丁虎

摘要：本文依據(jù)實(shí)時(shí)觀測(cè)資料和衛(wèi)星云圖資料分析了2015年9月27日夜間至29日白天的沿天山中東部的一次降水（雪）。結(jié)果表明，本次大降水過(guò)程是在較強(qiáng)冷空南下入侵，高空急流和低空輻合切變線加地形抬升共同作用，存在較深厚的輻合輻散和垂直上升運(yùn)動(dòng)背景下產(chǎn)生，其主要水汽來(lái)自于西方路徑。

關(guān)鍵詞：09.28～09.29；北疆沿天山中東部；大降水

1.實(shí)況分析

1.1降水和溫度實(shí)況

受西西伯利亞南下的較強(qiáng)冷空氣影響，2015年9月27日到29日北疆地區(qū)普遍出現(xiàn)小量雨或雨夾雪，沿天山烏蘇市以東除石河子市到昌吉沿線小到中量外均為大量的雨，烏魯木齊市及以東的天山山區(qū)雨轉(zhuǎn)雪，天池、木壘和巴里坤站達(dá)暴雪量，雪量分別為25mm、28.2mm、22.4mm，并形成14～25cm的積雪，降雪量大、降雪強(qiáng)度強(qiáng)、持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)、積雪深度厚為近年來(lái)歷史同期所罕見(jiàn)，30日～10月1日北疆最低氣溫普遍降到0℃以下，出現(xiàn)重霜。9月28～29日白天，天山東部沿山及山區(qū)出現(xiàn)暴雪，圖1顯示從28日08時(shí)至29日20 時(shí)天池站累積降雪量25mm，木壘站降雪28.2mm。從28日08時(shí)至29 日20 時(shí)逐6 小時(shí)的降雪量演變看，28 日14時(shí)后降雪開(kāi)始降雪明顯增大，28 日14時(shí) ～29日14時(shí)累積降雪量達(dá)到23.3mm，29日02～08時(shí)天池站6小時(shí)累積降雪量達(dá)到8mm，從29日14時(shí)以后，降雪明顯減弱，降雪過(guò)程趨于結(jié)束。從降水過(guò)程的特點(diǎn)看，分布兩個(gè)主要降水帶，烏蘇市至莫索灣一線，以降水為主，另一個(gè)在烏魯木齊以東的沿天山以及天山山區(qū)，以降雪為主。

1.2 天氣過(guò)程

從27日20時(shí)500hPa高度場(chǎng)和探空風(fēng)場(chǎng)看（圖2a），中亞到西西伯利亞地區(qū)有龐大的深厚冷渦系統(tǒng)，冷中心相對(duì)穩(wěn)定，北疆沿天山處于冷渦底部西西南急流的控制下；從27日20時(shí)到28日20 時(shí)巴爾喀什湖北側(cè)有橫槽轉(zhuǎn)向南下東移，隨著高空槽轉(zhuǎn)向東移加深，低槽底部的高空西南急流有明顯加強(qiáng)，槽底部西南急流逐漸東移。從27日20時(shí)FY2E衛(wèi)星紅外云圖上，巴爾喀什湖南部伸向北疆西部北部渦旋狀云系。到28日20時(shí)，冷空氣進(jìn)一步南下，轉(zhuǎn)向南下低槽與南支低槽系統(tǒng)相結(jié)合，新疆西部形成了較深的南北向槽，槽前500hPa的西南風(fēng)急流進(jìn)一步加強(qiáng)，此時(shí)云系后邊緣光滑整齊，表明高空急流在加強(qiáng)；云系具有向偏東方向伸展的纖維狀卷云云砧，表明高空流出較清楚，具有較強(qiáng)的高空輻散，有利于中低層垂直運(yùn)動(dòng)的發(fā)展。受到鋒面云系的影響，從28日14時(shí)開(kāi)始，北疆沿天山東部降雪有明顯增強(qiáng)，最強(qiáng)的降雪時(shí)段出現(xiàn)在28日夜間。

2.水汽條件分析

強(qiáng)降水需要水汽的持續(xù)大量輸送，本次過(guò)程中 水汽通量的分布圖（圖略）可以看到，27日08時(shí)（北京時(shí)，下同）水汽通量還比較小，27 日20 時(shí)起700hPa水汽通量在上游的邊界地區(qū)迅速增大至12.8g·hPa-1·cm-1·s-1，其高值區(qū)域沿緯向伸向北疆沿天山地區(qū)，在高度層上，向下延伸到850hpa，這支高水汽帶通過(guò)高空急流被大量輸送至降水區(qū)，降水開(kāi)始。而在此后這股富集水汽帶開(kāi)始逐漸減弱，在850hpa上反而有所增加，并在降水中心維持大值中心（圖略），中心值到4.5g·hPa-1·cm-1·s-1。本次過(guò)程最強(qiáng)的水汽通量在700hpa，水汽輸送強(qiáng)度偏弱。

水汽通量散度場(chǎng)揭示了水汽輻合匯集與大降水區(qū)域的吻合，在9月27日20時(shí)水汽通量散度輻合中心區(qū) 在克拉瑪依至炮臺(tái)站一帶，而此時(shí)降水就從這一帶開(kāi)始并逐漸增大，28日20時(shí)輻合中心東移到沿天山東部和天山山區(qū)，這一帶降水也開(kāi)始增大，并在這一帶形成暴雪，從時(shí)間垂直剖面圖中可以看到水汽輻合中心集中于700hpa附近，850hpa附近有水汽通量的輻散存在，這與降水過(guò)程中產(chǎn)生的下沉氣流有關(guān)（圖3）。

3.動(dòng)力和熱力條件分析

天氣學(xué)原理表明降水區(qū)的位置和強(qiáng)度與高層輻散場(chǎng)和低層輻合場(chǎng)有較好的對(duì)應(yīng)關(guān)系。分析散度的垂直演變圖（圖略）可以看到，27 日20 時(shí)北疆沿天山中西部上空925-500hPa高度層出現(xiàn)-7.5×10-5s-1的輻合大值區(qū)，與存在于天山北坡中段的850hpa切變線相對(duì)應(yīng)，500-200hpa高度層也疊加著輻合中心東，位置較925-500hPa高度層偏東，沿天山中西部降水開(kāi)始?？梢钥吹捷椇线\(yùn)動(dòng)十分深厚。到28 日20時(shí)925-500hPa高度層輻合區(qū)向東擴(kuò)展，輻合中心出現(xiàn)在天山山區(qū)，達(dá)到-9.1×10-5s-1，沿天山地區(qū)全部為輻合運(yùn)動(dòng)覆蓋，而在500-200hpa高度層存在范圍廣泛的輻散運(yùn)動(dòng)區(qū)，散度場(chǎng)的這種分布有利于垂直運(yùn)動(dòng)加強(qiáng)，高層輻散和中低層深厚輻合導(dǎo)致上升運(yùn)動(dòng)加強(qiáng)，與此對(duì)應(yīng)，沿天山東部的天池站6h降雪量達(dá)8mm 左右，是降雪最強(qiáng)時(shí)段。29日20時(shí)高層輻散中心減弱消失，低層輻合也明顯減弱，降雪逐漸停止，炮臺(tái)和天池站散度時(shí)間剖面分布與降水始終相對(duì)應(yīng)。

垂直速度的變化（圖4），在降水（雪）期間上升運(yùn)動(dòng)比較強(qiáng)盛，27日20時(shí)大值區(qū)從低層925hPa一直伸展到高層300 hPa，最大中心位于600hPa，中心值達(dá)-0.52Pa·s-1。此后上升運(yùn)動(dòng)區(qū)逐漸東移，且強(qiáng)度有所加強(qiáng)，到28日20時(shí)，上升運(yùn)動(dòng)大值區(qū)已東移到烏魯木齊移動(dòng)的沿天山和天山山區(qū)，最大中心上升到500hpa，并維持到29日08時(shí)。綜合散度的垂直分布可知，27日20時(shí)低層輻合、高層輻散中心出現(xiàn)在北疆沿天山中部，造成了該區(qū)域的大降水中心。28日08時(shí)以后上升運(yùn)動(dòng)大值區(qū)逐漸東移，沿天山中西部降雪趨于結(jié)束，而隨著上升運(yùn)動(dòng)大值區(qū)東移，最強(qiáng)上升運(yùn)動(dòng)區(qū)出現(xiàn)在烏魯木齊以東的沿天山地區(qū)，最強(qiáng)降水落區(qū)也出現(xiàn)在東天山山區(qū)。

4.大尺度和中尺度的配合分析

從500hPa高度場(chǎng)以及風(fēng)場(chǎng)上看，造成此次強(qiáng)降水過(guò)程過(guò)程的天氣系統(tǒng)演變還是相當(dāng)清楚的。27日20時(shí)隨著巴爾喀什湖北部低槽轉(zhuǎn)向東移，低槽底部的急流也向東偏北北方向伸展，自西向東橫跨天山山脈；槽前方的偏西急流也迅速加強(qiáng)。沿天山北坡中西部處于槽前高空急流入口區(qū)右側(cè)，有利于垂直運(yùn)動(dòng)的加強(qiáng)，也對(duì)上游地區(qū)水汽輸送起到了強(qiáng)有力引導(dǎo)作用，同時(shí)南下冷空氣受到天山地形阻擋作用，加強(qiáng)了該區(qū)域的上升運(yùn)動(dòng)，27日夜間到28日白天烏蘇到莫索灣一帶產(chǎn)生了較強(qiáng)降水。28日午后開(kāi)始巴爾喀什湖北部冷渦轉(zhuǎn)向東移與南支小槽結(jié)合，槽前西南急流進(jìn)一步加強(qiáng)并緩慢東移，隨著急流入口區(qū)的東移，強(qiáng)降水區(qū)隨之東移至沿天山以東，29日08時(shí)以后，隨著低槽東移南壓，降水過(guò)程趨于結(jié)束。

從27日20時(shí)到28日20時(shí)850-700hPa北疆沿天山地區(qū)持續(xù)維持西北或偏北風(fēng)，850hpa圖上在沿天山附近長(zhǎng)時(shí)間維持東西向切變線，這加強(qiáng)了地形的輻合抬升作用，有利于中低層水汽匯合和降水。

5.云圖特征

從云圖的連續(xù)監(jiān)測(cè)和分析（圖略）可以看出，本次降水過(guò)程水汽主要來(lái)自于西方路徑，其水汽輸送分成兩條路徑，一條是27日白天至28日上午自塔什干經(jīng)伊犁東北上至烏蘇、炮臺(tái)，最后經(jīng)阿勒泰青河出境，這條路徑是造成烏蘇至莫索灣大雨的主要水汽來(lái)源；另一條是28日白天至29日上午自塔什干沿天山南麓東進(jìn)至烏魯木齊、天池木壘和巴里坤后出境，這條路徑是造成烏魯木齊以東沿天山及天山山區(qū)大降水的主要水汽來(lái)源。

6.結(jié)論

6.1 本次大降水過(guò)程是高空急流和低空輻合切變線加地形共同作用背景下產(chǎn)生。

6.2 存在較深厚的輻合輻散和垂直上升運(yùn)動(dòng)背景下產(chǎn)生，其主要水汽來(lái)自于700hap以下西方路徑。

6.3 云圖跟蹤分析表明，本次降水過(guò)程主要水汽來(lái)自于西方路徑，分別是經(jīng)伊犁過(guò)天山東北上和沿天山南麓東移至東天山。