洪月[] 王智楷2 芒苏尔1 刘羲瑞3
1 新疆气象台，新疆 乌鲁木齐 830002； 2 四川省德阳市气象局 四川 德阳618000； 3 巴里坤县气象局，新疆 哈密 巴里坤839200
摘要：利用常规观测、FY4静止卫星及多普勒雷达等资料，对2021年3月29-31日新疆巴州一次极端暴雨天气过程进行了天气动力学诊断和中尺度分析。结果表明：造成此次极端暴雨天气的主要原因是西西伯利亚至中亚低槽与中纬度短波槽南北结合后东移影响新疆，高层辐散、低层辐合提供动力条件，偏西和西南路径的水汽输送到暴雨区，高比湿和强的水汽通量辐合为暴雨提供有利水汽条件。加之前期温度高，具有对流不稳定，降水云系对应地面辐合中心加强，且长时间维持造成巴州极端暴雨。
关键词：新疆巴州，极端暴雨，成因分析
新疆巴音郭楞蒙古自治州（简称新疆巴州）位于新疆东南部，北倚天山山脉，西有帕米尔高原阻挡，南临塔克拉玛干沙漠，年降水量十分有限。所以突发性的极端暴雨天气会引发城市内涝、山洪、泥石流等灾害，给人民生命财产造成严重的损失。分析此次极端暴雨天气过程以期为天气预报预警提供依据，为防灾减灾贡献一份力量。
1天气实况
2021年3月29-31日巴州出现大范围降水、大风天气，巴州北部出现了罕见的暴雨（新疆暴雨和大暴雨标准分别为日降水量大于24 mm和48 mm，下同），其中库尔勒市、铁门关市、和硕县、焉耆县、尉犁县、和静县、博湖县7县共17站暴雨、20站大暴雨，降雨量24.2～75.2mm，9站降雨量超过60.0mm，最大暴雨中心为铁门关市二师27团粮食加工厂，累计降雨量75.2mm，最大小时雨强8.4mm；国家站累计降雨量焉耆66.5mm，最大小时雨强6.2mm。
日降雨量焉耆（62.4mm）、和硕（61.1mm）、尉犁（43.4mm）、库尔勒（24.2mm）、若羌（11.0mm）等5站破3月历史极值，焉耆县、和硕县、尉犁县、库尔勒市4站破春季历史记录；焉耆、和硕2站破年最大日降水量极值。和静县2站居3月历史第三位。此次降水过程具有降水范围广、强降水区集中、局地降水量大、日降水突破历史极值的特点。
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2高低空配置
分析3月29日500hPa环流演变表明，西西伯利亚至中亚低槽与中纬度短波南北结合东移影响新疆；600hPa风场偏南风正好在巴州北部辐合，最大风速中心达到16m/s；随着冷空气进入，在低层700、850hPa形成气旋式风场辐合中心，低层翻山冷空气与东灌冷空气的东风使得中尺度风场辐合中心维持，29日夜间，低层中尺度风场辐合中心明显加强，700hPa偏西风与东南风的切变线，风场辐合中心南压，高低空配合造成巴州北部极端暴雨天气。
3卫星云图特征
29日夜间巴州北部的云系东移北上，移速缓慢，云系与影响系统配合，巴州北部中小尺度云团逐渐发展，云顶亮温低，与巴州北部站点最强降水时段有非常好的对应关系，且云系长时间维持在巴州北部上空持续性降水造成多站降水量破历史同期极值。
4 中尺度系统分析
600 hPa、700 hPa、850 hPa由高至低先后出现中尺度涡旋。29日23时三层中尺度涡旋移动至暴雨区附近，600～850hPa中尺度涡旋分别位于暴雨中心西侧、西南侧、南侧，呈西北-东南向；同时600hPa偏南气流、700hPa东南气流、850hPa偏东气流汇至暴雨中心，强降水开始。三层中尺度涡旋同时出现时间与暴雨区主要降水时段一致，为暴雨提供有力的动力辐合条件；随着涡旋消失，降水趋于结束。
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巴州北部降水分为两个强降水时段，结合各层中尺度涡旋不同风向最大风速来看：强降水时段Ⅰ（30日00-05时）：暴雨区位于700hPa上升气流最强处；强降水时段Ⅱ（30日09-12时）：暴雨区位于850hPa中尺度涡旋北侧风速辐合区及600hPa偏南风最强时段；850hPa偏东风与700hPa东南风沿山爬升与600hPa偏南风汇合，形成强上升支且持续时间长。
对比“2012年6月4日”、“2016年8月23日”巴州北部极端暴雨天气过程，本次极端暴雨天气垂直速度与风切变更强，动力条件更好。
5 水汽条件
利用FNL1*1再分析资料计算整层水汽通量，结合30日02时整层水汽通量场分析可知，巴州北部暴雨水汽输送主要来自中亚低槽前的西南暖湿气流，其翻越南疆西部后东北上，首先，西南气流水汽输送时间是较为持续，水汽通量为10ghPa-1cm-1s-1；其次，还有来自中纬度偏西气流的水汽输送，并一部分绕流东灌进入巴州北部，与西南气流水汽输送交汇，两支水汽在巴州北部的交汇时间长达24h，以上水汽因素为巴州北部的大降水提供了有利条件，使得巴州北部的水汽辐合强度进一步增强。因此，巴州北部的降水具有水汽输送持续时间长，水汽输送通量大，水汽在巴州北部进一步辐合的特点。另外从30日02时整层水汽通量积分来看，巴州北部降水开始出现短时强降水特征，在巴州北部两支水汽汇合后，风场转而向北，即QV中v分量南风显著增大，有大于12hPa-1cm-1s-1，以上的水汽通量输送，并沿天山南坡抬升，进一步加剧了降水的强度。
6 热力条件
配合热力条件，28-29日巴州北部代表站焉耆、和硕站最高气温为开春以来最高，达19-20℃，露点温度20-23时3小时骤升9度，迅速增湿。21时θse从近地面至850hPa降低9℃，中低层高温湿条件导致过程前强对流不稳定，过程期间θse随高度递减，仍有弱的对流不稳定（1-2℃）。
7 库尔勒雷达回波特征
“和硕-焉耆-尉犁”暴雨雷达回波特征：
①低质心单体、发展高度在4km以下、强度35-45dBZ
②在地面辐合线出现2小时后回波迅速发展至35dBZ以上
③＞35dBZ回波影响时间：14-16h（引导气流弱、单体移速慢）
8小结
（1）造成此次天气的主要影响系统是西西伯利亚至中亚的低槽，并与中纬度短波结合东移，高层辐散，低层辐合，冷空气爆发南下，为暴雨提供了天气尺度环流条件。
（2）偏西和西南路径的水汽输送具有强的水汽通量辐合和高比湿，加之前期温度高，具有对流不稳定，为暴雨提供有力水汽和热力条件。
（3）高低空急流与地面中尺度辐合线配合好，垂直速度与风切变强；降水云系云顶亮温低，对应地面辐合中心加强且长时间维持，均为暴雨天气持续提供有力动力条件。
参考文献
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资助项目: 国家自然科学基金(41965002) ,国家重点研发计划重点专项(2018YFC1507103)?
作者简介：洪月(1992—)，女, 助理工程师，主要从事新疆强对流灾害性天气研究。通讯作者:王智楷(1994—)，男, 助理工程师，主要从事气象防雷减灾研究。