2020年初夏中天山一次罕見雨轉(zhuǎn)暴雪天氣成因分析

周雪英，仇會民，溫 春，努 加，張?jiān)苹?/p>

（1.巴音郭楞蒙古自治州氣象局，新疆 庫爾勒 841000；2.新疆氣象臺，新疆 烏魯木齊 830002）

巴音布魯克山區(qū)位于新疆中天山南麓，海拔約2 500 m，具有獨(dú)特的高寒山區(qū)氣候，為巴音郭楞蒙古自治州綠洲主要水源地，近年來巴音布魯克山區(qū)暖季降水中暴雨貢獻(xiàn)率增加，但出現(xiàn)雨轉(zhuǎn)暴雪為小概率事件。2020年6月底出現(xiàn)罕見雨轉(zhuǎn)暴雪，致使牲畜凍死、交通受阻、大量游客滯留。目前巴音布魯克山區(qū)夏季暴雨精細(xì)化預(yù)報(bào)一直是預(yù)報(bào)工作難點(diǎn)和短板，對于發(fā)生的罕見高影響雨轉(zhuǎn)暴雪天氣缺乏客觀認(rèn)識。

近年來研究者構(gòu)建了南疆西部、天山北坡、伊犁河谷、新疆東部夏季暴雨概念模型[1-5]，包括100 hPa南亞高壓東西震蕩、200 hPa急流南北擺動、500 hPa中亞低槽或低渦、700～850 hPa偏東氣流的切變輻合。夏季山區(qū)暴雨水汽源地和輸送路徑呈多樣化特征，伴有低空偏東急流接力輸送時，常造成范圍廣、強(qiáng)度大的降水[6-9]。暴雨始作俑者是中尺度對流系統(tǒng)（MCS），造成山區(qū)強(qiáng)降水云團(tuán)為中γ尺度和中β尺度對流云團(tuán)[10-11]，常利用TBB≤-32℃的連續(xù)冷云區(qū)面積大小對中-α對流系統(tǒng)（MαCS）和中-β對流系統(tǒng)（MβCS）進(jìn)行區(qū)分[12]。不同尺度對流云團(tuán)在特殊下墊面抬升觸發(fā)，天氣尺度提供動力條件、α中尺度上反映次級環(huán)流[13]。邊界層準(zhǔn)靜止干線觸發(fā)的中尺度暴雨，干線兩側(cè)干濕平流加強(qiáng)，造成局部鋒生[14]。干空氣侵入一方面有利于鋒區(qū)形成和維持[15]，另一方面有利于加劇低層對流不穩(wěn)定增強(qiáng)降水強(qiáng)度[16]。位于環(huán)境穩(wěn)定度大的氣塊，在沿陡峭的θse面下滑的過程中，因環(huán)境大氣穩(wěn)定度減弱，導(dǎo)致傾斜渦度的快速增長[17]，在不穩(wěn)定層結(jié)中低層南方暖濕擾動的北進(jìn)，以及高層北方干冷氣流的南侵下滑，兩者的耦合疊置與相互作用易造成中尺度暴雨系統(tǒng)的強(qiáng)烈發(fā)展[18]。伊犁河谷極端暴雨研究表明低層鋒面和地形抬升，垂直運(yùn)動發(fā)展造成山前降水，中尺度氣旋生成啟動強(qiáng)降水，冷鋒鋒生與中、低層鋒區(qū)爬坡疊加時，形成明顯垂直環(huán)流圈，增強(qiáng)降水強(qiáng)度[19-20]。南疆西部和北疆暴雪研究表明低空偏南急流、中低層輻合線、鋒面以及干線疊置區(qū)最易形成強(qiáng)降雪[21-22]，中低層鋒生，鋒區(qū)隨高度向東北傾斜，暖濕氣團(tuán)強(qiáng)盛并沿底層冷楔爬坡，暴雪落區(qū)在暖鋒鋒區(qū)前沿處[23]。低層冷墊有利于暖濕氣流抬升，易造成鋒生和次級環(huán)流發(fā)展[24]，對暴雪的維持和發(fā)展起著重要作用。夏季發(fā)生雨轉(zhuǎn)暴雪天氣，冷鋒和高空冷平流至關(guān)重要，研究表明700 hPa以上出現(xiàn)冷平流或者冷平流加強(qiáng)且高度降低，是降雪開始的特征[25]。

巴音布魯克山區(qū)地處中天山背風(fēng)坡、下墊面復(fù)雜多樣，夏季暴雨形成的動力機(jī)制和水汽特征與北疆沿天山、伊犁河谷、南疆西部存在差異，2020年初夏還發(fā)生罕見雨轉(zhuǎn)暴雪天氣。因此本文利用常規(guī)觀測、FNL、ERA5再分析等資料，對此次雨轉(zhuǎn)暴雪天氣的環(huán)流背景、溫濕層結(jié)及動力維持機(jī)制進(jìn)行診斷，以期提高當(dāng)?shù)叵募旧絽^(qū)雨轉(zhuǎn)雪天氣的預(yù)報(bào)預(yù)警準(zhǔn)確率，為防災(zāi)減災(zāi)提供參考和依據(jù)。

1 降水概況

2020年6月27—30日新疆出現(xiàn)強(qiáng)降水天氣，中天山海拔2 000 m以上區(qū)域出現(xiàn)大范圍雨轉(zhuǎn)雪，和靜縣巴音布魯克山區(qū)出現(xiàn)雨轉(zhuǎn)暴雪，巴音布魯克測站積雪深度達(dá)15 cm，日降水量為22.4 mm，為近33 a歷史同期最大，積雪深度突破夏季歷史同期極值，巴音布魯克山區(qū)東南側(cè)大小尤勒都斯盆地局部雪深達(dá)60 cm，為初夏罕見高影響天氣。

巴音布魯克山區(qū)28日18時開始出現(xiàn)降水（圖1），降水相態(tài)為雨，持續(xù)8 h，累計(jì)降雨量為7.8 mm；29日01時氣溫降至0.8℃，降水相態(tài)轉(zhuǎn)為雨夾雪并持續(xù)4 h，氣溫為0.3～0.8℃，累計(jì)降水量為6 mm；29日05時氣溫降至0℃，降水相態(tài)為雪并持續(xù)13 h，氣溫在-0.5～0.7℃，29日13—14時雪強(qiáng)最大，為2.6 mm/h，累計(jì)降雪量，為12.3 mm，達(dá)到暴雪等級。

圖1 2020年6月28日18時—29日20時巴音布魯克測站逐時氣溫、降水量及降水相態(tài)變化

2 環(huán)流背景

2.1 高低空配置

新疆暴雨多為3支氣流典型配置[1-2]，天山兩側(cè)及南疆西部暴雨常在南亞高壓西強(qiáng)東弱的背景中[3-5]。6月26—28日100 hPa歐亞范圍內(nèi)南亞高壓為雙體型，29日02時西部高壓中心增強(qiáng)，呈西強(qiáng)東弱，200 hPa中天山南坡在南疆＞48 m/s的強(qiáng)盛西偏南急流出口區(qū)左側(cè)，同時也在北疆西北部＞40 m/s的西南急流入口區(qū)右側(cè)，暴雪區(qū)200 hPa存在兩支急流相互作用（圖2a），有利于上升運(yùn)動發(fā)展和不穩(wěn)定能量釋放[26]。500 hPa兩脊一槽，環(huán)流經(jīng)向度大，中亞北渦原地打轉(zhuǎn)增強(qiáng)發(fā)展，低渦外圍形成強(qiáng)的鋒區(qū)，低槽底部南伸至35°N，新疆西部槽前西南鋒區(qū)風(fēng)速由22 m/s增加至32 m/s，-14℃冷溫槽進(jìn)入天山南麓影響中天山（圖2b）。700 hPa巴音布魯克山區(qū)位于西北、東北、東南3股氣流的匯合區(qū)，其中東南氣流有＞12 m/s的低空急流，暴雪區(qū)位于東南低空急流出口區(qū)前部（圖2c）。28日20時地面冷空氣在40°N以南堆積（圖2d），冷鋒過境中天山，巴音布魯克山區(qū)整層溫度快速下降，冷平流控制山區(qū)，地面氣溫快速降至0℃左右，冷空氣長時間盤踞山區(qū)，在低層冷墊上形成雨轉(zhuǎn)暴雪天氣。

圖2 2020年6月29日02時100 hPa（a）高度場（黑色等值線，單位：dagpm，下同）和200 hPa急流（彩色陰影區(qū)，單位：m/s，下同）；500 hPa（b）高度場、溫度場（紅色點(diǎn)線，單位：℃）、風(fēng)場（單位：m/s，下同）；700 hPa（c）流場（矢量單位：m/s，下同）和低空急流；6月28日20時（d）地面海平面氣壓場（單位：hPa，黑點(diǎn)為暴雪中心）

2.2 垂直溫度層結(jié)

夏季山區(qū)雨轉(zhuǎn)暴雪天氣與高空溫度快速下降密切相關(guān)。降雨時段28日20時—29日00時，中低層風(fēng)向發(fā)生轉(zhuǎn)變，由東北或東南風(fēng)轉(zhuǎn)為西北風(fēng)，暖平流轉(zhuǎn)為冷平流，冷平流從低層向高層延伸，28日20時冷鋒過境中天山，700 hPa西北風(fēng)風(fēng)速最大為12 m/s，并出現(xiàn)明顯0℃冷溫槽，冷平流最強(qiáng)中心達(dá)-2.4×10-5K/s（圖3a）。29日01時轉(zhuǎn)雨夾雪時，600～700 hPa溫度降至-2～-4℃，500 hPa偏南風(fēng)風(fēng)速增至22 m/s，垂直方向冷、暖平流交替分布，隨著南疆盆地暖空氣不斷被北抬，雨夾雪時段暖平流中心在700～650 hPa為1×10-5K/s。29日08時轉(zhuǎn)大雪時，600～700 hPa溫度降至-3～-5℃，500 hPa偏南急流增強(qiáng)至24 m/s，高層和近地層冷平流包裹著中層強(qiáng)盛暖平流，暖平流強(qiáng)度和范圍增強(qiáng)，暖平流中心呈東北向上斜升，在550 hPa附近最大為2.4×10-5K/s，且暖平流延伸到400 hPa（圖3b）。雨轉(zhuǎn)暴雪天氣發(fā)生在近地層冷墊上冷暖平流交匯的交界面中，700 hPa始終維持6～8 m/s的西北氣流，500 hPa為20～26 m/s的偏南急流，整個降水期間500 hPa溫度維持在-10℃左右，溫度變化主要發(fā)生在對流層中低層。

圖3 2020年6月28日14時—29日14時巴音布魯克站風(fēng)場、溫度（紅色實(shí)線，單位：℃）、溫度平流（彩色陰影區(qū)，單位：10-5 K/s）時間—高度剖面（a）和29日02時（b）溫度、溫度平流、比濕（綠色實(shí)線，單位：g/kg）沿84.09°E的垂直剖面

強(qiáng)降雪時段600 hPa以上強(qiáng)盛的偏南暖平流與近地層西北冷平流傾斜交匯長時間維持，山區(qū)西南側(cè)為斜伸高濕、高能舌，西北側(cè)為冷鋒入侵，中天山高空鋒區(qū)陡立，利于不穩(wěn)定層結(jié)。

3 暴雪形成與維持

3.1 水汽條件

3.1.1 水汽源地

強(qiáng)降水形成離不開充足水汽供應(yīng)，分析水汽通量和流場（圖4a、4b）可知，雨轉(zhuǎn)暴雪天氣有3條水汽輸送路徑：西方路徑水汽源地在咸海北部、西南路徑水汽源地在阿拉伯海、偏東路徑水汽的源地在北疆至河西走廊。29日02—08時隨著高空系統(tǒng)減弱，西南路徑水汽接力輸送被切斷。500～600 hPa源于歐洲的水汽南下后與高原西南側(cè)北抬翻山下沉的水汽在南疆盆地匯合堆積，沿偏南風(fēng)持續(xù)向中天山輸送。700 hPa咸海北部水汽一路沿西北風(fēng)翻山進(jìn)入南疆盆地，中心強(qiáng)度達(dá)16×10-5g·cm-2·hPa-1·s-1，另一路蒙古北側(cè)水汽沿北風(fēng)進(jìn)入河西走廊至北疆后沿偏東風(fēng)進(jìn)入南疆盆地。

圖4 2020年6月28日20時地面～300 hPa水汽通量和流場（a，彩色區(qū)，單位：10-5 g/s·cm-1）及6月29日02時700 hPa水汽通量和流場（b，彩色區(qū)，單位：10-5 g·cm-1·hPa-1·s-1，下同）

3.1.2 水汽輸送特征

降水時段最大水汽通量在550～500 hPa（圖5a），雨夾雪和強(qiáng)降雪時段均有≥8×10-5g·cm-1·hPa-1·s-1的強(qiáng)中心，中高層≥6×10-5g·cm-1·hPa-1·s-1的水汽通量中心維持近20 h。雨夾雪時段南疆盆地700 hPa以下有-10×10-5g·cm-2·hPa-1·s-1的水汽通量散度輻合中心，地面水汽不斷向中低層傾斜伸展，遇天山南坡地形水汽進(jìn)一步輻合抬升，不斷堆積和增強(qiáng)。強(qiáng)降雪時段最大水汽輻合帶在650～550 hPa，600 hPa水汽通量輻合中心增強(qiáng)至-20×10-5g·cm-2·hPa-1·s-1，對流層近10 h維持＜-6×10-5g·cm-2·hPa-1·s-1的水汽輻合帶（圖5b），為強(qiáng)降雪提供充沛的水汽條件。

圖5 2020年6月28日14時—29日14時巴音布魯克站水汽通量、水汽通量散度（陰影區(qū)，單位：10-5 g·cm-2·hPa·-1s-1，下同）的時間—高度剖面（a）和29日02時（b）水汽通量、水汽通量散度沿84.09°E的垂直剖面

3.2 動力維持特征

3.2.1 局地鋒生

28日午后，700 hPa中天山形成西南東北向的溫度鋒區(qū)，南疆東部暖舌頂伸至中天山，一個緯距內(nèi)東西向溫差9℃，冷暖空氣劇烈交匯，山區(qū)出現(xiàn)鋒生，地面伴有降雨。29日02時（圖6a）溫度鋒區(qū)南壓，并轉(zhuǎn)為南北向，鋒生中心增強(qiáng)至6×10-7K/m·s-1，降水相態(tài)轉(zhuǎn)為雨夾雪，同時在東天山88°E、43°N附近有3×10-7K/m·s-1的鋒生中心，對應(yīng)天池一帶的降雪中心。29日08時，受下游暖脊阻擋，中天山東西兩側(cè)的鋒生中心此長彼消，冷暖空氣在天山山區(qū)附近東西兩側(cè)形成劇烈中尺度鋒生擾動（圖6b）。

圖6 ERA5 0.25°×0.25°2020年6月29日02時（a）和29日08時（b）700 hPa溫度場（紅色等溫線，單位：℃）、風(fēng)場、600 hPa鋒生函數(shù)（彩色陰影區(qū)，單位：10-7 K/m·s-1）

3.2.2 傾斜渦度與中尺度低渦

低層假相當(dāng)位溫等值線密集的鋒區(qū)中，鋒區(qū)動力強(qiáng)迫有利于低層能量和水汽向上輸送，陡立區(qū)易出現(xiàn)渦度的傾斜發(fā)展，由于等位溫面的傾斜，大氣水平風(fēng)垂直切變和濕斜壓性將使垂直渦度顯著發(fā)展[27-28]。28日20時建立假相當(dāng)位溫鋒區(qū)，600 hPa有＞9×10-5/s的正渦度中心，地面出現(xiàn)降雨。29日02時雨夾雪時段，鋒區(qū)陡立發(fā)展，不斷向上和向南伸展，正渦度中心達(dá)到24×10-5/s。29日08時強(qiáng)降雪階段，陡立鋒區(qū)伸至550 hPa，正渦度中心與陡立鋒區(qū)在巴音布魯克山區(qū)疊加，600 hPa正渦度中心增強(qiáng)至28×10-5/s（圖7a）。表明巴音布魯克山區(qū)發(fā)生雨轉(zhuǎn)暴雪期間，假相當(dāng)位溫鋒區(qū)傾斜發(fā)展，致使中低層垂直渦度顯著增加，正渦度中心強(qiáng)度增長約一倍。29日08時巴音布魯克暴雪區(qū)正好位于600 hPa中尺度低渦的北西切變線附近（圖7b），中天山巴音布魯克和天池一帶雨轉(zhuǎn)暴雪區(qū)與中尺度低渦對應(yīng)。

圖7 2020年6月29日08時假相當(dāng)位溫（黑色等值線，單位：℃）、渦度（彩色陰影區(qū)，單位：×10-5/s（下同））沿84.09°E的垂直剖面（a）；600 hPa渦度和風(fēng)場疊加（b）

3.2.3 邊界層擾動與次級環(huán)流

沿43.02°N做溫度平流、風(fēng)場和垂直速度的緯向垂直剖面可以看到，28日14時中天山整層處于冷鋒前上升運(yùn)動區(qū)，在其東側(cè)為顯著下沉運(yùn)動區(qū)，形成一支較大尺度的次級環(huán)流圈（圖8a、8b）。冷暖氣團(tuán)匯合局地鋒生，29日02時中天山東部88°E附近600 hPa出現(xiàn)鋒生，有明顯中尺度次級環(huán)流發(fā)展（圖8c），山區(qū)復(fù)雜下墊面觸發(fā)中尺度環(huán)流圈，與600 hPa鋒生對應(yīng)。29日08時近地層長時間受冷墊下沉氣流控制，東西兩側(cè)有中尺度上升支匯入大尺度的上升氣流中，使中高層長時間維持強(qiáng)上升運(yùn)動，垂直速度負(fù)中心＜-1.6 Pa/s，范圍和強(qiáng)度顯著增加，中心強(qiáng)度增至-3.2 Pa/s，降雪強(qiáng)度達(dá)最大（圖8d）。說明巴音布魯克山區(qū)四周存在多個局地鋒生形成的中尺度環(huán)流圈，隨著中尺度對流系統(tǒng)增強(qiáng)發(fā)展，上升運(yùn)動進(jìn)一步增強(qiáng)。

圖8 2020年6月28日14時—29日08時溫度冷平流（紅色實(shí)線，單位：10-5 K/s）、垂直速度（彩色陰影區(qū)，單位：Pa/s）、垂直環(huán)流（流線，u風(fēng)場和垂直速度w×（-100）的合成）沿43.02°N的垂直剖面

4 抬升觸發(fā)與中尺度云團(tuán)

4.1 抬升觸發(fā)

巴音布魯克山區(qū)發(fā)生雨轉(zhuǎn)暴雪天氣前，700 hPa流場在中天山一帶有西北、東南、東北3個方向的水汽匯集，輻合線不斷地自西向東移過巴音布魯克山區(qū)（圖9a、9b），觸發(fā)對流云團(tuán)生成和發(fā)展。在中天山輻合線上形成多個尺度較小的次級環(huán)流圈，次級環(huán)流圈上的輻合抬升運(yùn)動是觸發(fā)對流性降水的主要原因。除此之外，垂直方向上干冷空氣的侵入也是觸發(fā)對流的重要原因，干入侵是指從對流層頂附近下沉至低層的干空氣，其具有高位勢渦度和低濕球位溫的特點(diǎn)，研究表明干侵入對次天氣尺度的位勢不穩(wěn)定和中氣旋有促進(jìn)作用[29]。暴雪發(fā)生前，干冷空氣從西北和東北方向進(jìn)入中天山，呈傾斜狀向巴音布魯克山區(qū)延伸（圖9c）。雨夾雪時段，巴音布魯克山區(qū)高位渦向下延伸至650 hPa附近，東西兩側(cè)干空氣塊具有較低的相當(dāng)位溫，沿著較密集的等熵面下滑，侵入到對流層低層具有較高的假相當(dāng)位溫的濕空氣上方，增強(qiáng)了大氣的對流不穩(wěn)定性，有利于增強(qiáng)降水強(qiáng)度。中天山穩(wěn)定維持的輻合線是此次雨轉(zhuǎn)暴雪過程中尺度云團(tuán)觸發(fā)的主要原因，干冷空氣和暖濕空氣在中天山長時間對峙，致使降雪時間長。

圖9 2020年6月28日18時（a）、29日02時（b）700 hPa比濕（彩色陰影區(qū)，單位：g/kg）與流場及2020年6月29日18時（c）、29日02時（d）位渦（等值線代表1、2、3，單位：PVU）與相對濕度（彩色陰影區(qū)，單位：%）沿84.09°E的垂直剖面

4.2 中尺度云團(tuán)特征

28日18時分別在北疆和南疆有2個尺度較大的中尺度對流云團(tuán)，地面對應(yīng)冷鋒降水，北疆云團(tuán)TBB最強(qiáng)中心為-54℃，在巴音布魯克山區(qū)有中β尺度對流云團(tuán)初生（圖10a），地面伴有小雨。28日20—22時，中天山兩側(cè)存在多個中β尺度對流云團(tuán)生消演變，巴音布魯克山區(qū)以降雨為主，氣溫持續(xù)走低，冷鋒云系影響南疆。29日00—04時南疆盆地大范圍云團(tuán)沿天山南坡不斷東移北抬，與中天山的多個中β尺度對流云團(tuán)在伊犁河谷至巴音布魯克山區(qū)一帶合并增強(qiáng)（圖10b、10c），形成TBB中心＜-48℃的水平尺度＞500 km的大范圍云團(tuán)，中心強(qiáng)度達(dá)-56℃，形成水平尺度接近200 km的中尺度云團(tuán)，隨著云團(tuán)持續(xù)增強(qiáng)，地面氣溫逐步降至1℃以下，出現(xiàn)雨夾雪，且4 h雨夾雪量達(dá)6 mm。29日05時隨著地面氣溫降至0℃，出現(xiàn)雨夾雪轉(zhuǎn)雪。不斷東移北抬合并增強(qiáng)的中α尺度對流云團(tuán)長時間維持，＜-40℃TBB較強(qiáng)冷云中心長時間控制巴音布魯克山區(qū)（圖10d）。

圖10 2020年6月28日14時—29日08時巴音布魯克山區(qū)FY—2G衛(wèi)星云圖TBB演變

此次巴音布魯克山區(qū)夏季雨轉(zhuǎn)暴雪是由中β和中α尺度對流云團(tuán)合并增強(qiáng)和長時間維持造成的，強(qiáng)降雪落區(qū)位于中尺度云團(tuán)的西南和東南部的TBB梯度大值及其中天山南坡高海拔區(qū)域偏暖空氣一側(cè)，研究表明[30]巴州平原暴雨TBB中心強(qiáng)度一般為-52℃，且持續(xù)時間較短，而此次巴音布魯克山區(qū)發(fā)生夏季雨轉(zhuǎn)暴雪天氣TBB＜-50℃的冷云中心持續(xù)近10 h。

5 巴音布魯克山區(qū)雨轉(zhuǎn)暴雪的高低空配置概念模型

構(gòu)建此次巴音布魯克山區(qū)初夏雨轉(zhuǎn)暴雪天氣高低空配置的三維空間結(jié)構(gòu)概念圖（圖11），與新疆其他區(qū)域暴雨模型特征不同，南亞高壓雙體型西部強(qiáng)于東部，200 hPa處于偏西急流和西南急流中下，500 hPa低槽鋒區(qū)明顯、短波低槽曲率增大后沿天山南坡東移北抬，新疆下游阻塞高壓向北發(fā)展強(qiáng)盛，槽前上升運(yùn)動劇烈且中層水汽通量輻合明顯。雨轉(zhuǎn)暴雪天氣發(fā)生時，地面氣溫驟降至0℃左右，中低層600～700 hPa溫度迅速降至-5～-2℃，500 hPa溫度變化不大，始終維持在-10℃左右。暴雪落區(qū)北側(cè)700 hPa～近地面為干冷空氣，冷鋒為暴雪的發(fā)生提供“冷墊”，中低層600～700 hPa暖平流明顯提供高能、高濕，暴雪落區(qū)南側(cè)通過西南和東南氣流輸送水汽，干冷空氣與暖濕氣流在暴雪區(qū)中低層交匯、輻合。600 hPa中尺度低渦發(fā)展致使局地鋒生，西南暖濕氣流與東北干冷氣流在中天山附近從水平與垂直方向上使中尺度對流系統(tǒng)增強(qiáng)發(fā)展。在冷墊上抬升的西南暖濕空氣形成傾斜高能、高濕舌，上升運(yùn)動伸展高度更高，斜升氣流發(fā)展更旺盛，致使在中天山南坡鋒生和斜向發(fā)展次級環(huán)流圈增強(qiáng)，同時鋒生和次級環(huán)流的疊加又有利于降雪強(qiáng)度的增加，為巴音布魯克山區(qū)夏季出現(xiàn)罕見雨轉(zhuǎn)暴雪天氣提供了有利動力維持條件。

圖11 2020年初夏巴音布魯克山區(qū)雨轉(zhuǎn)暴雪天氣三維空間結(jié)構(gòu)概念模型

6 結(jié)論

本文利用多種觀測資料，對2020年初夏巴音布魯克山區(qū)一次罕見雨轉(zhuǎn)暴雪天氣分析，主要結(jié)論如下：

（1）雨轉(zhuǎn)暴雪發(fā)生在100 hPa南亞高壓雙體西部偏強(qiáng)型和200 hPa雙急流共同作用下，500 hPa低槽鋒區(qū)進(jìn)入南疆盆地東移北抬，是一次典型的低槽冷鋒降水過程。暴雪落區(qū)位于200 hPa西風(fēng)急流出口區(qū)左側(cè)、500 hPa西南暖濕急流、600 hPa中尺度渦旋鋒生、700 hPa東南急流出口區(qū)及切變輻合線疊置區(qū)。雨轉(zhuǎn)雪時，500 hPa溫度維持在-10℃左右，600～700 hPa溫度下降至-5～-2℃，地面氣溫驟降至0℃左右。

（2）降雪時冷暖平流交匯長時間維持，高濕、高能利于不穩(wěn)定層結(jié)，鋒區(qū)陡立積蓄能量，強(qiáng)降雪落區(qū)與傾斜假相當(dāng)位溫密集區(qū)對應(yīng)。

（3）中高層水汽源于咸海北部和阿拉伯海，中低層源于北疆和河西走廊，水汽在南疆盆地堆積后，向中天山低層傾斜抬升，在中高層增強(qiáng)。強(qiáng)降雪時段最大水汽輻合帶在650～550 hPa，最強(qiáng)水汽通量輻合中心在600 hPa，為強(qiáng)降雪提供充沛的水汽條件。

（4）低層偏北氣流為暴雪發(fā)生提供“冷墊”，與中層西南暖濕氣流形成強(qiáng)的垂直風(fēng)切變，增強(qiáng)斜升運(yùn)動，暴雪區(qū)強(qiáng)烈發(fā)展的傾斜鋒區(qū)使垂直渦度顯著發(fā)展，造成中尺度次級環(huán)流與大尺度次級環(huán)流疊加，上升運(yùn)動進(jìn)一步增強(qiáng)，并對降雪強(qiáng)度起增幅作用。

（5）中天山低層切變及輻合線觸發(fā)β中尺度對流云團(tuán)，并合并增強(qiáng)，強(qiáng)降雪時TBB＜-50℃的中尺度對流云團(tuán)穩(wěn)定維持，是降雪時間長、強(qiáng)度大的原因之一。