2015年9月初塔里木盆地西部一次强对流性天气的成因分析

买买提江·赛提尼牙孜 玛依拉·麦麦提 曼吾拉·卡德尔

摘要 利用地面观测资料、台站观测资料和NCEP再分析资料，对2015年9月初塔里木盆地西部的一次强对流天气成因进行分析。结果表明：塔里木盆地西部的强对流天气主要表现为短时强降水，是不同天气尺度系统共同作用产生的;前期出现了持续性的降水条件，为强对流天气的出现提供了较好的水汽条件;下垫面气温的下降，边界层冷气流与暖气流交汇后会有强烈的上升运动出现，直接导致塔里木盆地西部上空快速释放出大量的不稳定能量，同冰雹落区保持一致，之后的CAPE值则明显降低;在强对流天气发展演变中，逆风区移动速度较慢，且维持较长时间，同短时强降水和冰雹天气的出现有很好的对应关系。

关键词 强对流性天气;环流形势;多普勒雷达;塔里木盆地

中图分类号：P42 文献标识码：B 文章编号：2095–3305（2021）04–0040–02

强对流天气是不同天气尺度系统共同作用而产生的中小尺度天气现象，其在出现的过程中大都伴随有雷雨、大风、强降雨等灾害性天气。虽然强对流天气的持续时间短、影响范围小，但是因突发性强、局地性强和强度大，会造成极为严重的损失，是当前国内外天气预报中的难点[1]。塔里木盆地位于中国新疆南部，是我国面积最大的内陆盆地，处于天山、昆仑山和阿尔金山之间，盆地地势西高东低，属于暖温带气候。因地理和气候条件较为特殊，使得境内强对流天气频繁出现，且具有明显的季节性和局地性特征。强对流天气的出现对当地航空飛行活动的开展极为不利[2]。因此，对塔里木盆地西部的强对流天气成因进行分析，对于降低灾害性天气造成的损失和确保航空飞行安全具有积极作用。

1 天气实况

2015年8月28日—9月4日，新疆塔里木盆地西部出现了持续性的降水天气，温度下降幅度明显，部分地区出现了大雨和冰雹天气，对区域内的玉米、马铃薯、果树等造成了不同程度的损害，同时还对当地航空飞行产生了影响。

2 环流形势

2015年8月末至9月初，受到西伯利亚低槽南部短波扰动的影响，塔里木盆地西部出现了降水天气，且持续时间较长。在9月3日20：00 500 hPa天气形势图中（图1a），高压脊分布在巴尔喀什湖东部到贝加尔湖地区，发展过程较为旺盛，且位置稳定少动，直接造成低值系统维持较长时间。随着时间的推移，到了4日20：00，在500 hPa天气形势图中（图1b），在巴尔喀什湖一带西西伯利亚南部地区的低槽强度增加，且在发展过程中不断有短波分裂，此时的塔里木盆地西部出现在低槽底前部，由于槽前有正涡度平流出现，为上升运动提供了有利条件;西西伯利亚低压槽在对塔里木盆地西部产生影响时，进一步促进了区域强对流天气的出现。

在500 hPa高度的风场中，较为平直的西风环流几乎将整个塔里木盆地包围，此时的极大风速达到了14 m/s;在750 hPa和850 hPa中低层处风场中，存在弱的西南气流，风速只有4 m/s。与此同时，弱的偏东风气流出现在阿克苏到巴州一带，随着时间的变化逐渐形成强度较弱的风切变，中低层风切变的出现是水汽及动量辐合持续维持的主要原因。

9月4日700 hPa相对湿度场中，塔里木盆地西部地区的相对湿度始终在60%～70%之间，尤其是到了当天20时，该区域内的相对湿度增加到了70%～80%，说明中低层处有较好的水汽条件;再加上塔里木盆地西部前期出现了持续性的降水条件，为强对流天气的出现提供了较好的水汽条件。

3 探空资料分析

对于强对流天气来说，其在出现的过程中除了需要潜在不稳定能量外，还需要有强烈的抬升条件和源源不断的水汽供应。尤其是冰雹天气的出现需要有适宜的高度。对应时段内的对流参数如表1所示，塔里木盆地西部的这次冰雹天气过程的该项稳定度参数与强对流天气阈值之间有很好的对应关系。9月4日14：00，塔里木盆地西部的K值和CAPE值分别为29℃和454 J/kg;到了20：00，K值和CAPE值均有不同程度的增加，分别为30℃和1091 J/kg，说明该阶段的大气层处于不稳定状态。在冰雹天气还没有出现之前，大气中有大量的不稳定能量，为冰雹天气的发生发展提供了有利条件。冰雹天气从高空落下的过程中，CAPE值则大幅度下降，强对流天气出现时会造成对流不稳定能量快速释放。由于下垫面气温的下降，边界层冷气流与暖气流交汇后会有强烈的上升运动出现，直接导致塔里木盆地西部上空快速释放出大量的不稳定能量，同冰雹落区保持一致，之后的CAPE值则明显降低。

4 多普勒雷达资料分析

结合兵团第一师八团机械大队多普勒雷达资料，9月4日19：03的仰角为1.5°，距离雷达站西北面120～180 km，方位270°～315°范围内有强对流回波出现，呈现出西南-东北走向，在纵向位置处出现了4个较为明显的单体风暴，且分布较为均匀，单体风暴之间的距离为30 km左右。同时还存在有一个强度最大的单体风暴，云顶高度达到了12 km，超过50 dBZ强回波中心的垂直高度上升到了9 km。在对其进行持续监测的过程中，阿合奇、乌什山区一带的云带在发展过程中，不断朝着东北方向移动，并对沙井子片区、阿克苏、温宿等地区产生影响。19：03仰角3℃、150 km距离档的强度PPI显示图上，沙井子片区西部的回波范围长度在130 km左右，宽度接近50 km，对流回波带在向东北方向移动的过程中，其前边缘及外形轮廓始终保持着清晰完整的状态，回波强度基本没有太大变化。

9月4日19：21开始有大面积的强对流回波主体，并逐渐对塔里木盆地大部分地区产生影响;17：31强中心回波顶高上升到12 km，超过50 dBZ强回波中心的垂直高度达8 km，此时雷暴闪电天气出现。随着时间的变化，强对流回波主体不断朝着东北方向转移，影响塔里木盆地西部的降水天气基本结束。

在强对流天气出现的过程中，结合径向速度图，塔里木盆地西部有逆风区出现，再加上环境风的影响，在整个发展演变中，逆风区移动速度较慢，且维持较长时间，同短时强降水和冰雹天气的出现有很好的对应关系;由此可以将逆风区作为判别强降水中心区域的指标之一。经过监测发现，逆风区和强回波中心之间也有一定的对应关系。

5 结论

（1）塔里木盆地西部的强对流性天气主要表现为短时强降水，是天气尺度背景下不同天气尺度与中小尺度天气系统共同作用产生的;前期出现了持续性的降水条件，为强对流天气的出现提供了较好的水汽条件。

（2）下垫面气温的下降，边界层冷气流与暖气流交汇后会有强烈的上升运动出现，直接导致塔里木盆地西部上空快速释放出大量的不稳定能量，同冰雹落区保持一致，之后的CAPE值则明显降低。

（3）在强对流天气发展演变中，逆风区移动速度较慢，且维持较长时间，同短时强降水和冰雹天气的出现有很好的对应关系。

参考文献

[1] 王金辉，支俊，方冰，等.新疆克州一次强对流天气过程诊断[J].干旱气象， 2010，28（2）：206-211.

[2] 魏勇，彭军，陈建民，等.新疆石河子地区沙漠边缘地带的一次强对流天气的成因分析[J].沙漠与绿洲气象，2015（6）： 27-33.

责任编辑：黄艳飞