)生，強(qiáng)降水出現(xiàn)在對流云團(tuán)前沿TBB梯度最大處或者TBB低值區(qū)?！斑^程1”的中尺度對流云團(tuán)較“過程2”范圍大、發(fā)展成熟、TBB強(qiáng)度大、生命史長、降水局地性強(qiáng)；“過程2”中對流云團(tuán)演變迅速，TBB變化明顯、生命史短，預(yù)報(bào)難度更大。

（4）雷達(dá)回波上“過程1”中短時(shí)強(qiáng)降水是由超級單體風(fēng)暴造成，而“過程2”是由普通單體風(fēng)暴造成。徑向速度風(fēng)場都具有輻合、旋轉(zhuǎn)特征，“過程2”長時(shí)間維持的“逆風(fēng)區(qū)”為強(qiáng)降水的持續(xù)提供了有利的環(huán)境條件?！斑^程1”的VIL值明顯大于“過程2”，且有VIL的躍增，對冰雹預(yù)報(bào)有指示意義。