和田地区2020年4月17—23日强降水天气过程分析

肖 艳

和田地区气象局，新疆和田 848000

和田位于新疆的西南部，南部有昆仑高山呈弧形横贯东西，北部有浅丘低山深入塔克拉玛干沙漠腹地，西部和北部受帕米尔高原和天山屏障的作用，阻挡了西伯利亚冷空气进入，而南部的昆仑山和喀喇昆仑山隔断了印度洋暖湿气流的北上，使得这里形成暖温带极端干旱荒漠气候，四季分明，冬无严寒，夏季酷热，光热充足，昼夜温差大，多风沙且降水稀少，年平均降水量仅35 mm，为典型的内陆性沙漠气候。近年来，随着全球气候趋于变暖，极端天气事件多发，南疆地区强降水事件增多、强度增大，局地暴雨、冰雹等天气可引发洪水、滑坡等地质灾害加重，气象灾害造成的风险越来越大，这也对天气预报工作提出了更高的要求。至5℃～8℃，与常年同期相比偏低5℃～8℃。和田地区此次持续降水降温天气过程对春播进度、林果开花授粉及棉花苗期生长等带来了很大的不利影响，需根据天气变化提前安排农业生产，棉田雨后及时中耕松土。由于降水持续时间长，累计降水量较大，还要加强对局地强降水引发的冰雹、洪水及滑坡、泥石流等次生灾害的防御工作，确保电力、通信、物资供给、农牧业生产等正常运转。

1 强降水天气的概况及影响

受冷空气影响，和田地区2020年4月17夜间至23日出现间断降水天气过程，其中，4月17夜间和田地区开始降水，持续至20日10:00，策勒县、墨玉县、洛浦县出现大雨，降雨量为12～24 mm；4月20日白天至23日夜，和田地区出现微到小雨（中高山区为雪），部分区域中到大雨，累计降水量8～20 mm，同时，降雨带来降温，和田地区气温持续下降并维持较低，最低气温降

2 天气形势分析

由图1可看出，2020年4月上旬，欧亚大陆中高纬地区位势高度场呈现出“两槽一脊”的环流形势，其中东半球极涡影响欧亚大陆以北的海域，北纬60°以北地区的等高线为平直状，该纬度线以南的地区存在着槽脊，且波动明显。4月中旬，环流形势继续维持，但极涡发生东移，到达东西伯利亚海一带，里海附近原有的槽强度加深并出现西移，整个欧洲大陆都处于其控制范围内。同时，乌拉尔脊位置与常年同期相比仍偏东，此时向西移到达泰梅尔半岛，我国新疆正处于脊南部影响范围。

图1 2020年4月上旬（a）、中旬（b）、下旬（c）500 hPa平均位势高度场

随着东亚槽的减弱，然后生成活跃的阶梯短波槽，不断有冷空气活动，但影响路径较偏西，冷空气在不断南下的过程中为其经过的区域带来了大风降温降水过程。4月下旬，欧亚大陆中高纬的环流形势稳定维持“两槽一脊”现象，极涡分裂后形成新地岛低压中心，中高纬槽脊开始出现明显的波动，其中东亚槽加深发展，径向度有所增大，中旬末至下旬前期我国北方地区出现了大范围、时间长、影响较大的冷空气活动。以我国西北地区为例，由于乌拉尔山脊的东移和加强，出现了罕见的降温降水天气过程。

基于上述大的环流背景，分析影响我国南疆地区4月17—23日降水期间的天气影响系统。16日08:00，500 hPa高空，欧亚大陆中高纬表现为“两槽一脊”的形势，有一低涡位于西伯利亚东经80°的附近，配合-32℃的冷中心，南疆西部地区沿着国境线以西一带存在着一短波槽，该地区被槽前西南气流控制。17日08:00左右，随着乌拉尔山高压脊的脊前偏北气流影响，西伯利亚低涡开始东移南压，到达贝加尔湖附近，而且中亚短波槽继续加深，风场于18日20:00闭合并形成低涡。19日08:00，乌拉尔山高压脊强度减弱，低槽自贝加尔湖延伸至东疆地区，原来的冷中心已加强至-40℃，此时高空槽明显高于温度槽，中亚低涡位置稳定，并呈现出“东西夹攻”的形势（图2）。在这种天气系统的影响下，南疆地区和田等地出现了降水天气过程。20日08:00～23日08:00期间，贝加尔湖低涡不断东移南下，低涡后有短波槽不断地补充并向东疆地区南压，而中亚低涡稳定维持不变。

图2 南疆地区2020年4月19日08:00 500 hPa高度场和风场

700～850 hPa中低层上，17日20:00～18日08:00南疆西部地区出现了偏东风和偏西风的切变线，17日夜间，和田等地降水开始，至18日出现中到大雨，山区局部地区发生大到暴雨。19日20:00，喀什到和田一线处于偏东风和偏南风的切变线影响下，降水持续。21日08:00，转为偏东风和偏北风的切变线，和田地区出现小雨，部分地区中到大雨，至23日和田地区处于偏东风和偏西风切变线的控制下，出现降雨降温。

3 物理量场分析

3.1 水汽条件

500 hPa高空，暖湿水汽沿低槽西南气流自阿拉伯海到中亚南部，向南疆西部地区上空源源不断地输送；700 hPa与850 hPa上分别存在着2支水汽输送通道（图3）：一条为阿拉伯海至中亚南部然后到达南疆西部上空，另一条为孟加拉湾到青藏高原经河西走廊西部到达南疆盆地，并且850 hPa还有一条水汽通道，由印度半岛至青藏高原中部，然后到达南疆盆地上空。

图3 2020年4月18日700 hPa水汽通量

通过上述分析可知，700 hPa和850 hPa中低空具备的水汽输送条件更强。降水天气出现前，18日08:00左右，700 hPa上，青藏高原的西部一中心值为8 g·cm-1·hPa-1·s-1，和 田 地 区 上 空形成水汽通量散度辐合中心，中心强度 最 大 达-10×10-6g·cm-2·hPa-1·s-1，较强的低空水汽辐合促使水汽快速集中到南疆地区强降雨落区（图4）。700 hPa上，20日20:00，和田地区一中心值为6 g·cm-1·hPa-1·s-1，至21日08:00，和田地区700 hPa上空的辐合中心值转为-4×10-6g·cm-2·hPa-1·s-1，又一轮降水开始。22日08:00，700 hPa上辐合区中心值增强为-6×10-6g·cm-2·hPa-1·s-1，降水持续，局部地区出现较强降雨。

图4 2020年4月18日水汽通量散度

总的来看，整个降水过程中青藏高原和昆仑山脉一带稳定维持着较强的水汽辐合中心22日20:00左右，700 hPa上，青藏高原西北一带的辐合中心强度高达-20×10-6g·cm-2·hPa-1·s-1，由此可推断出，700 hPa和850 hPa的中低空具备强烈的水汽辐合，是和田等南疆地区出现强降雨的主要原因之一。

分析4月17—23日700 hPa比湿垂直分布，发现此次降水过程中地面到700 hPa之间的比湿值都在5 g/kg以上，空气水汽含量较大。17日，中亚低槽前西南气流不断北上到达中纬度地区，同时中低空的偏东气流也携带水汽到达南疆地区，大气层湿层进一步加大，有利于强降水天气的出现。至18日08:00左右，和田地区上空比湿值继续增大，达到6～7 g/kg，后持续增大，19日14:00，850 hPa低层的比湿值已达10 g/kg，较大的比湿值说明和田地区上空具备引发强降水天气的有利水汽条件。

3.2 动力条件

分析此次强降雨天气过程的散度，沿北纬39°作散度垂直剖面图可以看出（图5），19日14:00，500～300 hPa之间为辐合区，强度较弱，850～600 hPa之间为辐散区，辐散中心强度为10×10-5s-1，此时大气垂直运动并不强。之后，辐散区处于500 hPa以上，辐散中心强度继续维持，而850～600 hPa之间转为辐合区，且辐合强度逐渐增强，随着降水的出现，辐合区中心强度达到-20×10-5s-1，形成高层辐散、低层辐合的高低空配置，是强降雨天气出现并发展的有力动力条件。对此次降水过程的垂直运动速度进行分析可知，降水开始前，850～600 hPa之间的中低层为强度-2 Pa/s的上升运动区，500 hPa形势场为下沉区域，强度达2 Pa/s。随后，上升运动区影响范围不断向高空延伸，850～400 hPa均转为上升运动区，上升运动强度增至-12 Pa/s，并不断拓展，至降水出现时整个高空以上升运动为主，且上升运动速度迅速增大，这也是此次强降水的出现提供了有利的动力条件。

图5 沿37°N南疆西部强降雨中心散度及垂直速度剖面

3.3 热力条件

分析此次强降水过程的大气层结稳定性发现，假相当位温（θse）随着高度的减小呈现出对流不稳定的现象，反之则表现为对流稳定；判别大气温湿状况可知，19日20:00左右，近地面层的θse值最大在47℃以上，其中，500 hPa与850 hPa的△θse差值为-8℃；20—23日的降水过程中，23日02:00左右，θse的大值区处于700 hPa，中心值为37℃，同样的，500 hPa与850 hPa的△θse差值达到-9℃以上，两次降水过程中θse值均表现出随着高度的上升而减小的现象，说明大气层中有强烈的上升运动，对流不稳定性较强，大气层具备的热力不稳定也为强降水天气的形成和发展提供了有利的动力条件。

4 结论

（1）2020年4月17—23日和田地区出现了长时间的强降雨天气过程，在为该地区带来充沛水资源补给的同时，也使各行业遭受了不同程度的影响。通过对此次降水过程的环流背景分析得出，高空东部型南亚高压维持、85°E存在脊线及青藏高原型等是南疆西部大范围降水天气发生发展的有利大尺度天气影响系统。

（2）来源于阿拉伯海和孟加拉湾的两条水汽输送，其中一条经过帕米尔高原进入南疆，另一条则由青藏高原东部的偏东气流携带进入南疆盆地，使得和田等地中低层形成强烈的水汽辐合，大气层比湿较大，水汽充足，是强降雨天气发生的有利条件。降雨区较强的垂直上升运动和已形成的低层辐合高层辐散的配置，使得和田等地具备充足的动力条件。低层呈现出高温、高湿的现象，随着高度的增加，θse值减小，促使和田等地上空持续维持对流不稳定性，成为强降雨天气发生发展的有利热力条件。