高泉垦区春夏季大降水天气气候特征分析

郭静

（兵团第七师气象局，新疆 奎屯 833200）

高泉垦区春夏季大降水天气气候特征分析

郭静

（兵团第七师气象局，新疆 奎屯 833200）

本文对第七师高泉垦区42年来春夏季大降水资料进行统计分析，掌握了本地春夏季一般降水分布特征及大降水出现的时段和时间，提出了有效的预报思路和分析方法，有助于提高高泉垦区春夏季大降水预报的准确率。

高泉垦区；春夏季；大降水；特征分析

第七师高泉垦区地处北疆沿天山中段北侧，春夏季大降水发生十分频繁，且雨量相对集中，而降水的多少与农牧业的生产有着直接的关系。同时，大降水的发生又是造成洪水危害的主要因素。一二四团气象站曾测得的10 min降水量达19.6 mm的数据，至今仍是高泉垦区短时强降水的极大值。

1 春夏季大降水发生的天气气候特征

1.1 资料及标准

1.1.1 资料的选取

对高泉垦区1970—2012年共42年春夏季（3～8月）逐日降水资料进行普查，选取其中91个大降水个例进行统计分析。

1.1.2 标准的确定

根据新疆气象部门对大降水的定义，一般把日降水量≥10.0 mm的日数定为一个大降水日，因此，对混合降水符合上述条件的作同等对待。

1.2 天气气候特征

1.2.1 时间分布特征

图1 高泉垦区春夏季各月大降水发生次数

统计结果表明，高泉垦区春夏季大降水的发生次数在各月有着显著的差异，通常以5月最多，3月最少，并且春夏季会分别出现一个峰值 （见图1）。

1.2.2 时段分布特点

高泉垦区大降水具有夜间多发的特点，占到大降水发生的53%，另有部分大降水是从夜间开始持续到白天，这类大降水的发生在36%。白天大降水的发生通常在午后至傍晚的时段里，大多数持续到凌晨零点左右结束。统计还显示，有相当一部分大降水是在12 h内完成的，而且产生的降水量往往代表了或接近于该日的日总降水量，这类降水占到已发生大降水的85%。

1.2.3 降水变率显著

春夏季降水量的分布年际差异很大，最多年份的降水量可达189.4 mm，最少年份仅有46.5 mm。对该期大降水而言，发生最多的年份会出现7次，个别年份同期则不出现，如1973年、1975年、1984年、1986年、1989年、1996年、1999年、2002年等。

1.2.4 雨强特征

以1日最大降水量占该地多年平均年降水量的百分比作为降水相对强度指标，统计高泉垦区1970—2012年间1日最大降水量为29.3 mm，相对雨强可达18%，略低于北疆的平均水平。（据最新数据显示，2008年5月19日出现了44.1 mm的日最大降水量，使雨强高达27%，远高于北疆20%的平均水平）。

1.2.5 大降水总量值

图2 大降水对月降水量的贡献

由于大降水常表现为爆发性强、时间集中、过程强度大，往往一次大降水强度集中在某一很短时间内，这样的大降水过程促使月或年降水总量发生质的变化。如：一二四团1978年7月12日的大降水过程，雨量集中，1分钟降水量达19.6 mm，接近日总量85%；而1980年7月12日高泉垦区1 h降水量达17.0 mm，几乎为日降水总量（17.5 mm），在北疆地区已达暴雨强度。大降水可以改变月或年降水总量的统汁特征，使降水总量分布失衡。如：高泉垦区2005年7月连续出现3次大降水过程，造成该月降水总量异常偏多，是历年7月平均降水量的342%（见图2）。

1.2.6 大降水的连续性

据资料统计，在高泉垦区春夏季发生的91次大降水过程中，有12次是连续发生的，虽然降水次数仅占总降水次数的13%，但过程降水量都超过了20.0 mm，最长降水日数为4 d，连续最大降水量达31.6 mm，其中，1974年4月4～5日连续降水量均超过10.0 mm，2004年4月29～30日降水量均为15.8 mm，总量达31.6 mm，表明了高泉垦区春夏季大降水具有显普的连续性的特点。

2 春夏季大降水的水汽输送

通过对91个大降水个例进行统计分析，认为北支系统可携带的水汽远不如南支系统带来的水汽，这与垦区临近天山水汽受到天山的阻挡有着密切的关系。

水汽输送的贡献可以通过水汽通量的数值计算得出：式中：Q表示水汽通量；g表示水汽质量；Vq表示水汽平流矢量。

若按200km的网格，可利用水汽散度公式计算：

式中：D表示不同方向的水汽路径；Vn表示n方向水汽输送速度；q表示空气实际比湿。通常q＜0.04 g；dp表示理想气压的微增量；dL表示长波槽微增量。

计算结果显示，由北方路径完成的水汽通量可达89%，且700 hPa以下的水汽输送可占94%，说明了底层水汽输送的重要性。

3 单站要素分析

3.1 气压

在气压分析研究中我们根据气压变化在大降水中的表现形势，对所选91个大降水个例发生前的基本形式做了统计分型，结果确定为降压型和升压型2种基本类型。

降压型表现为日平均气压突然转折时，该时气压值能由峰值急剧转向（也有缓慢下降），且达到谷底，随后出现反弹，或急升，或缓升。此时以谷值作为起报日，预报时效为未来1～2 d内可出现大降水过程。统计资料显示，降压型发生的较为频繁，在91个个例中共有58例，占总次数的63.7%。统计中还发现，有时气压的下降呈连续性，这主要是发生在中亚低涡少动的形势下，造成了本地气压的持续下降，值得注意的是，该型常是造成本地持续性降水的主要形式，且在降压型中占有一定比例。但从大多数情况来看，大降水的表现形式仍以孤立发生为主，表现出了高泉垦区春夏季大降水具有局地性的特点。

升压型日平均气压常在小范围内波动变化，当发生突然升压并达到该时段内气压值的极大值后，随之急剧下降，此时，可把该峰点日作为过程的起报日，预报未来1～3 d内有利于大降水过程的出现。统计中，升压型共出现32次，占35%左右。同样，在气压的变化中，也可出现类似的持续性升压现象，判断的关键是该值的转折与否和是否达到了该期的峰值。值得注意的是，该类型天气过程往往是孤立的，常在前期有弱的降水过程出现，有时甚至是连续性过程，因此，这类天气形势的预报难度较大，应综合考虑其它因素的影响。统计中，还有6次大降水在发生前气压变化无规则，出现持续的缓升或缓降，无特征变化，所占比例不足1%，也是导致大降水短期预报中漏报的主要原因。

3.2 气温

气温的异常能表征大降水发生前兆，一致的认为是：在大降水天气之前的2～3 d，气温明显回升，有时则表现为持续的高温，甚至天气发生才结束。

3.3 湿度

湿度是反映大气在运动中水汽变化的物理量，近地层的湿度变化可直接测得或计算求得，一般情况下，在大降水来临之前2～3 d，往往表现出空气干燥，湿度呈下降趋势。但分析中也发现，有的大降水在发生之前，空气湿度偏大，此种情况多发生在春季，与已有的连续弱天气过程和地形及下垫面性质有一定关系。

4 小结

（1）掌握本地春夏季一般降水分布特征及大降水出现的时段和时间，能有助于分析大降水的客观性。（2）应用500 hPa高空图及时掌握春夏季欧亚范围内环流形势的演变及锋区特征，了解南支锋区系统是否活跃，副热带高压西南急流强度变化状况等。（3）在春夏季大降水出现的强度变化上，需要着重考虑高空系统与地面形势的配置。如冷锋、地面高压的路径及强度。（4）应用850 hPa水汽通量图能够掌握春夏季水汽最大集结区及移送情况的有效途径。（5）在精准预报工作中，应考虑大降水出现的季节和地形对水汽水平流动与垂直蒸发的影响作用。

[1]王娇，任宜勇.新疆降水与环流场演变研究[J].干旱区研究，2005，25（2）：174-178.

2014—12—09