石河子垦区一次持续性强对流天气成因分析*

王秀琴

（新疆石河子气象局，新疆 石河子 832000）

石河子垦区一次持续性强对流天气成因分析*

王秀琴

（新疆石河子气象局，新疆 石河子 832000）

利用常规资料、地面加密资料、FY-2C卫星及多普勒雷达等资料，对2013年6月10～14日石河子垦区傍晚时分的持续性的强对流天气过程的大尺度环境背景、物理量场进行分析和研究，结果表明：（1）这次持续性的强对流天气发生在西伯利亚冷涡的大尺度环流背景下，从冷涡底部不断分裂短波，是强对流天气的影响系统。（2）对流层低层850 hPa有逆温层和强垂直风切变形成，有利于对流活动的发生。（3）石河子处于低层辐合、高层辐散的上升运动区。有利于对流不稳定能量释放，产生强对流。通过探讨造成石河子垦区强对流天气的中小尺度天气系统发生、发展的环境场条件，可提高对此类强对流天气发生发展的认识水平，为今后此类强对流天气预报提供参考依据。

强对流；低涡；热力条件；动力条件

强对流天气具有尺度小、突发性强、灾害性大等特点，它的发生伴有雷暴、短时暴雨、冰雹、强风等灾害性天气，虽然它的影响范围小、发展速度快、持续时间短，但确是新疆主要灾害性天气之一。丁一汇[1]指出，中纬度地区发生强风暴需要3个条件，即对流层明显的位势不稳定，上干下湿的水汽垂直分布和强的垂直切变。强对流天气的发生、发展主要依赖大气的热力及动力条件，其中最重要的是中

低层有逆温层和强垂直风切变[1-3]。同时，水汽条件、风向风速切变、大气能量等都和强对流天气有密切关系［4-5］。由于强对流天气一直是天气预报的难点，目前科学家们对其进行了大量的研究。廖晓农等[6]认为对流有效位能和抬升指数对冰雹的出现有指示意义。盛日锋等[7]认为横槽转竖过程中引导高空冷空气下泻，是形成上干下暖的不稳定层结原因之一。赵玲[8]对2004年2次不同性质的强降雨从环流背景、卫星云图、物理量场等方面进行了对比分析，发现强降雨发生前热力结构不同是造成2次不同性质强降水的重要原因。

石河子垦区位于天山北麓、准葛尔盆地古尔班通古特大沙漠南缘，为典型的北温带大陆气候，地形复杂，自然条件差，每年夏季的冰雹、暴雨、大风等强对流诱发的气象灾害给农业生产造成极大危害。2013年6月10日至14日，石河子连续5 d在傍晚时分出现强对流天气，部分地区出现短时强降水，并伴有雷电、大风和冰雹。雹区主要集中在下野地的一三四团和一三五团。本文利用常规资料、地面加密资料、FY-2C卫星和多普勒雷达等资料，对这次从6月10～14日傍晚时分的持续性的强对流天气过程的大尺度环境背景、物理量场进行分析和研究，探讨造成石河子强对流天气的中小尺度天气系统发生、发展的环境场条件，提高对此类强对流天气发生发展的认识水平，为今后此类强对流天气预报提供参考依据。

1 环流背景分析

这是一次冷涡背景下的对流过程，其基本特征是10日至14日500 hPa受冷涡控制，850 hPa受暖脊控制。这种“上冷下暖”的结构有利于对流天气的发生。在850 hPa风场上沿天山一带有切变线，有利于能量的释放，促使对流天气发生（见图1）。

图1 6月10日850 hPa高度场和温度场

2 物理量分析

2.1 水汽条件

从6月13日850 hPa水汽通量与风场叠加图上（图2）可以看到，对流天气发生期间，在沿天山一带都存在切变线，有利于水汽的辐合和辐散，垦区北部水汽通量达到4 g/kg，水汽条件虽然较弱，但是较有利于对流天气的发生和发展。

图2 6月13日23时850hPa风场和850hPa水汽通量叠加

2.2 垂直分布特征

分析垂直分布图发现，6月13日700 hPa以下石河子处于辐合区，高层为辐散区。对流天气期间，850 hPa辐合加强，石河子垦区位于上升区，中心值为-24×10-6/s（图3）。

图3 6月13日23时850 hPa垂直速度

3 探空资料分析

13日20时探空图上，克拉玛依探空资料显示沙氏指数为-0.71，K指数达到31，已经处于不稳定状态。从08时到20时CAPE能量由0.0J/kg增大到522.8J/kg，0度层位势高度由1420.0m增大到3167.4m，不稳定能量的迅速增大为对流发展提供了有利的条件。

4 雷达回波特征

在石河子雷达扫描图上（图4），6月13日19时39分在乌苏北部出现对流云团，此后该云团在东移的过程中分裂成南北两部分，19时57分在132快速发展加强，单体最强处已达到50 dbz，并继续向东偏南方向移动，在移动的过程中于20:05～20:10造成一三四团降雹。

图4 6月13日雷达回波

5 小结

（1）这次持续性的强对流天气发生在西伯利亚冷涡的大尺度环流背景下，从冷涡底部不断分裂短波，是强对流天气的影响系统。（2）对流层低层850hPa有逆温层和强垂直风切变形成，有利于对流活动的发生。（3）石河子处于低层辐合、高层辐散的上升运动区。有利于对流不稳定能量释放，产生强对流。（4）通过探空资料和新一代天气雷达资料分析，能够完善强对流天气监测业务，加强本区域和周边各种观测资料的分析能力，做到及时发现、跟踪预报。

[1]丁一汇.高等天气学[M].北京：气象出版社，2005.

[2]陆汉城.中尺度天气原理和预报［M].北京：气象出版社，2000.

[3]樊利强，王迎春，陈明轩.利用雷达资料反演方法对北京地区一次强对流天气过程的分析[J].气象，2009，35（11）：9-11.

[4]朱乾根，林锦瑞，寿绍文，等.天气学原理与方法[M].北京：气象出版社，2000.

[5]俞小鼎，姚秀萍，熊廷南，等.多普勒天气雷达原理及业务应用[M].北京：气象出版社，2006.

[6]廖晓农，俞小鼎，于波.北京盛夏一次罕见的大雹事件分析[J].气象，2008，34（2）：10-14.

[7]盛日锋，王俊，龚佃利，等.山东一次飑线过程的中尺度分析[J].气象，2009，35（9）：91-94.

[8]赵玲，王林凤，王利.两次不同性质强降雨的对比分析[J].气象，2005，31（11）：67-73.

2016-08-26

新疆石河子气象局研究项目“T639细网格数值产品在石河子垦区大降水中的释用”。