新疆2017年5月一次大降水天气过程诊断分析

王燕 曾雪莹

摘要 利用常规气象观测资料，分析新疆地区2017年5月18—20日大降水天气过程环流形势，水汽、动力和热力条件及卫星云图演变等，揭示大降水天气成因。结果表明：500 hPa中高纬度一脊一槽、后期南北两支槽结合是此次大降水过程环流背景和天气学条件;槽前西南气流持续水汽输送及低层水汽辐合，低层辐合高层辐散，加上地形抬升作用，是大降水有利水汽及动力条件;前期北疆各地气温较高，蓄积有利热力条件;中尺度对流云团发生发展不断经过同一区域，维持较长时间降水。

关键词 水汽输送;水汽辐合;动力抬升;上升运动

中图分类号：P44 文献标识码：A 文章编号：2095–3305（2020）07–0–03

DOI：10.19383/j.cnki.nyzhyj.2020.07.013

Diagnostic Analysis of a Heavy Rainfall Process in Xinjiang in May 2017

WANG Yan et al （Xinjiang meteorological service center， Urumqi， Xinjiang 830002）

Abstract Based on the conventional meteorological observation data， the circulation situation， water vapor， dynamic and thermal conditions and satellite cloud picture evolution of heavy precipitation weather process in Xinjiang from May 18 to 20， 2017 are analyzed to reveal the causes of heavy rainfall.The results show that the circulation background and synoptic conditions of the heavy rainfall process are as follows：500 hPa mid high latitude one ridge and one trough，and the combination of North and South Branch troughs in the late stage; the southwest airflow in front of the trough is the favorable water vapor and dynamic conditions for the large precipitation， such as continuous water vapor transport and convergence in the lower layer， convergence at the lower level and divergence at the upper level， and topographic uplift; Mesoscale convective cloud clusters continue to pass through the same area and maintain precipitation for a long time.

Key words Water vapor transport; Water vapor convergence; Dynamic uplift; Ascending motion

暴雨是我國主要灾害性天气之一，给国民经济和人民生命财产带来巨大损失，因此暴雨研究和预报一直受到政府和气象部门高度重视[1]。对于新疆地区暴雨，近些年来也有不少相关的气候特点和天气系统研究，揭示出暴雨重要事实，使人们对中尺度暴雨的形成物理机制有了一定的认识。新疆地处亚欧大陆腹地，属典型内陆干旱半干旱地区，年平均降水量只有146 mm，各地降水分布不均，降水最多在伊犁河谷;湿润的西风气流进入伊犁河谷，由低向高处爬升，气流由暖变冷，在山前地带形成丰富降水;此外，伊犁河谷三面环山，形成向西敞开的喇叭形谷地，可以大量接受来自大西洋的湿润水汽，其中巩乃斯林区附近年平均降水量在800 mm左右，一些年份降水量达1 000 mm以上[2-5]。文章对新疆地区2017年5月18—20日大降水天气过程进行分析，重点分析伊犁河谷地区局部暴雨，探讨其中的环流形势、水汽输送、动力和热力条件等，揭示此次强降水天气过程的水汽来源或动力成因。

1 天气实况分析

5月18日08∶00—19日09∶00，伊犁河谷、博州、塔城、石河子、昌吉西部等地有270站降水量超过6 mm，伊犁东部南部、博州西部、塔城南部、石河子等地有181站降水量超过12 mm，温宿、特克斯、尼勒克、新源、乌苏、塔什库尔干等地有94站降水量超过24 mm，最大降水中心在新源吐尔根，降水量67.9 mm。其中，伊犁自治州昭苏县、特克斯县及新源县出现不同程度的暴雨洪涝灾情，造成直接经济损失近2 000万元。

2 大尺度环流背景分析

18日20∶00，200 hPa北疆偏西地区稳定存在一西南东北走向的高空西南风急流，伴随着强烈抽吸作用;500 hPa中高纬度呈一脊一槽环流形势，乌拉尔山附近为一脊，巴湖附近为一低槽伴随着冷槽，以纬向环流为主，新疆受巴湖低槽东移影响，后南北支结合，又出现中空西南风急流;700 hPa上，低层巴湖附近弱的短波槽扰动18日傍晚影响我区偏西地区，伊犁河谷塔城地区伴有显著湿区（T-Td≤4℃）;低槽东移，19日08∶00显著湿区扩大，存在一低空西北风急流，伊犁河谷东部、南部有明显辐合;850 hPa巴湖附近弱短波槽扰动伴随着暖脊，中层干冷、低层暖湿，大气层结不稳定，18日20∶00前后稳定存在低空偏西风急流;地面场上，18日20：00巴湖西北侧有1个1 027 hPa高压中心，前沿伴随着地面冷锋，19日08∶00高压中心加强，冷锋略微南压，压至北疆沿天山一带，地形作用加之冷锋抬升，造成了这次大降水。

3 水汽条件分析

中高层西南风急流及低层偏西风急流为降水区域源源不断输送充沛水汽。水汽通量场分析可以看出：17日20∶00—19日，低层850 hPa在伊犁河谷、博州地区均有明显水汽汇聚。比湿场分析：700 hPa上北疆大部比湿>4 g/kg;850 hPa比湿场中，伊犁河谷、博州比湿均>4 g/kg，局地>6 g/kg，水汽条件较好，且湿层较深厚。850 hPa水汽通量散度场分析，18日20∶00—19日08∶00在伊犁河谷、博州、天山山区有较强水汽辐合。选取伊犁河谷昭苏、特克斯及新源地区附近某几个点作水汽通量，由散度时间垂直剖面图（图1）看出：18日20∶00—19日08∶00中低层500 hPa以下均有明显水汽辐合，水汽辐合强中心在850 hPa。综合来看，前期偏西气流输送使得水汽在降水区域汇聚，加之本地绝对湿度较大，降水区域湿度条件较好，低层有较明显的水汽辐合，配合中高层偏南急流抽吸作用，造成伊犁地区局部地区暴雨。

4 动力条件分析

垂直速度场分析：18日20∶00—19日08∶00中层500 hPa在伊犁河谷、天山山区及塔城地区存在明显负值区域，表示有中层有强烈辐合上升运动;中心值可达60 m/s以上;相应的在这些区域700 hPa上也有较明显上升运动，中心值达20 m/s以上。散度场分析：伊犁河谷东南部地区，18日20∶00—19日20∶00低层700 hPa、850 hPa上存在较明显负值区域，表明有较明显风场辐合，中心值达-30;高层有明显正值区，中心值达50以上，有强烈的风场辐散。8日20∶00—19日20∶00，昭苏、特克斯及昭苏新源地区整层都有很强上升运动，中高层450 hPa左右存在上升运动极大值，中心值达-75以上，中低层有相对较弱风场辐合，高层有强烈风场辐散。综上，此次天气过程中动力条件较好，风场上低层辐合、高层有强烈辐散抽吸，整层有明显垂直上升运动，加之地形条件动力抬升作用，引发伊犁河谷地区局部大到暴雨。

5 热力条件

此次天气过程前期，北疆大部地区气温都较高，热力条件较好，有利于产生对流运动;18日08∶00—19日08∶00，伊犁河谷、博州等地K指数持续≥28，表明大气垂直方向上温差明显，中高层冷、低层暖，大气层结不稳定，有利于对流天气发生发展。

6 卫星云图分析

从红外云图分析（图2）中可看出：18日21∶00前后，伊犁偏西地区有中小尺度对流云团发展起来并且逐渐扩展缓慢东移北上;19日04∶00前后又有中小尺度对流云团在伊犁偏西地区发展起来，缓慢东移北上。两个对流云团先后经过伊犁河谷地区，造成这次大降水。

同样可以看出：18日21∶00前后，国境线偏西以及我区偏西地区尤其是伊犁河谷偏西地区中上层有明显的水汽汇集，且随着高空系统的移动缓慢東移北上;19日05∶00前后，北疆大部中高层仍有明显的水汽汇聚随着高空系统的移动缓慢东移北上。中高层水汽明显汇聚，表明了该处大气垂直上升运动较强，持续对流上升运动有利于此次降水天气的发生。

7 小结

（1）500 hPa低槽东移、南北支结合及中空偏南风急流配合200 hPa西南风急流，以及低层短波槽扰动和偏西风急流，高层强烈辐散抽吸作用加上低层辐合及地面冷锋抬升作用，是此次大降水过程中有利的大尺度环流背景场。

（2）中高层西南风急流及低层偏西风急流为降水区域源源不断输送充沛的水汽，水汽在降水区汇聚，本地绝对湿度较大，降水区域湿度条件好，低层有较明显水汽辐合，配合中高层偏南急流抽吸作用，造成伊犁局部地区暴雨。

（3）风场上低层辐合、高层有强烈辐散抽吸，整层有明显垂直上升运动，加之地形条件动力抬升作用，促成伊犁河谷地区局部大到暴雨。

（4）大降水前期，北疆大部地区气温都较高，热力条件较好产生对流运动;伊犁河谷、博州等地K指数≥28，大气层结不稳定，利于对流天气发生发展。

（5）中高层水汽在伊犁河谷、博州、塔城及昌吉州西部明显汇聚，大气垂直上升运动较强，持续对流上升运动引发大降水天气;两个对流云团先后经过伊犁河谷、博州、塔城、昌吉州西部，因此维持较长降水时间。

参考文献

[1] 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.

[2] 王敏仲，魏文寿，杨莲梅，等.新疆2007年“7·17”大降水天气过程诊断分析[J].中国沙漠，2011，31（1）：199–206.

[3] 李圆圆，杨霞，白惠星.2007年5月8日新疆大降水过程分析[J].沙漠与绿洲气象，2009，3（5）：11–14.

[4] 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.

[5] 杨涛，杨莲梅.新疆强对流暴雨的气候特征和概率分布模式研究[J].灾害学，2003，18（1）：47–52.

责任编辑：黄艳飞