塔城地区气象局 龚淑慧 井立红 扎璐 加依达尔·叶尔扎提 罗斌全 834700
摘要:2020年7月22日午后，塔城地区托里县境内出现雷电、短时大风、短时强降水等强对流天气过程，位于托里县东南部山区的多个区域自动站出现暴雨，其中萨斯克巴斯陶站累计降水量61.0mm，该站1小时雨强达44.9mm（大暴雨）。此次降水大风天气过程是在500 hPa中亚低槽东移，配合高空槽、地面辐合线、地形抬升、充足水汽等因素的共同作用下，造成的暴雨天气过程。
关键词：暴雨；诊断分析；中亚低槽；水汽
一、前言
塔城地区位于我国西北部天气上游区，地形复杂。暴雨是夏季常见的气象灾害之一。2020年7月22日午后塔城地区托里县境内出现短时强降水等强对流天气过程，局地出现大暴雨。本文通过分析此次强降水天气的环流形势、水汽、动力条件等，揭示暴雨成因和机制，为进一步明确预报思路、提升预报预警能力提供技术支撑。
二、资料选取和方法介绍
应用塔城地区气象探空观测资料、自动站逐小时降水观测资料、 NCEP /NCAR 提供的逐日 4 次再分析资料( 2.5° × 2.5°)。采用新疆降水量级标准，单站 24 h 降水量 ＞ 24 mm 为暴雨。计算不同层次的水汽通量、水汽通量散度、垂直速度、假相当位温、散度等物理量，使用天气动力学诊断的方法对本次暴雨天气的环流形势、水汽输送等进行分析，探讨暴雨过程中重要物理量的演变规律，为更好地分析此类暴雨天气提供预报依据。
三、天气概况
7月22日13:50-14:40托里县东南部山区出现雷电、短时大风、短时强降水等强对流天气过程，据布设在托里县的区域自动站监测数据显示，该时段内老油库、尖尖山、萨斯克巴斯陶站2小时降水量分别为：24.7mm、43.1 mm、58.0mm,其中萨斯克巴斯陶站1小时降水量44.9mm（大暴雨）,为塔城地区有区域自动站以来小时降水量极值。天气过程影响期间各地普遍出现偏西风，托里县阿合别斗航勒站瞬间极大风速达25.6m/s。
从图1可以看出,7月22日托里县境内暴雨具有降水时间短、雨强大，时段集中等特点，是典型的夏季对流性天气诱发的暴雨。
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图1 7月22日13-20时托里自动站逐时降水（单位：mm）
四、环流形势演变
4.1 500hPa环流演变
天气过程前期，欧亚范围内为“两槽一脊”的环流形势，环流经向度不大，咸海-黑海-地中海地区为高压脊区,高压脊位于30-60°E,20-50°N范围内,脊中配合0℃的暖中心, 40-50°E,50-55°N的欧洲地区为低槽活动区,配合-16℃冷中心，与其下部的高压脊形成北槽南脊形势,脊前有西北风带发展,且西北风带振幅较大,从脊顶伸至新疆西北部地区,带上配合有14 m/s以上的西北风,最大风速达16 m/s,下游巴尔喀什湖地区为低槽活动区,配合-12℃冷中心。22日08时,巴尔喀什湖地区的低槽受到脊前西北风带上携带的冷空气侵入,使得其不断东移南下,在其东移南下过程中脊前西北气流携带的冷空气与槽前西南气流携带的暖湿空气在塔城盆地西南部裕民、托里地区汇合,使得整层大气处于不稳定状态,导致出现雷暴、短时大风、短时强降水等强对流天气过程。
高空500hpa形势特点：主导系统里黑海地区高压脊，影响系统为巴尔喀什湖地区的低槽，西北风与西南风切变明显,且切变随着系统发展不断东移,强的切变为低槽系统的发生发展提供了动力条件。此外,夏季午后地面受热,冷空气沿脊前西北风带滑入我区,导致大气呈不稳定状态,引发了此次强对流天气过程。
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(a)7月21日 20:00 500hPa (b)7月22日 08:00 500hPa
图2 7月21日和22日500hPa环流形势
4.2 地面系统演变
21日08时海平面气压场,与高空形势相对应,地面形势场呈现两高两低型分布,其中从极区至乌拉尔山地区为冷高压控制区,中心气压1020hPa,咸海—里海地区为冷高压控制区,中心气压为1008 hPa,伊朗地区为范围宽广的低压活动区,中心气压为992hPa,塔城地区内为热低压控制区,中心气压为997hPa。21日20时随着高空系统的发生发展,地面形势场也发生了较明显的变化,以巴尔喀什湖地区为界,其以北地区为冷高压控制区,以南地区为暖低压控制区,暖低压分裂为若干个中心, 由西南往东北方向移动。22日08时发源于极区的冷高压不断南落,中心位置稳定少动,其外围1005 hPa等压线南压至巴尔喀什湖地区,40°N一线为数个热低压活动,但低压范围小，11时冷高压继续南落,暖低压位置稳定少动,冷暖空气在西部国境线外交汇并不断东移进入塔城地区,至23日08时塔城地区大部为分裂的弱高压控制。
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(a)7月21日 20:00海平面气压 (b)7月22日 08:00 好平面气压
图3 7月21日和22日海平面气压
五、结论与讨论
（1）此次短时强降水天气过程是在500hPa中亚低槽东移，随着高空冷槽东移，冷平流进入塔城地区上空，形成了上冷下暖的不稳定层结，配合高空槽、地面辐合线、地形抬升等因素的共同作用，造成的暴雨天气过程。
（2）此次天气的水汽主要来源于地中海和黑海 并沿西方路径进入我区。进入前，偏西和西北低空气流携带充足的水汽在边境集中，随后水汽被输送至暴雨区上空，水汽在到达后，产生了辐合，充足的水汽输送以及水汽辐合上升是暴雨天气发生的必要条件。
（3）随着地面冷气团的侵入，低层较暖气团被迅速抬起后爬升，不稳定能量迅速释放，动力作用加强，产生降水。高层辐散、低层辐合的空间配置有利于上升运动的发展，较好的动力抬升条件形成暴雨。
（4）模式检验：此次降水欧洲细网格、德国模式、DOG-RAFS、RMAPS-CA-3KM预报降水落区及最大降水量级预报均有一定误差，降水量偏少，对托里夏季局地暴雨预报能力不足，RMAPS-CA-3KM模式与实况最为接近，偏差最小，具有一定指示意义。
（5）托里县距离塔城市雷达120km左右，用L波段1.0的仰角探测高度达到了5km以上，对对流云判识不好，因此在15时32分后探测不到影响托里县的对流云团雷达回波，为此次短时强降水的预报加大了难度。
（6）夏季需连续监测促使暴雨产生的中尺度云团的生成源地、发生发展过程、移动路径和移速，结合天气形势演变、雷达回波特征、物理量场、模式预报，综合分析研判局地暴雨的发生发展、影响范围和强度。
参考文献：
[1]寿绍文．天气学分析[M]．北京：气象出版社，2002:148-149．
[2]朱乾根．天气学原理[M]．4版．北京：气象出版社，2007:322-323．
[3]牟 欢．2016年3月北疆一次暴雪天气过程诊断分析[J]．沙漠与绿洲，2017,11（6）：3 作者简介：龚淑慧（1993.01）女，汉族，新疆人，本科学历，助理工程师，从事研究方向:短期预报。