程琛

（兵团第十师气象局，新疆北屯836000）

应用环流形势图结合卫星云图等资料综合分析二次相同强度对流天气的成因

程琛

（兵团第十师气象局，新疆北屯836000）

通过2015年7月4日、5日的高空环流形势图、卫星云图、地面气象观测和高空探测等资料，对比分析发生在北屯市一八五团二次强对流天气的成因，研究该区域强对流天气的气象预报指标和特殊地形物理量值，为今后及时准确预警强对流天气提供重要的气象数值。

高空环流形势；卫星云图；强对流天气；成因分析

第十师北屯市一八五团地处欧亚大陆中心，属大陆性温带寒冷地区，辖区东部、北部为沙丘、沙山地带，夏季短，干旱少雨。冰雹天气在该地属于罕见的气象灾害。2015年7月4日和5日一八五团连续2次受大风、冰雹等强对流天气的袭击，使当地农牧业生产损失严重。本文通过对大气环流形式的演变、各物理量场的分析计算、卫星云图变化特性等进行分析，从中找出影响本地强对流天气代表性的指标，为今后该区域出现类似天气提供一定的预报参考依据。

1 概述

一八五团南北长52.6km，东西宽16.2km，海拔420～500m，西北部为阿尔泰山，东部为哈吉布沙漠，西、北以阿拉克别克河为界与哈萨克斯坦共和国接壤；东至别列孜克河与哈巴河县为邻；南越过额尔齐斯河与吉木乃县交界。团场地形呈狭长状，地势北高南低，坡降为1/500，海拔410～560m之间。辖区东部、北部为沙丘、沙山地带，西北沿界河一线为河谷冲积平原。

7月4日22时35分起至22时45分，一八五团辖区受强对流天气影响，出现了平均直径在15～25mm，最大直径在50～60mm的冰雹天气，同时伴有8～9级大风；5日23时40分起至23时45分，再度遭受强对流天气袭击，同时出现了8级的瞬时大风。给当地的农业生产带来严重的经济损失，其中，小麦、南瓜、打瓜等农作物受灾面积达0.16万hm2，直接经济损失达3900万元。

2 天气环流形势和影响系统

这次冰雹天气是在欧亚环流进行大型调整，乌拉尔山宽广低槽分裂短波与南支西风气流汇合过程中发生的。如图1a～1b、图2a～2b、图3a～3b和图4a～4b分别为2015年7月4日08时至7月5日20时100hPa高度场和500hPa高度场。

100hPa高空环流形势为4日08时南亚高压呈带状发布，高压中心位于里咸海南部，中心强度为1692（见图1a）；4日20时南亚高压仍呈带状发布，由1个中心演变为4个中心，中心加强到1692（见图1b），其中一八五团位于高空宽广低槽前部，表明高空大气层结处于不稳定状态。

图14 日08时至20时100hPa高空环流形势

5日08时至20时南亚高压东西有弱的震荡，大气层结一直处于不稳定状态控制之下（见图2a～2b）。

图25 日08时至20时100hPa高空环流形势

4日500hPa欧亚环流形势为欧亚范围内环流形势，为两脊一槽型，北欧和东西伯利亚为脊区，乌拉尔山地区为宽广的低槽区，北欧高压脊脊顶北伸到斯堪的纳维亚半岛以北，脊前有冷空气沿偏北气流向乌拉尔山以南地区输送，使得乌拉尔山宽广的低槽不断分裂短波，4日08时，乌拉尔山低涡中心为536，该低值系统分裂的短波位于巴尔喀什湖北部（见图3a）；4日20时，由于脊前冷空气不断沿偏北气流东南下，促使乌拉尔山低涡继续向西西伯利亚南压（见图3b），并不断分裂短波东移，与脊前的西南气流汇合，进入北疆偏北地区。

图34 日08时至20时500hPa高空环流形势

图45 日08时至20时500hPa高空环流形势

5日08时，位于乌拉尔山的低涡分裂为2个中心，1个中心位于乌拉尔山地区，另1个中心南压到中亚地区，该中心继续东南落并减弱，中心强度减为540，此时低槽已南压到巴尔喀什湖中部（见图4a），5日20时，中亚低涡继续东移南压，中心强度进一步减弱（见图4b），进入北疆偏北地区，此时伊朗副高越上高原发展北挺，西太平洋副高比较稳定，南支锋区位于中纬度北纬45°N附近，乌山低槽分裂短波与南支锋区气流汇合，加上降雹区特殊的下垫面（沙漠和高山）的共同作用，为一八五团冰雹强对流提供不稳定能量。

影响系统为乌拉尔山低涡南压并分裂短波与南支系统偏西气流共同作用，其特点是波长短，移速快，为强对流的发展提供较为充足的水汽。7月4日、5日的降雹天气过程符合低涡（槽）系统位置[1－2]与北疆冰雹天气关系在60°～80°E，50°～60°N，造成北疆塔城、阿勒泰等地的强对流天气。

3特殊地形物理量场

一八五团特殊地形高、低层，具有一定上冷下暖的温度场条件配置，使该区域大气不稳定能量变化差值较大，也是产生强对流天气的必备条件。7月4日、5日2次强对流天气来前500hPa与850hPa的温差为34℃，对比正常天气温差在22～30℃，得出该区500hPa和850hPa的温差＞31℃时易产生强对流天气。

7月4日、5日一八五团强对流天气出现前有效位能在12.5～2931.0J/kg之间，且有利于强对流天气的发生发展，对比4日08时至6日08时一八五团临近站点的对流有效位能CAPE值，发现2次强对流天气来前的CAPE分别为382.1J/kg和365.0J/kg，二次强对流天气过后的CAPE分别为142.7J/kg和123.6J/kg。因此，当临近站点的有效位能大于150J/kg时，作为判别该地有无强对流天气出现的依据之一。

运用探空K指数进行4日、5日、6日的K值比较分析，其中，4日08时为34℃，4日20时为31℃，5日08时为31℃，5日20时为30℃，对比该地6日内一般天气的K值，得出该区域4日、5日08时K值≥30℃，因此，4日、5日一八五团区域内对流云层凝结高度沿湿绝热线上升到500hPa时，所具有的温度与500hPa等压面上的环境温度差值LI＜0，表明当地大气层结负值大且不稳定。

图57 月4日21时30分时至23时30分的风云2E红外卫星云图

图67 月5日22时30分至6日0时30分的风云2E红外卫星云图

4 卫星云图

依据2015年7月4日21时30分时至23时30分的风云2E红外卫星云图可清晰显示出，强对流云来前21时30分，云系在上游生成（见图5a），到22时30分强对流云系不断加强，强对流云的面积在扩大并东移强度达最强，移过一八五团所处位置并降冰雹（见图5b），强对流云过后即23时30分的云图显示云层在该团消散并向东移出（见图5c）。

7月5日22时30分至6日0时30分云图（见图6a～6c）可看出与4日情况基本相同，只是强度较前一天弱，云团均自西向东快速移动，移动过程中在冰雹天气发生地有短暂堆积。

5 小结

（1）一八五团夏季当500hPa高空图上伊朗副高越上高原发展北挺，西太平洋副高比较稳定，南支锋区位于中纬度北纬45°N附近，乌山低槽分裂短波与南支锋区气流汇合，可为一八五团冰雹强对流提供不稳定能量。（2）应用地形物理量场分析计算能预示出强对流天气的出现频率，当K指数值≥30℃；抬升指数LI﹤-2以下；有效位能CAPE≥150J/kg以上时，是判断是否出现强对流天气的有效指标。（3）应用卫星云图分析时，应注意高空槽云系前部对流云团面积的发展。

[1]章国材，矫海燕，李延香，等.现代天气预报技术和方法[M].北京：气象出版社，2007.

[2]张家宝.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.

2016—04—28