楊舉芳，田 苗，洪程芝

（石河子氣象局，新疆 石河子 832000）

1 天氣災(zāi)情實況

受北方冷空氣入侵影響，2018年5月6日17時至22時，石河子墾區(qū)普遍出現(xiàn)5 級偏西風(fēng)，17 站風(fēng)力達6 級以上，其中躍進水庫瞬時最大風(fēng)速26.2 m/s、一四四團24.3 m/s，達8 級。下野地和莫索灣出現(xiàn)沙塵暴，石河子市和烏蘭烏蘇出現(xiàn)揚沙，同時大部分地方出現(xiàn)雷電天氣。降水時間從6日19時到7日11時，普遍小到中雨，山區(qū)雨轉(zhuǎn)雨夾雪，煤窯和清水河子水文站達暴量（分別為27.2 mm 和33.8 mm），自動氣象站6 站達大量。8日石河子墾區(qū)最低氣溫在-1.3～6.1℃（最低出現(xiàn)在一四二團33 連），地面最低氣溫-0.6～6.2℃（最低出現(xiàn)在一四八團）；相對6日48 小時最低氣溫下降5.5～11.3℃（溫差最大出現(xiàn)在石河子市）。此次天氣過程中的大風(fēng)沙塵暴災(zāi)害性天氣給農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和生活帶來較大影響。部分團場農(nóng)田地膜和滴灌帶被大風(fēng)卷起，部分已出土棉苗被風(fēng)沙吹干打死。據(jù)民政局統(tǒng)計，共造成受災(zāi)人口8 402 人，農(nóng)作物受災(zāi)面積16 562.4 hm2，直接經(jīng)濟損失3 852.53萬元。本次天氣過程出現(xiàn)了大風(fēng)、雷電、寒潮和霜凍4 種災(zāi)害性天氣。

2 成因分析

2.1 環(huán)流背景

圖1 2018年5月3日20時至6日20時500 hPa 環(huán)流演變

從2018年5月3日20時至6日20時500 hPa天氣圖上環(huán)流形勢的演變（圖1）可以看出，西西伯利亞冷空氣不斷南下西伸 （冷中心-40℃），4日20時低渦形成（中心值512 hPa），位于北緯68°、東經(jīng)90°，5日冷低渦繼續(xù)南壓，到6日20時，冷低渦中心位于北緯62°、東經(jīng)89°。其攜帶的低槽底端位于咸海南北緯40°，6日夜間至7日白天低槽東移影響石河子墾區(qū)。受低槽影響，石河子墾區(qū)普遍出現(xiàn)大風(fēng)、沙塵暴和雷電天氣過程，山區(qū)出現(xiàn)暴量的雨夾雪轉(zhuǎn)雪并出現(xiàn)霜凍，大風(fēng)沙塵使石河子墾區(qū)農(nóng)業(yè)受災(zāi)嚴重。

此次冷空氣是北方路徑，風(fēng)沙持續(xù)時間長，降溫幅度大，南部近山地方出現(xiàn)寒潮。

2.2 地面圖實況

從2018年5月4日20時至7日20時海平面氣壓實況（圖2）可以看出：5月4日20時高壓中心（1 035.0 hPa）在新地島附近，新疆北部也有一高壓中心（1 020.0 hPa），巴爾喀什湖北部為低壓，中心值1 000.5 hPa。新地島附近的冷高不斷南下，推動巴爾喀什湖北部的低壓不斷東移南壓，致使6日墾區(qū)氣溫迅速上升，最高氣溫上升至29.5℃。6日20時高壓前部進入石河子墾區(qū)，從巴爾喀什湖到石河子墾區(qū)等壓線密集，7日20時高壓中心進入石河子墾區(qū)，中心值1 025.0 hPa 。5月6日17時以后，石河子墾區(qū)由北到南先后刮起大風(fēng)，北部出現(xiàn)沙塵暴，南部出現(xiàn)揚沙，19時后炮臺站出現(xiàn)雷陣雨，隨后雷雨天氣擴散至整個墾區(qū)，降水持續(xù)到7日09時。地面冷高是由北方不斷南下進入新疆，6日20時至7日20時，石河子墾區(qū)24 小時海平面氣壓加壓15.5～16.7 hPa，6日白天的劇烈升溫和冷高進入后的迅速加壓是導(dǎo)致大風(fēng)的主要因素。

圖2 2018年5月4日20時至7日20時地面高壓演變

圖32018 年5月4日20時ECMWF 預(yù)報的4～7日20時的海平面氣壓

2.3 冷空氣源地及路徑

2018年5月4日20時ECMWF 預(yù)報的4～7日20時的海平面氣壓顯示，影響河子墾區(qū)的冷空氣源地，在新地島附近，冷空氣沿著烏拉爾山南下至咸海北部北緯50°附近東南移入侵石河子墾區(qū)。

2.4 云圖特征

2018年5月6日白天石河子墾區(qū)以晴天為主，墾區(qū)最高氣溫升至28.0～29.5℃。衛(wèi)星云圖顯示，6日16時在博樂和塔城的國境線內(nèi)有積狀云生成，19時該云系進入石河子墾區(qū)北部的下野地和莫索灣片區(qū)（圖略），這些地方先后出現(xiàn)雷雨天氣，隨著云系東南移，石河子市區(qū)和南部山區(qū)也出現(xiàn)了雷雨天氣。同時在巴爾喀什湖以南的阿拉木圖到國境線的地方還不斷有云系生成，并沿國境線東北移，東移到伊犁和塔城上空時不斷加強，7日02時基本形成云頂亮溫較低的紅色盾狀云，之后不斷加強，云系的后邊界比較光滑整齊，云系位于500 hPa 槽前，04時云系最密實，02時至07時是石河子墾區(qū)降水最強的時段。云系緩慢東移北上，7日08時云系主體已移到阿勒泰北部，云系后部位于克拉瑪依，石河子墾區(qū)的降水明顯減弱，09時后墾區(qū)無有量降水。

2.5 數(shù)值預(yù)報分析

2.5.1 水汽條件

2018年4日20時ECMWF-thin700 hPa 相對濕度預(yù)報場反映，700 hPa 相對濕度6日23時才有≥80%的大值區(qū)進入石河子墾區(qū)，7日02時至08時一直維持在95%以上，降水最大時段也出現(xiàn)在7日02時至08時。7日08時后降水減小，09時未出現(xiàn)有量降水。6日19時至23時的降水屬于槽前對流天氣產(chǎn)生的降水。

2.5.2 動力條件

2.5.2.1 垂直速度場

2018年5月4日T639 數(shù)值預(yù)報的垂直速度場6日17時700 hPa 和850 hPa 已轉(zhuǎn)為上升運動，20時850 hPa 至200 hPa 均轉(zhuǎn)上升運動，700 hPa 和850 hPa 大值中心位于莫索灣墾區(qū)，此時是中、低層上升運動最強時期。6日17時23 分莫索灣墾區(qū)最先刮起大風(fēng)，隨后出現(xiàn)沙塵暴，并且大風(fēng)沙塵暴區(qū)域向南擴大。T639 數(shù)值預(yù)報的垂直速度最強時間與大風(fēng)出現(xiàn)的時間基本一致，有一定指示作用。08時減弱，降水趨于結(jié)束。

2.5.2.2 風(fēng)場

2018年5月4日20時ECMWF-thin 風(fēng)場預(yù)報顯示，850 hPa 風(fēng)場6日17時在莫索灣和炮臺北面有切變線，切變線20時向南移到莫索灣到石河子之間，同時偏北風(fēng)也增強至12 m/s，7日05時達22 m/s，之后有所減小，直至7日17時才減小到10 m/s。700 hPa 風(fēng)場西南風(fēng)從6日23時持續(xù)到7日02時，有利于水汽的輸送，7日05時700 hPa 風(fēng)場在墾區(qū)北部有偏西風(fēng)和偏南風(fēng)的切變。6日17時23 分莫索灣最先刮起大風(fēng)和沙塵暴，隨后向南范圍不斷擴大，19時至23時出現(xiàn)雷電和陣性降水。7日02時至09時是降水集中時段。中低空風(fēng)場的切變是大風(fēng)和對流性天氣的促發(fā)機制。

2.5.2.3 850 hPa 溫度場

2018年5月5日08時ECMWF 預(yù)報850 hPa7日08時溫度場顯示，7日08時石河子墾區(qū)850 hPa高度氣溫均為小于0℃，南部山區(qū)為-1.6℃，結(jié)合700 hPa 相對濕度預(yù)報場看，7日02時至08時一直維持在95%以上，是降水最大時段，也是氣溫最低的時段，所以山區(qū)出現(xiàn)雨夾雪或雪的可能性極大。

2.6 雷達回波特征

此次天氣過程雷達回波有2個增強和消退時段。從石河子2018年5月6日18時37 分至22時03 分的雷達圖（圖略）上可以看到，烏蘇附近至下野地片區(qū)18時37 分就有多個回波強度≥35 dbz的單體形成。隨后單體向東、向南移動，于6日19時46 分在安集海片區(qū)的一四二團合并形成回波強度≥50 dbz、強回波高度為3.2 km 的對流單體，同時莫索灣片區(qū)及南部山區(qū)都有回波強度≥35 dbz 的單體形成，至21時29 分，各單體匯集到以石河子市區(qū)為中心，分布范圍大，導(dǎo)致墾區(qū)大范圍都有雷電天氣出現(xiàn)，同時出現(xiàn)小量降水。至6日23時東移出本區(qū)，此次對流天氣結(jié)束。5月7日1時，西北邊又有15～30 dbz 的降水回波移向石河子墾區(qū) （圖略），7日3時31 分回波強度增強，范圍擴大至整個墾區(qū)，4時至6時回波強度增大至35 dbz，降水較大的時段出現(xiàn)在2時至8時。此次降水回波為低槽移過石河子墾區(qū)時產(chǎn)生，范圍大，持續(xù)時間較長，回波最強時段也是降水量最大時段。

3 結(jié)論與思考

3.1 結(jié)論

（1）大風(fēng)寒潮天氣來臨前本地受低壓控制，急劇升溫，為大風(fēng)、沙塵暴和雷電對流天氣提供了熱力條件，也為寒潮降溫奠定了基礎(chǔ)。（2）石河子地處古爾班通古特沙漠南緣，北部有豐富沙源，5月初地表植被稀疏，有大風(fēng)就容易起沙塵暴。（3）700～850 hPa風(fēng)場切變?yōu)榇箫L(fēng)、雷電對流天氣提供了動力條件。（4）08時850 hPa 溫度預(yù)報≤-1.6℃，與降水最大時段重疊時，降水相態(tài)可預(yù)報雨夾雪。（5）850 hPa 風(fēng)場風(fēng)力預(yù)報≥12 m/s 維持時間長，且有≥20 m/s風(fēng)速出現(xiàn)時應(yīng)考慮為大風(fēng)天氣，如果處于3～5月初春耕春播季節(jié)則要考慮沙塵暴。（6）500 hPa 高空圖分析表明，影響石河子墾區(qū)的低槽底端位于咸海南40°，受低槽影響石河子墾區(qū)降水降溫明顯。

3.2 思考

充分利用高空、地面實況圖、雷達、云圖和數(shù)值預(yù)報產(chǎn)品及自動站資料[1]，認真分析有利和不利天氣條件，密切跟蹤天氣變化，尤其是這種西北路徑的寒潮環(huán)流形勢下出現(xiàn)的大降水天氣，其大降水強度、落區(qū)不好掌握，因此加強短時臨近預(yù)報，及時預(yù)警和跟蹤訂正預(yù)報能起到較好的服務(wù)效果。