马煜

摘 要：利用常规天气资料、新疆区域逐小时自动站及NCAR/NCEP的1°×1°及2.5°×2.5°再分析资料，对2016年6月16日至18日博州出现的一次大降水天气过程，从环流形势、水汽输送、动力、热力条件等方面进行分析，结果表明：此次暴雨过程是乌拉尔山脊引导的北方冷空气与南支槽带来的暖湿空气在博州地区交汇形成的一次降水过程；500hPa、700hPa和850hPa上的水汽输送都较为充沛，且水汽来源于西南方向，与南支槽的移动路径相对应；动力学条件上变现为降水大值时间恰好与强的上升运动相对应，而热力学条件则是通过对博乐市站点的T-LogP图的分析，发现对流有效位能（CAPE）、K指数、总指数、抬升指数等各项指标均表明天气发生时博州上空大气层结极为不稳定，有利于大降水的产生。

关键词：暴雨；水汽输送；垂直速度；T-LogP图

0 引言

博爾塔拉蒙古自治州地处欧亚大陆腹地，准噶尔盆地西缘，西、北、南三面环山，中间是喇叭状的谷地平原。博州属大陆性干旱半荒漠和荒漠气候，博乐市年平均降水量仅为200.3mm。由于博州特殊的地理环境、地形和下垫面条件的影响以及干旱的气候背景，其暴雨发生有特殊性。

中亚低涡是新疆夏季大降水的主要天气尺度影响系统之一。国内有许多专家在暴新疆暴雨发生时的环流、触发机制、热动力演变特征等方面做过深入的研究，并取得了不少成果。张家宝[1]等研究分析了新疆降水的环流型和水汽来源；肖开提·多莱特等[2-3]研究分析了新疆暴雨水汽条件；李海燕等[4-5]研究了新疆暴雨过程中的动力热力特征。2016年6月16日夜间开始（北京时，下同），博州出现了一次全州范围的大降水天气过程，降水主要集中在博州北部山区、温泉及博乐河谷一带。这次降水过程雨强大、持续时间长、影响范围广，持续的强降雨导致我市青得里乡、达勒特镇部分村队小麦、棉花、滴灌带和防洪坝遭受不同程度洪涝灾害。

要形成暴雨必须有充沛的水汽供应，持久和强烈的上升运动。因此本文从低涡和暴雨的维持以及水汽的来源等方面来对这两次天气过程进行分析，并对前期两次天气的预报进行分析讨论，找出我台预报员在天气预测中所遗漏或忽视的问题，以提高我台预报员对暴雨天气的预报准确率。

1 天气实况

2016年6月16日博州出现系统性降水天气，普遍出现大雨，部分地区暴雨，山区局部大暴雨。此次天气过程降水量大，降水范围广，降水持续时间长。17日01时开始，博乐测站开始有降水出现，随后精河、阿拉山口、温泉陆续出现降水；降水断续持续到19日05时。降水大值时间段主要集中在17日白天和18日的白天。其中博乐市累计降水量51.3毫米，阿拉山口30.3毫米，温泉23.5毫米，精河17.3毫米；全州有30个区域自动站累计降水量达25mm以上，8个站50mm以上，其中温泉查乡哈仁古自动站累计降水量达111.1毫米

2 环流背景

2.1 100hPa大尺度环流特征

16日欧亚范围内中高纬度呈两槽一脊型，西西伯利亚为平均脊区，欧洲西岸和东亚沿岸为槽区；南亚高压为东部型，中心在80°E附近，并在高原上稳定维持。西西伯利亚大脊的北部东移，南部受高压阻挡停滞，17日，在地中海南部又形成了一个高压中心，阿拉伯半岛北部形成一支低槽，低槽南伸较明显，气流携带低纬度的水汽沿着高压外围输送到博州地区，乌拉尔山以东至蒙古高原一带形成一支横槽；18日高压任然维持，但有缓慢南压，新疆以北的横槽缓慢转竖影响新疆西北部；19日非洲的高压中心消失，阿拉伯半岛的低槽开始迅速东移，逐渐与东移的西伯利亚低槽合并，一同影响我区；20日槽过境，槽后西北气流开始影响我区，天气结束。自始至终南亚高压仅在17日20时短暂地形成双体型，但也是东强西弱，其余时段高压中心都稳定维持在高原上空80°E附近。

2.2 200hPa高空急流

在天气发生时段内，副热带急流北移逐渐控制新疆，急流轴在42°N附近，急流中心最大风速达到46m/s，博州处于急流轴出口区北，高空急流出口区左侧辐散，右侧辐合，垂直于高空急流出口区的剖面上，急流出口区左侧的下部上升，出口区右侧的下部下沉。由高空急流激发出次级环流，该次级环流使博州地区为上升运动区。次级环流加强了暖湿空气的上升，干冷空气的下沉，加大了地面风速，使天气更加强盛。

2.3 500hPa环流形势及影响系统

天气过程前期，欧亚大陆中纬度呈两脊一槽型，乌拉尔上到阿拉伯半岛附近为一宽广的脊区，我国中东部为一弱脊控制，但稳定维持，里海和巴湖之间为一低涡；受主导系统乌拉尔山脊东移北伸的影响，高纬上的低涡减弱成横槽并略有南压，与减弱成槽北抬的南支槽合并，两支影响系统在17日、18日共同影响博州地区。南支系统携带暖湿空气北抬，北支系统携带北方冷空气，冷暖空气在我区上空交汇，为降水提供有利的条件。

3 物理量诊断分析

利用40°～50°N、70°～90°E范围内，1000～200hPa的ncep逐6小时再分析资料进行诊断分析。

3.1 500hPa水汽输送

充沛的水汽时暴雨天气形成的必要条件。此次降水过程500hPa的水汽输送大值时段主要在17日凌晨到白天，南支系统北抬东移过程中，槽前西南气流携带低纬的充沛水汽影响博州地区，水汽通量最大值达到6g/kg左右（图1）。

3.2 700hPa和850hPa水汽输送特点

通过700hPa的水汽输送路径分析可以更清楚地发现，暴雨发生前，对流层中低层均表现出西南偏西风并携带着水汽影响我区。从图5可以看出，此次降水天气的水汽输送路径均为西方路径，水汽输送量较大，最大可达8～10k/kg，也与大降水发生的时间比较一致（图5）。850hPa上的水汽输送则分为两个阶段，第一阶段为16日开始一直到17日，水汽输送为北方路径，输送量在6～8k/kg；第二阶段为17日夜间到18日，水汽输送为西南路径，输送量在4～6k/kg（图2）。

3.3 上升運动分析

强的上升运动为降水提供良好的抬升条件，将大大提高降水的效率。为了深入研究此次降水的垂直运动条件，做博乐市站点的时间垂直剖面图，可以看出在此次天气过程中，17日08时到14时有较强的上升运动，垂直速度达到150×10-3m/s，也刚好跟强降水时段相对应。又沿（45.4°N，80.7°E）到（44.4°N，84.0°E）做剖面图，切面正好东西向贯穿博州，发现17日14时博州范围内自西向东整层都是上升运动，对暴雨的产生提供有利的动力条件（图3）。

3.4 能量和不稳定条件分析

强降水的产生需要充沛的水汽和动力条件，还必须具备一定的能量和不稳定条件。对流有效位能CAPE表示气块相对于环境的正浮力所作功的大小，值越大，对流越容易产生。对流抑制能量CIN是气块获得对流潜势必须超越的能量临界值，不能太大，也不能太小。K指数、TT总温度和SI指数、LI抬升指数能够反映大气的层结稳定情况，K指数和TT值越大，SI指数或LI越小，层结越不稳定。下面是博乐市站点6月17日14时和28日20时的T-LogP图（图7），在此次天气过程中，博乐CAPE达到3048J/kg，K指数达到40℃，总温度为52℃，LI指数下降为-8℃；以上数据可表明，降水发生时，博州上空中低层大气处于强的对流不稳定状态，十分有利于大降水的发生。

4 小结

本文对2016年6月博州一次暴雨天气过程进行分析诊断，初步得到以下几点结论：

（1）从降水特点来看，16日至18日的降水主要表现为降水强度弱，降水范围广，降水分布不均匀，降水持续时间长。

（2）从100hPa环流上分析，南亚高压虽然一直呈东部型，且高压中心稳定维持在高原上空，但由于阿拉伯半岛北部的低槽在高压的阻挡下被迫北抬，暖湿空气与北方南下的冷空气在博州交汇，有利于降水的形成。

（3）200hPa上副热带急流明显北抬，博州处于急流轴出口区左侧，强辐散有利于形成“抽气机”效应，加强上升运动；500hPa高度上减弱北抬的南支槽与北支低涡合并，之后共同影响我区，南支槽携带充沛的水汽，北支低涡为冷空气，刚好在我区交汇。

（4）从水汽输送路径上分析，博州地区的水汽主要来源于西方路径的水汽输送。从物理量场上分析，此次天气过程水汽输送路径为西方路径，强降水发生时博州700hPa上有8～10g/kg的水汽通量，并且伴有 m/s的垂直速度。T-LogP图上表现为400hPa以下为饱和湿区，300hPa以上有干冷空气侵入，配合大的CAPE值、K指数和总指数TT，以及低的抬升指数LI，表明整个层结是不稳定的。

参考文献

[1]张家宝，邓子风.新疆降水概论[M].北京：气象出版社.1987.

[2]肖开提·多莱特，汤浩 .“96·7”新疆特大暴雨的水汽条件研究[J].沙漠与绿洲气象， 1997（01）：8-11.

[3]杨莲梅，张云惠，汤浩. 2007年7月新疆三次暴雨过程的水汽特征分析[J]. 高原气象， 2012， 31（04）：963-973.

[4]李海燕. 天山山区暴雨过程的多尺度综合分析及动力诊断[D]. 兰州大学， 2014.

[5]王敏仲，魏文寿，杨莲梅. 新疆2007年“7·17”大降水天气过程诊断分析[J]. 中国沙漠， 2011， 31（01）：199-206.