（新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)第七師氣象局，新疆奎屯 833200）

奎屯墾區(qū)位于天山北麓中段，準(zhǔn)噶爾盆地西南部，海拔450～530 m。地勢西南高，東北低，地形自西南向東北傾斜。奎屯地區(qū)除大風(fēng)天氣外，還有冰雹、霜凍、干旱等氣象災(zāi)害，但就災(zāi)害出現(xiàn)的頻率來看，大風(fēng)出現(xiàn)的頻率較高，每年春季因大風(fēng)造成的經(jīng)濟(jì)損失較大[1]。本文僅就與大風(fēng)預(yù)報相關(guān)且關(guān)系較大的幾個因素進(jìn)行分析，以期為奎屯墾區(qū)大風(fēng)的科學(xué)預(yù)報提供理論依據(jù)。

1 環(huán)流特征

奎屯能夠達(dá)到大風(fēng)天氣的標(biāo)準(zhǔn)多與冷空氣的活動有關(guān)，一般冷流入新疆大的高空類型有3種：

1.1 阻塞高壓型

烏拉爾山西側(cè)有阻塞高壓，以東為大槽，槽底控制范圍寬廣，等高線40°～50°N 呈波狀。槽前有疏散結(jié)構(gòu)，在斜壓系統(tǒng)中，渦度因子（動力因子）使得低層系統(tǒng)發(fā)展，高層系統(tǒng)移動，熱力因子使高層系統(tǒng)發(fā)展，低層系統(tǒng)移動，由于水平質(zhì)量輻散、地面輻合加強(qiáng)，北疆普遍大風(fēng)降水。地面冷高壓呈東南向，移動中加強(qiáng)，其前緣推動冷鋒東移，與冷鋒相結(jié)合的錮囚氣旋多在國境北緣或東北方向。鋒面前部東疆南疆常有熱低壓，此為本地大風(fēng)最常見的一種型式，約占本地大風(fēng)天氣的48.0%（如1988年2月1日、1997年4月1日和2013年4月5日）。

1.2 貝加爾湖大槽型

北疆國界以北地區(qū)，最初為一變形場，等高線稀疏，在有減壓分布時，貝加爾湖大槽則以西南向伸入北疆，形成一斜亞槽。北疆處高空鋒區(qū)入口右側(cè)一般降水量較大，冷高壓偏北疆東北，在蒙古西部發(fā)展最強(qiáng)，奎屯墾區(qū)處高壓西南緣受高壓回流影響常刮6級左右的偏東風(fēng)，且多伴有降水，此種類型多見于冬季（如圖1），約占本地大風(fēng)天氣的23.0%。

圖1 2003 年1 月10 日08 時大風(fēng)天氣500 hPa 高度場

1.3 西風(fēng)帶型

中緯度為西風(fēng)帶，小波動從38 區(qū)東移，冷流偏南，移動迅速。由于南北疆同時有冷流入境，故南北氣壓梯度不大。本站大風(fēng)多為陣性，持續(xù)時間較短，但風(fēng)力可達(dá)6級以上，但也有因平流失去支持，而鋒面在東疆河西一帶消失，僅見高云而已。此種類型約占本地大風(fēng)天氣的19.1%（見表1）。

表1 1981—2010 年大風(fēng)天氣中各類型環(huán)流所占比重

2 地面圖及輔助資料的配合使用

2.1 水平氣壓梯度

由于天山橫貫新疆南北，冷流的走向不同，常常帶來氣壓梯度的顯著變化。一般當(dāng)冷流僅沿天山以北或北邊速度大于南邊，而冷鋒前東疆南疆為熱低壓控制時，在地面圖形成沿天山以西至帕米爾的地形等壓線，此時如南北平均氣壓差在20 hPa，而東西氣壓阿拉山口至奎屯間差15 hPa（或可畫出4～6根等壓線）時，預(yù)報大風(fēng)有90%的準(zhǔn)確性，如1996 年5月17日傍晚的大風(fēng)天氣就是這種形勢（見圖2）。

圖2 1996 年5 月17 日08 時海平面氣壓場

2.2 氣壓變量

除去日變化的因素，一般伊寧站至奎屯站ΔP3在+3以上，ΔP24在10 hPa以上，且有冷鋒配合，鋒前為-ΔP3 時，則鋒面過境前后均有大風(fēng)出現(xiàn)；出現(xiàn)大風(fēng)之前，本站多為熱低壓，降壓明顯。從單位時間下降的速度，可以大概知道大風(fēng)的強(qiáng)度（兩者成正比關(guān)系），從氣壓恢復(fù)正常所需的時間，可略知大風(fēng)持續(xù)的長短（如2007年2月22日及4月4日記錄大風(fēng)的動態(tài)幾乎完全與氣壓記錄相吻合）。此種方法預(yù)報準(zhǔn)確率達(dá)到85%左右。

2.3 風(fēng)向風(fēng)速

參考其他要素結(jié)合風(fēng)向風(fēng)速可以具體掌握冷流的活動路徑。當(dāng)北疆有冷流而南疆出現(xiàn)明顯的強(qiáng)西風(fēng)時，則奎屯多為西北氣流或西風(fēng)氣流，而多出現(xiàn)陣風(fēng)，風(fēng)向不穩(wěn)定，風(fēng)速可達(dá)6級。反之如南疆反映不明顯，則北疆冷流自北疆一線經(jīng)奎屯、石河子、烏魯木齊入南疆可造成大風(fēng)，此種情況下，奎屯地區(qū)的最大風(fēng)力一般都在6級以上。

2.4 航線高空風(fēng)剖面圖和單站高度風(fēng)的應(yīng)用

利用沿天山各站高空風(fēng)繪制成航線高空風(fēng)剖面圖，可以發(fā)現(xiàn)下列問題：（1）從風(fēng)向的輻合區(qū)看高空槽的移動；（2）從高空風(fēng)速的分布，發(fā)現(xiàn)急流區(qū)（最大風(fēng)速），再配合高空圖了解冷流強(qiáng)度，冷平流越強(qiáng)則由于能量下傳至地面也常有大風(fēng)。利用單位高空風(fēng)常?？梢园l(fā)現(xiàn)當(dāng)熱成風(fēng)顯著加強(qiáng)，高空風(fēng)區(qū)可以促使地面冷鋒亦有加強(qiáng)作用。

3 地形對奎屯大風(fēng)的作用

奎屯的氣候資料中，歷年各風(fēng)向的平均風(fēng)速WNW為最強(qiáng)?？紤]其原因多屬地形因素?？臀挥谔焐缴矫}北麓，山脈外圍平均海拔高度為3 000 m以上，值得注意的是此山脈上的2個主峰：博羅科努山及依連哈比爾尕山高度均在3 500 m 以上，另外在阿拉山口北部還有一個呈西南東北向，海拔高度近3 000 m的瑪依力山，三山位置是構(gòu)成強(qiáng)風(fēng)之所以為WNW風(fēng)向的動力根源。常發(fā)現(xiàn)當(dāng)冷流很強(qiáng)，且冷高沿北疆移動時，橫臥天山的地形等壓線顯示了北高南低的巨大氣壓梯度，故使重而冷的氣流隨時有越山而進(jìn)入南疆的可能，對北疆沿天山一帶來說，奎屯-石河子-烏魯木齊亦為冷流入南疆的重要通道之一，但考慮其路徑只有兩條：一是沿天山以北繞道而行，且由于距離較遠(yuǎn)，實況證明最大風(fēng)不超過6級，第二條是越山而入，這樣則須依據(jù)瑪依力山以東的山勢，再根據(jù)流體力學(xué)原理可做如下解釋：東移的冷流固然可以由瑪依力山直接入東疆，但一方面由于瑪依力山東側(cè)山勢向西北開口，故冷流也可以大量注入形如口袋的古爾班通古特沙漠，這樣的洼地實際上起了一個蓄水庫的作用，當(dāng)冷流蓄滿，勢必沿瑪依力山南緣高地向東南傾瀉，質(zhì)量的下滑由勢能的釋放轉(zhuǎn)變?yōu)閯幽?，可以促成風(fēng)速的加強(qiáng)。另外此種傾瀉流，若波及奎屯則必在瑪依力山和博羅科努山之間，兩鋒對峙、流線密集也是促成強(qiáng)風(fēng)因素之一。又因博羅科努山之走向，則必迫使氣流轉(zhuǎn)為NNW或NW?；谝陨系匦胃拍?，故在預(yù)報奎屯大風(fēng)時我們必須識別冷流是越山而入還是繞山而入。根據(jù)1981—2010 年這30 年的氣象數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析，當(dāng)沒有日變因子時，風(fēng)向越接近于NNW 則風(fēng)力越強(qiáng)，道理就在于此。

4 結(jié)論

（1）奎屯墾區(qū)大風(fēng)天氣與大氣環(huán)流有密切關(guān)系，其中阻塞高壓型、貝加爾湖大槽型和西風(fēng)帶型3種環(huán)流形勢占奎屯墾區(qū)大風(fēng)天氣的90.2%，熟悉掌握這3種環(huán)流形勢是本地區(qū)大風(fēng)預(yù)報的前提。（2）阿拉山口至奎屯間的氣壓梯度增大是奎屯墾區(qū)大風(fēng)天氣的重要特征，對氣壓梯度的定量分析，可以提高奎屯墾區(qū)大風(fēng)級別預(yù)報的準(zhǔn)確率。（3）奎屯墾區(qū)的一些上游站如阿拉山口、博樂站等是奎屯大風(fēng)天氣預(yù)報的重點標(biāo)識站，掌握這些站的實況氣象資料對奎屯墾區(qū)大風(fēng)的發(fā)生時間有很大的指示意義。（4）高空熱成風(fēng)能促使地面冷鋒加強(qiáng)，對本地的大風(fēng)有促進(jìn)作用。（5）奎屯墾區(qū)的大風(fēng)風(fēng)向與北疆地區(qū)的地形地貌有關(guān)，天山山脈和博羅科努山及依連哈比爾尕山等支脈是造成奎屯墾區(qū)NNW或NW大風(fēng)的重要原因。