2021年8月1日巴里坤縣強降水天氣過程分析

哈力普江·喀斯木 迪力夏提·白克力

摘要 利用自動站觀測數據、T639全球集合預報、ECMWF歐洲中期數值預報和FY2D衛星等資料，從大尺度環流背景和影響系統、高低空氣壓系統配置、水汽條件和物理機制等方面，重點分析了2021年8月1日巴里坤縣強降水天氣過程，以期為日后精準降水預報提供參考。

關鍵詞 巴里坤縣;強降水天氣;過程分析

中圖分類號：P458.1+21 文獻標識碼：B 文章編號：2095–3305（2021）12–0082–02

巴里坤縣位于新疆維吾爾自治區東北部，在天山山脈東段和東準噶爾斷塊山系之間的草原上，地處歐亞大陸腹地，地勢東南高西北低，屬于溫帶大陸性氣候，常年干燥，冬季漫長寒冷，夏季涼爽，年均降水量223.4 mm，蒸發量達到1 637 mm，主要降水集中在5—9月。受境內三山夾兩盆地形特征的影響，該縣在降水集中季節易出現局地洪澇和泥石流等災害，嚴重威脅著人民生命財產安全。

1 天氣實況

2021年8月1日，巴里坤縣沿山一帶出現雷電天氣，伴隨平均風力7級和極大風力9級以上的陣性大風、短時強降水、冰雹等對流性天氣。截至8月1日07：11，薩爾喬克鄉一帶6 h累計雨量達20～30 mm，巴里坤哈薩克自治縣氣象臺2021年8月1日07：11將暴雨藍色升級為暴雨黃色預警信號。7月31日18：00～8月1日13：45累計降水量前3位的地區是蘇吉東村、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，縣城及周邊山區降水仍在持續，薩爾喬克—海子沿、大河—八墻子、巴里坤鎮—奎蘇—軍馬場和石人子南部山區出現暴雨，最大累積降水量達45 mm以上[1]。

2 大尺度天氣背景和影響系統的分析

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個中心，中心數值分別為1 249 dagpm、1 267 dagpm，西風帶高空長波氣流在科里奧利力的作用下產生的長波槽盤踞在西西伯利亞平原一帶，而哈密地區和蒙古國交界處正處于夏季降水集中出現的大氣候背景下（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，哈密市位于槽底分裂短波影響區域。31日20：00，低壓渦旋勢力衰減為低壓槽，保持較快速度向東移動，同時分裂為南北兩支，北支移動至蒙古國境內，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。此時伊朗副高持續穩定發展，西太副高則向西北延伸。

8月1日08：00，南北兩支產生同位向疊加，槽曲率加大，槽底東進南伸，西太副高繼續向西北延伸，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，為此次強降水供應充足水汽。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，這是此次強降水天氣的關鍵系統。8月1日凌晨，700 hPa巴里坤縣附近有氣旋性彎曲的風矢量變化急劇的不連續線，我縣西部存在氣流輻合上升區域，東部有偏東急流，1日08：00，偏東氣流加強，該縣仍受切變線影響，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域，促進了低空不穩定能量的釋放。

3 物理量場的分析

3.1 水汽條件

7月31日20：00，根據探空資料得知，強降水區域從850 hPa至500 hPa空氣冷卻達到飽和時的溫度均在4℃以下，比濕場處于5～7 g/kg的控制下，22：00濕舌進一步西伸，影響范圍增加，哈密市大部分地區處于9～11 g/kg比濕區內，垂直分布大值區在800 hPa。水汽通量散度場，降水前3日20：00，700～850 hPa上，巴里坤縣在輻合區，中心值最大為-34.6×10-7 g/（cm2·hPa·s）;8月1日08：00，500～700 hPa上，輻合區在該縣西部一帶，中心值達到-23.8×10-7 g/（cm2·hPa·s），8月1日20：00，輻合中心東移，該縣變為輻散區控制，降水隨之趨于結束。

3.2 動力條件

7月31日20：00，200～850 hPa散度場上，巴里坤縣位于高層輻散、低層輻合區域內，最大輻合中心在700～850 hPa上，中心強度為-35.7×10-5 s-1，250 hPa以上為輻散區，中心值為11×10-5 s-1。8月1日08：00，輻散中心增強至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、輻合最大時段和降水出現時段相符合。垂直速度場上，7月29日08：00，500 hPa巴里坤縣一帶為上升運動區，中低層700～850 hPa為下沉運動區，29日20：00，500～ 850 hPa整層均是上升運動區，中心數值達到-23.1×10-3 hPa/s，強上升運動可以將低層暖濕水汽和不穩定能量帶至高空，引起強降水出現[2]。

3.3 不穩定條件

7月31日08：00，根據探空資料顯示，

K指數為32℃，沙氏指數為-2.56℃，對流有效位能CAPE值為676.4 J/kg，低層風隨高度逆轉，有冷平流，高層為暖平流表明此時大氣層結構較為穩定。14：00探空資料顯示，850～500 hPa風隨高度順轉，400 hPa以上，風隨高度逆轉，對應K指數為23℃，沙氏指數為-1.02℃，對流有效位能CAPE值為384.2 J/kg，這表明大氣處于不穩定狀態，利于強對流天氣產生。8月1日08：00 T639K指數預報場，巴里坤縣位于21～23;12：00，K指數增強至27℃，影響范圍沒有顯著增加，最大中心在薩爾喬克鄉一帶，中心數值達到31，T639K指數預報和探空圖基本一致，對強對流預判和降水落區有一定指示意義。

4 雷達回波特征

強對流天氣剛開始出現時，由雷達回波演變圖可知，8月1日08：00，巴里坤縣上空有層云相疊，幾個結構松散對流單體開始發展，東北方向有一38 dBZ的對流單體;08：20，對流單體合并繼續東進，與東北向的對流單體相連，中心最大回波強度為47 dBZ，在1.50對應徑向速度表現有一對正負速度中心，最大中心速度值達到-7.7 m/s，且出現了氣旋性輻合;9：00，回波繼續增強，中心最大強度增加至47.2 dBZ，最大中心速度值變為-9 m/s。降水出現時，垂直液態含水量VTL顯示，薩爾喬克鄉有最大值中心存在，數值達到9.3 kg/m2，隨著回波東進，降水增強;08：30～08：50，垂直液態含水量范圍增加，逐漸東進，中心數值加強至14 kg/m2，可以得出該因子變化趨勢和強降水出現時間成正比。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，該縣上空回波頂高度變化不大，東北部回波頂高度增加，表明對流發展較強，云頂較高。

5 結束語

此次強降水過程的大氣環流背景是雙體型的青藏暖性高壓，500 hPa影響系統是中亞克孜勒庫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，物理量場表現為強降水中心區比濕最大值在850 hPa，約為8.9 g/kg，水汽通量散度場在巴里坤縣西部一帶，輻合中心最強達到-23.8×10-7 g/（cm2·hPa·s），足量的水汽輸送、強烈的氣流輻合上升運動、大氣不穩定能力的釋放是此次強降水過程出現的主要原因。

參考文獻

[1] 劉羲瑞.巴里坤縣2018年8月13-14日強降水天氣——優秀氣象服務案例分析[J].農家參謀，2018（22）：121.

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

責任編輯：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