哈密垦区一次降水天气过程的成因分析

程爱宁

（哈密第十三师红星二场气象站，新疆 哈密 839113）

2011年7月27~28日，哈密垦区内普遍出现了不同程度的降水天气，其中，日降水量红山、巴里坤在20 mm以上。本文就这次天气过程从高低空环流形势、高低空流场、不稳定度及水汽来源等[1]方面对其进行了综合分析，总结了此类天气的预报着眼点。

1 资料采集及天气实况

1.1 资料采集及方法

天气现象及要素等实况数据采用第十三师1个人工气象站和6个自动监测站资料 （个别为气温、气压两要素站），运用天气学原理，对这场天气过程进行综合分析。

1.2 天气实况

表1 降雨天气实况 mm

2011年7月27~28日，哈密垦区出现了一次以降水为主的天气过程，其中，天山以北的红山、巴里坤、石城子、前山等区域日降水量均在10 mm以上，红山和巴里坤连续降水近12 h，出现了大到暴雨，主要降水日为27日。过程降水量分别为：红星二场 0.8 mm，红山 22.3 mm，伊吾 2.3 mm，淖毛湖0.1mm，柳树泉 0.6 mm，四场 0.2 mm，黄田 0.7 mm（见表 1）。

2 500 hPa形势分析

24日08∶00时至25日08∶00， 欧亚范围内为经向环流，乌拉尔山为阻高形势，伊朗副高不断向北发展与乌拉尔山脊叠加，西太平洋副高西伸北抬，推动巴尔喀什湖长脊，但强度不强，使得咸海与巴尔喀什湖之间的低涡加强，同时,泰梅尔半岛到西伯利亚为宽广的低值活动区，新疆大部受该脊前的西北气流控制。

26日08∶00至27日08∶00， 伊朗副高继续向北发展与乌拉尔山脊叠加，乌拉尔山脊东扩，其脊前西北气流上不断有来自于新地岛的冷空气东南下，巴尔喀什湖脊受该冷空气的冲击后向南衰退，咸海至巴尔喀什湖的低涡减弱成槽东移并与北方冷空气汇合，于 27 日 08∶00，该槽的前端到达 90°E 附近，20∶00主槽压至本地区上空，该时段地区大部产生降水天气（见图 1）。20∶00以后个别区域有零星降水。28日 08∶00移出本区，降水结束。

图1 2011年7月27日08时500 hPa高度场实况

分析表明，此次天气过程的主导系统是伊朗脊不断向北发展与乌拉尔山脊叠加东扩，引导北方冷空气南下，即伊朗副高发生南北叠加型振荡；影响系统是巴尔喀什湖低槽与南下北方冷空气汇合东南下，造成本地区的降水天气。

3 200 hPa南亚高压分析

24日08∶00，南亚高压呈双体型，一个位于伊朗高原，另一个位于青藏高原上，中心值分别为1 252 hPa和1 260 hPa；鄂木斯克为低涡，副热带低槽位于中亚。24日20∶00南亚高压呈单体型，2个中心东西移合为1个中心，位于青藏高原西端，中心强度加强，中心值为1 268 hPa。25日08∶00，南亚高压又呈双体型，中心一个在伊朗高原，一个在青藏高原上，中心强度略有减弱，中心值均为1 264 hPa，鄂木斯克为低涡减弱成槽。26日08∶00，南亚高压又呈单体型，2个中心东西移合为1个中心，位于青藏高原和伊朗高原之间，中心强度猛烈增强，其值为1 292 hPa。27日08∶00，南亚高压又呈双体型，中心一个在伊朗高原，一个在青藏高原东部，强度减弱，中心值均为1 260 hPa，印度半岛有低值系统生成；鄂木斯克低槽与北支槽汇合形成东北-西南向的副热带大槽，穿越新疆东部至中部（见图2）。27日20∶00印度低值系统向北伸展，将伊朗高压和青藏高压分离，环流形势为南北低、东西高的“高度鞍型场”，使得南亚高压东撤到高原东部。

图2 2011年7月27日08时200 hPa高度场实况

由此演变可见，南亚高压呈双体型，并完成了西部型转为东部型的“东西振荡”过程，副热带大槽在偏东区域形成，为大降水提供了大尺度环流背景。

4 高、低空流场分析

25 日 08∶00 至 26 日 20∶00，700 hP a 上气流辐合带位于新疆中部，本区处于辐散区。

27日08∶00，700 hpa由北风、西风和南风组成的辐合带位于本地区（见图3a），此时的200 hPa本地区上空为辐散气流（见图3b），低层辐散，高层辐合，这种高低空气流的配置有利于上升运动的产生、水汽的凝结和集中及不稳定能量的释放，为降水提供了有利的动力条件，本区大部在该时段出现降水。

27日20∶00，这种高低空的配置移到甘肃北部，本区大部降水结束。

图3 a 2011年7月27日08时700 hPa高度场实况

图3 b 2011年7月27日08时200hPa高度场实况

5 层结不稳定度分析

根据红星二场本站的高空资料，利用T-lnp图分析红星二场本站的大气层结稳定度指数中的K指数和不稳定能量，它们在实际工作中有较好的指示意义。

5.1 K指数分析

K指数分析的定义是：K=（T850-T500）+Td850-（T-Td）700，它表示除了温度垂直变化外，还包含了大气中低层的饱和程度和湿层厚度，是反映稳定度和湿度条件的综合指数，指数值越大，表示大气越不稳定和越潮湿，大气具有较高的潜能，越有利于降水形成。具体数据见表2。

表2 层结稳定度指数 ℃

从表2中可以看出，26日08∶00以后，K指数快速增大，27日由-41变为22，且达到最大，27日20∶00以后减小，说明27日大气层结趋于不稳定，这与哈密垦区内的强降水时段比较吻合。

5.2 不稳定能量分析

27日 08∶00，620 hPa以下为负不稳定能量面积，620~500 hPa为正不稳定能量面积，正面积小于负面积，大气处于假潜在不稳定。27日20∶00，地面至740hPa层结曲线与状态曲线重合，740~690hPa为负不稳定能量面积，690~430 hPa为正不稳定能量面积，正面积远大于负面积，大气处于真潜在不稳定，有利于对流发展和降水产生（见图4）。

图4 2011年7月27日08时大气压力趋势

6 水汽来源

通过700 hPa和500 hPa的温度露点差≤4℃为湿区的演变来看，这次天气的水汽来源主要来自系统本身，由于低层辐合将水汽迅速集中，上升运动实现水汽的垂直输送。

7 小结

（1）此次天气过程的主导系统是伊朗脊不断向北发展与乌拉尔山脊叠加东扩，引导北方冷空气南下；影响系统是巴尔喀什湖低槽与南下北方冷空气汇合东南下造成垦区的降水天气。（2）这次大降水过程是在南亚高压双体型和东西振荡、伊朗副高发生南北叠加型振荡的大尺度环流背景下，低槽这个天气尺度系统中携带者中小尺度系统形成的。因此，南亚高压双体型、对流层低层强烈辐合与高层较强辐散及垂直上升运动是其形成大降水的重要物理机制。（3）各物理量场及要素变化分析对降水预报有着重要贡献，尤其是水汽条件、动力条件和不稳定能量条件。

[1]胡勇林，洪展，陈利东.一次中尺度强降水天气过程分析[J].气象研究与应用，2012（1）：21-23.