新疆西部一次大暴雨过程水汽输送轨迹模拟

曾勇，杨莲梅*，张迎新

（1.中国气象局乌鲁木齐沙漠气象研究所，新疆乌鲁木齐 830002；2.中亚大气科学研究中心，新疆乌鲁木齐 830002；3.北京市气象台，北京 100089）

新疆西部一次大暴雨过程水汽输送轨迹模拟

曾勇1，2，杨莲梅1，2*，张迎新3

（1.中国气象局乌鲁木齐沙漠气象研究所，新疆乌鲁木齐 830002；2.中亚大气科学研究中心，新疆乌鲁木齐 830002；3.北京市气象台，北京 100089）

在分析2016年7月28日—8月2日新疆西部罕见大暴雨过程环流形势和影响系统的基础上，利用基于拉格朗日方法的轨迹模式HYSPLIT，应用GDAS资料，模拟计算了大暴雨期间不同区域不同高度的水汽输送轨迹、主要通道及不同源地的水汽贡献。结果表明：（1）200 hPa高空偏西急流、700 hPa和850 hPa低空偏东急流及辐合线和500 hPa稳定“两脊一槽”环流是大暴雨产生的天气背景；（2）大暴雨过程中阿克苏地区北部、伊犁河谷地区和博州地区东部1500、3000和5000 m水汽输送轨迹、主要通道及不同源地的水汽贡献存在差异，其中，阿克苏地区北部1500、3000、5000 m水汽分别主要来自中亚地区、中亚地区、地中海北部，水汽贡献分别占该高度水汽的38%、46%、48%；伊犁河谷地区1500、3000、5000 m水汽分别主要来自哈萨克斯坦、哈萨克斯坦、黑海南部，水汽贡献分别占该高度水汽的100%、50%、68%；博州地区东部1500、3000、5000 m水汽分别主要来自西西伯利亚、中亚地区、东欧，水汽贡献分别占该高度水汽的58%、54%、82%。水汽在输送过程中高度多变，以偏东和偏南路径为主输送到大暴雨区上空；（3）欧洲大陆、西西伯利亚、中亚地区等陆地及黑海、里海等海洋是此次大暴雨水汽主要来源。南疆低层偏东风和辐合线在水汽的聚集及向上输送中发挥了重要作用，高空急流产生的次级环流的下沉气流在将高空水汽向下输送中扮演了重要角色。

新疆西部；大暴雨；水汽输送；拉格朗日轨迹

充沛的水汽输送是暴雨形成的必要条件，因此分析暴雨的水汽来源及输送对于研究暴雨成因和机理有重要意义。有关我国夏季暴雨水汽输送及来源的研究一直受到国内外气象界高度关注，许多气象学者研究指出我国夏季暴雨水汽主要来自孟加拉湾、南海和西太平洋，夏季印度季风和南海季风扮演了十分重要的角色[1-6]。上述研究水汽输送及来源主要基于欧拉方法，而欧拉方法存在无法定量确定水汽的源汇关系和各水汽来源对降水贡献的局限性，特别在暴雨个例的水汽分析中，欧拉流场与气团真实运动轨迹存在一定差异[7-10]。近年来，基于拉格朗日框架下发展的轨迹分析方法为水汽输送提供了很好的技术途径，Makra等[9]指出在轨迹追踪研究中利用拉格朗日方法的气流轨迹模式HYSPLIT较其他模式有更好的性能。国内外一些学者利用HYSPLIT轨迹模式研究了区域强降水事件，定量确定了区域降水水汽的源汇关系和各水汽来源对降水贡献[7-8，10-13]。

新疆位于中国西北部，远离海洋，深居内陆，四周有高山阻隔，海洋水气不易进入，境内多沙漠，著名的塔克拉玛干沙漠及古尔班通古特沙漠等分布于区内的天山南北，且气候不受季风系统的直接影响，是典型的干旱、半干旱地区，这就造成了新疆暴雨的水汽输送与东部地区存在显著差异。新疆许多气象学者从不同角度对新疆暴雨水汽输送已经开展了大量研究，得到了许多有意义的结论[16-25]，但是以上研究主要基于欧拉方法。本文针对2016年夏季新疆西部一次罕见大暴雨过程，利用拉格朗日方法的气流轨迹模式HYSPLIT模拟暴雨期间气团的运动轨迹，得到影响暴雨过程的主要水汽输送通道以及不同水汽通道对水汽输送的贡献，希望能加深对新疆西部暴雨水汽输送特征的认识，为该地区暴雨分析和预报提供参考。

1 资料与方法

1.1 资料

本文所使用的资料为美国国家环境预测中心和大气研究中心（NECP/NCAR）再分析资料（时间分辨率6 h，空间分辨率1°×1°）、新疆区域加密自动站降水资料和GDAS资料。GDAS资料是指利用全球资料同化系统（Global Data Assimilation System）将NECP/NCAR资料进行同化计算得到的结果，美国国家海洋与大气管理局（National Oceanic and Atmospheric Administration，简称NOAA）的空气资源实验室（Air Resource Laboratory，简称ARL）将其处理为拉格朗日轨迹模式（Hybrid Single Particle LagrangianIntegratedTrajectoryModel，简称HYSPLIT）可用格式并作为模式主要输入资料（时间分辨率6 h，空间分辨率1°×1°）。

1.2 HYSPLIT简介

HYSPLIT是NOAA等机构联合开发的能够处理不同气象数据输入，不同物理过程及不同排放源的一种包含输送、扩散、沉降过程的模式系统，根据HYSPLIT，假设空气中的粒子随风飘动，气流的移动轨迹就是其在时间和空间上位置矢量的积分。最终的位置由初始位置（P）和第一猜测位置（P′）的平均速率计算得到：

其中，Δt为时间步长，本文Δt选取为6 h，V为三维风矢量的大小。

1.3 轨迹模拟方案

为了更好地区分此次暴雨过程中具有显著地理差异区域的水汽轨迹，选取阿克苏地区北部代表点A（81.48°E，42.06°N）、伊犁河谷地区代表点B（82.67°E，43.10°N）和博州地区东部代表点C（83.07°E，44.46°N）为模拟初始点经纬度（图1），选取1500 m、3000 m和5000 m三个高度层次为模拟初始高度，共9个初始点，选取暴雨过程前后7月28日—8月2日模拟初始点向后追踪7 d的三维运动轨迹，每6 h输出一次轨迹点位置，每隔6 h所有轨迹初始点重新向后追踪7 d，共得到216条轨迹。由于轨迹数量较多，为了更加直观清晰地看出各条轨迹路径，模式采用簇分析方法对大量轨迹路径进行聚类，其基本思想是按照轨迹路径最接近的原则进行多条轨迹合并分组，具体做法江志红等[8]曾进行过详细描述。

2 天气实况和环流形势

图1 新疆及其周边地形（a）（阴影，单位：m，红色矩形区域为图1b的范围）和2016年7月29日20时—8月1日20时新疆西部降雨量分布（b）

2.1 天气实况

2016年7月29日—8月2日新疆西部的伊犁河谷地区、阿克苏地区北部、塔城地区南部和博州地区东部出现罕见大暴雨天气过程（图1），伊犁河谷为大暴雨中心，最强降雨中心巩留库尔德宁降雨量达123.2 mm，7月31日20时—8月1日20时为大暴雨最强时段，伊犁地区10个国家气象站日平均降雨量46.8 mm，突破伊犁地区有气象记录以来10站日平均最大记录，伊犁河谷地区的特克斯（51.7 mm）、昭苏（52.8 mm）、新源（66.1 mm）、尼勒克（74.6 mm）均破历史日极值。此次罕见大暴雨过程持续时间长、累计雨量大，给当地人民生产生活带来了严重影响。

在分析此次大暴雨过程的环流形势和影响系统的基础上，主要针对阿克苏地区北部、伊犁河谷地区和博州地区东部，利用HYSPLIT进行轨迹模拟，详细讨论大暴雨产生所需水汽的来源及不同源地水汽贡献。

2.2 环流形势

2016年7月29日—8月2日500 hPa欧亚中高纬度呈现稳定“高—低—高”的“两脊一槽”环流形势，伊朗副热带高压与乌拉尔山高压脊叠加，西太平洋副热带高压十分强盛，向东北方向扩张控制新疆东部，两高压之间的新疆中西部及其南北地区为槽区。7月31日02时，200 hPa新疆西部处于高空急流入口区的右侧强辐散区（图2a），高层辐散有利于产生大尺度上升运动；500 hPa新疆西部处于巴尔喀什湖低槽槽前强西南气流控制区（图2b），西南气流源源不断地将正涡度平流和水汽输送至大暴雨区上空，形成有利的动力和水汽条件；700 hPa最明显的特征是沿着槽脊形成的偏西气流和经河西走廊进入南疆的偏东急流在阿克苏地区及伊犁河谷地区形成明显的辐合线（图2c）；850 hPa（图2d）与700 hPa相似，但辐合线位置略偏东，低层辐合有利于将暴雨所需水汽和能量源源不断地向上传输。综上简要分析可知，200 hPa高空急流、700 hPa和850 hPa低空急流及辐合线和500 hPa稳定“两脊一槽”环流是大暴雨产生的天气背景，特别是西太平洋副热带高压强盛且稳定控制新疆东部地区，使巴尔喀什湖低槽移动缓慢是此次大暴雨天气持续较长时间的关键因素。

图2 2016年8月1日02时200 hPa（a）、500 hPa（b）、700 hPa（c）环流形势和850 hPa（d）风场温度场和海平面气压

3 大暴雨过程水汽输送轨迹分析

3.1 阿克苏地区北部水汽输送轨迹

图3a给出了此次大暴雨过程阿克苏地区北部1500 m高度水汽输送轨迹，通道1显示水汽自伊犁地区向东南方向输送，在偏东风的作用下水汽回流到达阿克苏地区北部，此通道保持在2000 m以下低空，占阿克苏地区北部1500 m高度水汽输送总量的17%；通道2自中亚地区的乌兹别克斯坦和吉尔吉斯斯坦两国交界处先向东南方向再向东北方向到达阿克苏地区北部，与通道1类似，整个过程此通道也是保持在2000 m以下低空，占水汽输送总量的38%；通道3自土耳其7000 m左右高空向偏东方向经里海、帕米尔高原进入阿克苏地区北部，占水汽输送总量的13%；通道4自东欧平原向东南方向经过里海到达中亚地区，再向东北方向越过帕米尔高原到达阿克苏地区北部，在越过帕米尔高原前，水汽通道保持在2000 m左右高度，此通道占水汽输送总量的17%；通道5自西西伯利亚8000 m以上的高空先向偏南方向，再向偏东方向经中亚地区进入阿克苏地区北部，占水汽输送总量的15%，水汽通道持续下降，这与新疆北部高空急流形成的次级环流的下沉气流有关。

图3b为阿克苏地区北部3000 m高度水汽输送轨迹，共有3条通道。通道1自黑海北部向偏东方向经里海、中亚地区进入阿克苏地区北部，此通道自5000 m高度呈缓慢下降趋势到达阿克苏地区北部3000 m，占该地区3000 m水汽输送总量的42%；通道2自中亚地区的哈萨克斯坦向偏东方向进入南疆西部，在偏东风的作用下回流至阿克苏地区北部，在低层辐合线的作用下通道自2000 m抬升至3000 m，此通道占水汽输送总量的46%；通道3自西西伯利亚8000 m以上高空在高空急流产生的次级环流的下层气流作用下快速下降，经中亚地区的哈萨克斯坦到达阿克苏地区北部，此通道仅占水汽输送总量的12%。

图3c为阿克苏地区北部5000 m高度水汽输送轨迹，通道1自地中海北部向偏东方向经里海、中亚地区土库曼斯坦到达阿克苏地区北部，该通道自4500 m高度缓慢下降，越过帕米尔高原后抬升至5000 m高度到达阿克苏地区北部，占该地区5000 m高度水汽输送总量的48%；通道2自北欧地区5500 m高度经黑海、里海、中亚地区到达阿克苏地区北部，此通道占水汽输送总量的35%；通道3自里海4500 m高度向偏东方向经中亚地区高度逐渐下降到1500 m以下进入南疆盆地，在偏东风作用下回流达到阿克苏地区北部，在低层辐合线的作用下抬升至5000 m，此通道仅占水汽输送总量的17%。

3.2 伊犁河谷地区水汽输送轨迹

图4a给出了此次大暴雨过程伊犁河谷地区1500 m高度水汽输送轨迹，通道1自中亚地区哈萨克斯坦西部地区先向偏南方向，再向偏东方向到达伊犁河谷地区，该通道自500 m高度呈波动上升趋势，到达伊犁河谷1500 m高度，占该地区1500 m高度水汽输送总量的46%；通道2自中亚地区哈萨克斯坦南部地区先向偏东南方向，再向偏东北方向到达伊犁河谷地区，此通道占水汽输送总量的54%。

图3 2016年7月28日—8月2日大暴雨期间阿克苏地区北部1500 m（a）、3000 m（b）和5000 m（c）水汽输送通道空间分布和高度变化

图4b为伊犁河谷地区3000 m高度水汽输送轨迹，通道1自中亚地区哈萨克斯坦南部地区1000 m左右高度向偏东方向到达南疆西部，在偏东风和低层辐合线的作用下，回流抬升至伊犁河谷地区3000 m高度，此通道占伊犁河谷地区3000 m高度水汽输送总量的50%；通道2自里海北部地区4000 m左右高度向东南方向经里海、中亚地区，再向东北方向越过帕米尔高原到达伊犁河谷地区，整个过程中通道高度变化不大，此通道占水汽输送总量的38%；通道3自中亚地区哈萨克斯坦北部6000 m以上高空在高空急流形成的次级环流下沉支作用下向偏南方向快速穿过哈萨克斯坦，再向偏东方向进入伊犁河谷地区，此通道仅占水汽输送总量的12%。

图4c为伊犁河谷地区5000 m高度水汽输送轨迹，共有3条通道。通道1自黑海南部地区5500 m左右高度向偏东方向经里海到达伊犁河谷地区，此通道占伊犁河谷地区5000 m高度水汽输送总量的32%；通道2自黑海南部6500 m左右高度经里海、中亚地区快速下降到5000 m到达伊犁河谷地区，此通道占水汽输送总量的36%；通道3自中亚地区土库曼斯坦1500 m左右高度向偏东方向到达南疆盆地，在偏东风和低层辐合线作用下回流抬升至伊犁河谷地区5000 m高度，此通道占水汽输送总量的32%。

3.3 博州地区东部水汽输送轨迹

图5a给出了此次大暴雨过程博州地区东部1500 m高度水汽输送轨迹，通道1自西西伯利亚4000 m左右高空向东南方向经过中亚地区哈萨克斯坦转为向偏东方向达到博州地区东部，此通道占博州地区东部1500 m高度水汽输送总量的58%；通道2自伊犁河谷地区先向偏南方向，再受偏东风和低层辐合线作用回流到达博州地区东部，此通道仅占水汽输送总量的42%。

图5b是博州地区东部3000 m高度水汽输送轨迹，通道1自中亚地区吉尔吉斯斯坦1500 m左右高度先向偏东方向，再向东北方向到达博州地区东部，此通道占博州地区东部3000 m高度水汽输送总量的54%；通道2自黑海东部地区3000 m高度先向偏东南方向经里海，再向偏东北方向到达博州地区东部，此通道占水汽输送总量的21%。通道3自中亚地区哈萨克斯坦北部6000 m左右高空在高空急流形成的次级环流下沉支作用下向偏南方向快速穿过哈萨克斯坦，再向偏东方向进入博州地区东部，此通道仅占水汽输送总量的25%。

图5c是博州地区东部5000 m高度水汽输送轨迹，通道1自欧洲东部先向偏东南方向，再向偏东北方向，经过里海、咸海、中亚地区到达博州地区东部，此通道自3000 m左右高度不断升高到5000 m，占博州地区东部5000 m高度水汽输送总量的82%；通道2自中亚地区吉尔吉斯斯坦3000 m左右高度向偏东方向进入南疆盆地，在偏东风和低层辐合线的作用下从低层抬升到5000 m高度，此通道仅占水汽输送总量的18%。

图4 2016年7月28日—8月2日大暴雨期间伊犁河谷地区1500 m（a）、3000 m（b）和5000 m（c）水汽输送通道空间分布和高度变化

从以上分析可以看出，此次大暴雨期间，阿克苏地区北部1500 m高度水汽主要来自伊犁河谷地区、中亚地区、东欧平原的低层和土耳其7000 m高空、西西伯利亚8000 m以上高空；3000 m高度水汽主要来自黑海北部5000 m高空、西西伯利亚8000 m以上高空和中亚地区2000 m高空；5000 m高度水汽主要来自地中海北部、里海4500 m高空和北欧5500 m高空。伊犁河谷地区1500 m高度水汽主要来自中亚地区哈萨克斯坦西部和南部低层；3000 m高度水汽主要来自中亚地区低层、中亚地区6000 m高空和里海北部4000 m高空；5000 m高度水汽主要来自中亚地区低层、黑海南部地区5500 m和6500 m高空。博州地区东部1500 m高度水汽主要来自西西伯利亚4000 m高空和伊犁河谷地区低层；3000 m高度水汽主要来自中亚地区1500 m、6000 m高空和黑海东部3000 m高空；5000 m高度水汽主要来自东欧和中亚地区3000 m高空。不同区域不同高度水汽来源及输送轨迹有所不同，但是可以发现欧洲大陆、西西伯利亚、中亚地区等陆地及黑海、里海等海洋是大暴雨水汽主要来源。水汽在输送过程中高度多变，以偏东和偏南路径为主输送到暴雨区上空。南疆低层偏东风在水汽的聚集及向上输送中发挥了重要作用，高空急流产生的次级环流的下沉气流在高层水汽向下输送中扮演了重要角色。

4 结论

（1）2016年7月28日—8月2日新疆西部的伊犁河谷地区、阿克苏地区北部、博州地区东部和塔城地区南部发生的罕见大暴雨天气过程是在200 hPa高空急流、500 hPa巴尔喀什湖低槽、700 hPa和850 hPa低空急流和辐合线的共同作用下产生的，西太平洋副热带高压强盛且稳定控制新疆东部地区，使巴尔喀什湖低槽移动缓慢是此次暴雨天气持续较长时间的关键因素。

（2）利用拉格朗日轨迹模式HYSPLIT对此次大暴雨过程不同区域不同高度水汽输送进行轨迹模拟和聚类分析，得到了不同区域不同高度的水汽输送轨迹并定量给出了不同轨迹的水汽贡献率。阿克苏地区北部1500 m水汽有5条主要输送轨迹，其中来自中亚地区2000 m高空的输送轨迹占38%，为最主要轨迹；3000 m水汽有3条主要输送轨迹，以来自黑海北部5000 m高空和中亚地区2000 m高空的输送轨迹为主，分别占42%和46%；5000 m水汽有3条主要输送轨迹，来自地中海北部4500 m高空的输送轨迹占48%，为最主要轨迹。伊犁河谷地区1500 m水汽输送轨迹有2条，分别来自中亚地区哈萨克斯坦西部和南部，分别占46%和54%；3000 m水汽输送轨迹主要来自中亚地区哈萨克斯坦南部，占50%；5000 m水汽主要来自黑海南部5500 m、6500 m高空和中亚地区1500 m高空的轨迹分别占32%、36%和32%。博州地区东部1500 m、3000 m和5000 m主要水汽输送轨迹分别为2条、3条和2条，且以自东欧、伊犁河谷、西西伯利亚、中亚地区为主导。

（3）欧洲大陆、西西伯利亚、中亚地区等陆地及黑海、里海等海洋是此次大暴雨水汽主要来源。水汽在输送过程中高度多变，以偏东和偏南路径为主要路径。南疆低层偏东风和辐合线在水汽的聚集及向上输送中发挥了重要作用，高空急流产生的次级环流的下沉气流在将高空水汽向下输送中扮演了重要角色。几乎所有输送轨迹都经过中亚地区到达暴雨区，可见中亚地区是此次暴雨过程水汽输送轨迹的关键区域。

（4）本文对一次大暴雨过程不同区域不同高度水汽输送进行拉格朗日轨迹模拟和聚类分析，得到了不同区域不同高度的水汽输送轨迹并定量给出了不同轨迹的水汽贡献率，但仅仅是一次过程得到的结论，未来还需要通过更多的个例研究进行验证，为预报提供可靠参考。此外，新疆面积巨大，三山夹两盆的特殊地形造成了不同区域水汽来源可能不同，在未来的工作中需要结合不同区域的暴雨过程进行进一步研究。

[1]Simmonds I，Bi D，Hope P.Atmospheric water vapor flux and its association with rainfall over China in summer[J].J Climate，1999，12（5）：1353-1367.

[2]丁一汇，胡国权.1998年中国大洪水时期的水汽收支研究[J].气象学报，2003，61（2）：129-145.

[3]周玉淑，高守亭，邓国.江淮流域2003年强梅雨期的水汽输送特征分析[J].大气科学，2005，29（2）：195-204.

[4]孙建华，赵思雄.登陆台风引发的暴雨过程之诊断研究[J].大气科学，2000，24（2）：223-237.

[5]胡国权，丁一汇.1991年江淮暴雨时期的能量和水汽循环研究[J].气象学报，2003，61（2）：146-163.

[6]谢安，毛江玉，宋焱云，等.长江中下游地区水汽输送的气候特征[J].应用气象学报，2002，13（1）：67-77.

[7]陈斌，徐祥德，施晓晖.拉格朗日方法诊断2007年7月中国东部系列极端降水的水汽输送路径及其可能蒸发源区[J].气象学报，2011，69（5）：810-818.

[8]江志红，梁卓然，刘征宇，等.2007年淮河流域强降水过程的水汽输送特征分析[J].大气科学，2011，35（2）：361-372.

[9]庄晓翠，覃家秀，李博渊.2014年新疆西部一次暴雪天气的中尺度特征[J].干旱气象，2016，34（2）：326-334.

[10]张林梅，马禹，田忠锋.新疆阿勒泰地区1961—2010年夏季极端降水事件及其环流特征[J].干旱气象，2015，33（6）：970-978.

[11]Makra L，Matyasovszky I，Guba Z，et al.Monitoring the long-range transport effects on urban PM10 levels using 3D clusters of backward trajectories[J].Atmos.Environ.，2011，45（16）：2630-2641.

[12]Stohl A，James P.A Lagrangian analysis of the atmospheric branchoftheglobalwatercycle.PartI：Method description，validation，and demonstration for the August 2002floodingincentralEurope[J].Journalof Hydrometeorology，2004，5（4）：656-678.

[13]马京津，高晓清.华北地区夏季平均水汽输送通量和轨迹的分析[J].高原气象，2006，25（5）：893-899.

[14]孙力，马梁臣，沈柏竹，等.2010年7—8月东北地区暴雨过程的水汽输送特征分析[J].大气科学，2016，40（3）：630-646.

[15]戴竹君，王黎娟，管兆勇，等.热带风暴“Bilis”（0604）暴雨增幅前后的水汽输送轨迹路径模拟[J].大气科学，2015，39（2）：422-432.

[16]张家宝，苏起元，孙沈清.新疆短期天气预报指导手册[M].乌鲁木齐：新疆人民出版社，1986：456.

[17]张家宝，邓子风.新疆降水概论[M].北京：气象出版社，1987：400.

[18]杨莲梅.南亚高压突变引起的一次新疆暴雨天气研究[J].气象，2003，29（8）：21-25.

[19]杨莲梅，张云惠，汤浩.2007年7月新疆三次暴雨过程水汽特征研究[J].高原气象，2012，31（4）：963-973.

[20]陈春艳，孔期，李如琦.天山北坡一次特大暴雨过程诊断分析[J].气象，2012，38（11）：90-98.

[21]张云惠，陈春艳，杨莲梅.南疆西部一次罕见暴雨过程的成因分析[J].高原气象，2013，32（1）：191-200.

[22]王江，李如琦，黄艳，等.2013年南疆西部一次罕见暴雨的成因[J].干旱气象，2015，33（6）：910-917.

[23]井立红，高婧，赵忠，等.数值预报模式在新疆塔城地区降水预报中的检验[J].干旱气象，2017，35（1）：134-141.

[24]张建伟，刘海红，阿斯玛.2007年7月17日中天山暴雨天气过程分析[J].沙漠与绿洲气象，2008，2（3）：18-21.

[25]黄艳，刘涛，张云惠.2010年盛夏南疆西部一次区域性暴雨天气特征[J].干旱气象，2012，30（4）：615-622.

Simulation of Water Vapor Transport Trajectories of a Heavy Rain in Western Xinjiang

ZENG Yong1,2,YANG Lianmei1,2,ZHANG Yingxin3
(1.Institute of Desert and Meteorology,China Meteorological Administration,Urumqi 830002,China; 2.Center for Central Asia Atmosphere Science Research,Urumqi 830002,China; 3.Beijing Meteorological Observatory,Beijing 100089,China)

Based on the analysis of the circulation situation and influence system of the rare heavy rain in the west of Xinjiang from July 28th to August 2rd,2016,the HYSPLIT model based on the Lagrangian method was used to calculate the water vapor transport trajectories,the main passages and different contribution of water vapor sources of the different areas and different heights.The results showed that（1）200 hPa high-altitude partial west jet,700 hPa and 850 hPa low-altitude partial east jet and convergence line as well as 500 hPa stable“two ridges and one groove”circulation were the synoptic background of the heavy rain.（2）In the process of heavy rain,there were differences in the water vapor transport trajectory and the contribution of water vapor which came from different sources in northern Aksu,the Ili River valley and eastern Bozhou.Water vapor of 1500 m,3000 m,5000 m in northern Aksu mainly came from Central Asia,Central Asia, northern Mediterranean respectively,and contribution of water vapor accounted for 38%,46%,48%. Water vapor of 1500 m,3000 m,5000 m in Ili River valley mainly came from Kazakhstan, Kazakhstan,south of the Black Sea respectively,and contribution of water vapor accounted for 100%,50%,68%.Water vapor of 1500 m,3000 m,5000 m in eastern Bozhou mainly came from Western Siberia,Central Asia,Eastern Europe respectively,and contribution of water vapor accounted for 58%,54%,82%.The heights of water vapor passages varied in transportation with the east and south passages as its main path.（3）Continental Europe,Western Siberia,Central Asia and other lands and the Black Sea,the Caspian Sea and other seas were the main sources of the water vapor.The low-altitude partial east wind and the convergence line played an important role in the accumulation and upward transportation of water vapor in southern Xinjiang,the sinking airflow of the secondary circulation which generated by the high-level jet also have a tremendous impact on downward convey of high-altitude water vapor.Almost all trajectories have been passed through the Central Asian region to reach the heavy rain areas,the Central Asian region was hence the key areas of water vapor passages in the process of heavy rain.

Western Xinjiang;heavy rain;water vapor transport;lagrange trajectory

P456.7

B

1002-0799（2017）03-0047-08

曾勇，杨莲梅，张迎新.新疆西部一次大暴雨过程水汽输送轨迹模拟[J].沙漠与绿洲气象，2017，11（3）：47-54.

10.12057/j.issn.1002-0799.2017.03.007

2017-03-08；

2017-03-28

科技部公益性行业科研专项（GYHY201506009）、国家自然科学基金项目（41565003）、国家自然科学基金国际合作项目（41661144024）共同资助。

曾勇（1990-），男，实习研究员，主要从事新疆灾害性天气研究。E-mail：15099610397@163.com

杨莲梅（1969-），女，研究员，主要从事灾害性天气研究。E-mail：yanglm@idm.cn