2015年9月初塔里木盆地西部一次強對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 利用地面觀測資料、臺站觀測資料和NCEP再分析資料，對2015年9月初塔里木盆地西部的一次強對流天氣成因進行分析。結果表明：塔里木盆地西部的強對流天氣主要表現(xiàn)為短時強降水，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，為強對流天氣的出現(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有強烈的上升運動出現(xiàn)，直接導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;在強對流天氣發(fā)展演變中，逆風區(qū)移動速度較慢，且維持較長時間，同短時強降水和冰雹天氣的出現(xiàn)有很好的對應關系。

關鍵詞 強對流性天氣;環(huán)流形勢;多普勒雷達;塔里木盆地

中圖分類號：P42 文獻標識碼：B 文章編號：2095–3305（2021）04–0040–02

強對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)的過程中大都伴隨有雷雨、大風、強降雨等災害性天氣。雖然強對流天氣的持續(xù)時間短、影響范圍小，但是因突發(fā)性強、局地性強和強度大，會造成極為嚴重的損失，是當前國內外天氣預報中的難點[1]。塔里木盆地位于中國新疆南部，是我國面積最大的內陸盆地，處于天山、昆侖山和阿爾金山之間，盆地地勢西高東低，屬于暖溫帶氣候。因地理和氣候條件較為特殊，使得境內強對流天氣頻繁出現(xiàn)，且具有明顯的季節(jié)性和局地性特征。強對流天氣的出現(xiàn)對當?shù)睾娇诊w行活動的開展極為不利[2]。因此，對塔里木盆地西部的強對流天氣成因進行分析，對于降低災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，對區(qū)域內的玉米、馬鈴薯、果樹等造成了不同程度的損害，同時還對當?shù)睾娇诊w行產(chǎn)生了影響。

2 環(huán)流形勢

2015年8月末至9月初，受到西伯利亞低槽南部短波擾動的影響，塔里木盆地西部出現(xiàn)了降水天氣，且持續(xù)時間較長。在9月3日20：00 500 hPa天氣形勢圖中（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)展過程較為旺盛，且位置穩(wěn)定少動，直接造成低值系統(tǒng)維持較長時間。隨著時間的推移，到了4日20：00，在500 hPa天氣形勢圖中（圖1b），在巴爾喀什湖一帶西西伯利亞南部地區(qū)的低槽強度增加，且在發(fā)展過程中不斷有短波分裂，此時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)，為上升運動提供了有利條件;西西伯利亞低壓槽在對塔里木盆地西部產(chǎn)生影響時，進一步促進了區(qū)域強對流天氣的出現(xiàn)。

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

9月4日700 hPa相對濕度場中，塔里木盆地西部地區(qū)的相對濕度始終在60%～70%之間，尤其是到了當天20時，該區(qū)域內的相對濕度增加到了70%～80%，說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，為強對流天氣的出現(xiàn)提供了較好的水汽條件。

3 探空資料分析

對于強對流天氣來說，其在出現(xiàn)的過程中除了需要潛在不穩(wěn)定能量外，還需要有強烈的抬升條件和源源不斷的水汽供應。尤其是冰雹天氣的出現(xiàn)需要有適宜的高度。對應時段內的對流參數(shù)如表1所示，塔里木盆地西部的這次冰雹天氣過程的該項穩(wěn)定度參數(shù)與強對流天氣閾值之間有很好的對應關系。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，說明該階段的大氣層處于不穩(wěn)定狀態(tài)。在冰雹天氣還沒有出現(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程中，CAPE值則大幅度下降，強對流天氣出現(xiàn)時會造成對流不穩(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有強烈的上升運動出現(xiàn)，直接導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 多普勒雷達資料分析

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

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

在強對流天氣出現(xiàn)的過程中，結合徑向速度圖，塔里木盆地西部有逆風區(qū)出現(xiàn)，再加上環(huán)境風的影響，在整個發(fā)展演變中，逆風區(qū)移動速度較慢，且維持較長時間，同短時強降水和冰雹天氣的出現(xiàn)有很好的對應關系;由此可以將逆風區(qū)作為判別強降水中心區(qū)域的指標之一。經(jīng)過監(jiān)測發(fā)現(xiàn)，逆風區(qū)和強回波中心之間也有一定的對應關系。

5 結論

（1）塔里木盆地西部的強對流性天氣主要表現(xiàn)為短時強降水，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，為強對流天氣的出現(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有強烈的上升運動出現(xiàn)，直接導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）在強對流天氣發(fā)展演變中，逆風區(qū)移動速度較慢，且維持較長時間，同短時強降水和冰雹天氣的出現(xiàn)有很好的對應關系。

參考文獻

[1] 王金輝，支俊，方冰，等.新疆克州一次強對流天氣過程診斷[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對流天氣的成因分析[J].沙漠與綠洲氣象，2015（6）： 27-33.

責任編輯：黃艷飛