2020年8月中旬新疆地区一次雷暴雨天气过程分析

摘要：本文利用常规观测资料、地面观测资料、NCEP再分析资料等对2020年8月11~14日新疆地区雷暴雨天气过程进行分析。结果表明：冷涡中的空气柱处于上冷下暖的不稳定状态，冷涡后部有小股冷空气南下，再加上冷涡移动速度缓慢，使得高空冷涡影像区域内有阵雨、雷阵雨、大风、冰雹等不稳定天气出现；在雷暴雨天气出现前，锋面气旋是新疆的主要影响系统，而之后，因高空气流的作用，直接减缓了地面气旋发展速度，使得锋线一带的上升运动和高空锋区的下沉运动愈发强烈，而地面风场辐合线则是这次雷暴天气的关键触发机制；假相当位温值随着高度的上升逐渐减小，同时中高空处的能量不断朝着低空处聚集，低空大气层结极不稳定，加快了不稳定能量释放的速率，为新疆地区雷暴雨天气的形成提供了有利条件；因垂直上升运动的影响，新疆低空处持续有源源不断的能量和水汽输送，直接增大了湿层厚度，促进了雷暴雨天气的发生发展，较强的垂直上升运动为这次强对流天气的出现提供了动力条件；在雷暴雨天气还没有出现前，从巴尔喀什湖不断有源源不断的水汽朝着新疆地区输送，为这次强雷暴雨天气的形成提供了充足的水汽支撑。

关键词：雷暴雨天气   环流形势   物理量场   新疆地区

1、天气实况

2020年8月11-14日，新疆大部分地区出现了雷暴、大风、降水等强对流天气过程中，其中巴州以北、伊犁州东南、昌吉州、塔城以南、阿克苏、阿勒泰、吐鲁番市、哈密市等地北部均出现了中到大雨，部分地区暴雨的天气过程。另外，上述部分地区同时还伴随着5级左右的西北阵风，北疆、东疆风口的阵风达到9级左右。这次雷暴天气对新疆局部地区的交通运输带来不同程度的影响。

2、环流形势

2.1高空形势

结合2020年8月11日08时500hPa高空图（图1a），中高纬度地区呈现出“两槽一脊”的环流形势，乌拉尔山以东、巴尔喀什湖以西的低压槽是新疆的影响系统。该槽冷源为西西伯利亚新地岛，整槽的高度场雨温度场基本保持一致，同时配合有冷中心，冷中心数值始终在-16.0℃以上，且位于西伯利亚得伊希姆草原。8月11日20时到12日08时（图1b~c），低压槽向东移动的过程中进入到南方地区，并在槽前混合，槽后疏散，只是低压槽移动速度较慢。12日20时到13日08时（图1d~e），低压槽北抬，底部与主体分离，进而形成南北支槽，而我国西南部边境线西部有南支槽分布，在到达高原北侧时强度不断减弱，移动速度加快。13日20时到14日08时（图1f~g），南支槽强度减弱且逐渐消散，北支槽东移过程中强度加深，底部到达南疆盆地，同温度槽基本吻合。14日20时（图1h），低压槽再次北抬，底部与主体分离后有新的南北支槽形成。东欧平原上，伏尔加河附近又有一个新的冷涡生成。

（a）8月11日08时              （b）8月11日20时

（c）8月12日08时                （d）8月12日20时

（e）8月13日08时            （f）8月13日20时

（g）8月14日08时              （h）8月14日20时

图1 2020年8月11~14日不同时刻500hPa高空图

综上所述，冷涡中的空气柱处于上冷下暖的不稳定状态，冷涡后部有小股冷空气南下，再加上冷涡移动速度缓慢，使得高空冷涡影像区域内有阵雨、雷阵雨、大风、冰雹等不稳定天气出现。

2.2地面形势

结合2020年8月11日08时地面图（图2a），在乌拉尔山一带分布有锋面气旋，并对新疆大部分地区产生影响。弱高压几乎影响新疆北部一带，且分布在阿尔泰山西北部，因新疆塔林木盆地分布有热低压，逐渐对新疆南部产生影响。在8月11日20时到12日08时（图2b~c），受高空气流的影响，使得地面气旋发展速度较慢，再加上冷锋持续南下，使得下垫面温度急剧加大，强度减弱，冷锋逐渐消失不见。到了8月12日20时（图2d~e），巴尔喀什湖附近存在低压系统，同时沿着温度梯度发展变化，因气流辐合的作用，有新的冷锋出现。冷锋后有冷空气出现，要比暖气团发展速度快，在对暖气团产生冲击的同时，还会有强烈的上升运动出现。高空锋区下沉运动及锋线一带的上升运动强度均有不同程度的增大。地面风场辐合线是触发这次强对流天气的主要触发机制。

（a）8月11日08时              （b）8月11日20时

（c）8月12日08时               （d）8月12日20时

图2 2020年8月11~12日不同时刻海平面气压场

3、物理量场诊断

3.1热量条件

假相当位温是强对流天气诊断的关键性指标之一，可将大气温度、湿度及压力情况反映出来。结合新疆地区雷暴雨天气出现过程中的850hPa假相当位温，在2020年8月11日08时，新疆假相当位温值在350K左右，且假相当位温等值线不太密集；到了当天20时，新疆位于假相当位温锋区南部的高值区内；结合从低空到中高空处的假相当位温数值，假相当位温值随着高度的上升逐渐减小，同时中高空处的能量不断朝着低空处聚集，低空大气层结极不稳定，加快了不稳定能量释放的速率，为新疆地区雷暴雨天气的形成提供了有利条件。

3.2动力条件

通过对雷暴雨出现期间的垂直速度场进行分析，新疆上空有强大的上升气流存在。2020年8月11日08时，在雷暴雨天气还没有出现之前，新疆因弱的上升气流作用，使得垂直速度处于-3.0Pa/s，而8月11日20时到13日20时，雷暴雨区内垂直上升运动从850hPa低空处不断朝着200hPa高空处发展。因垂直上升运动的影响，新疆低空处持续有源源不断的能量和水汽输送，直接增大了湿层厚度，促进了雷暴雨天气的发生发展。由此看出，较强的垂直上升运动为这次强对流天气的出现提供了动力条件。

3.3水汽条件

雷暴雨天气的形成离不开丰富的水汽条件。通过对新疆这次雷暴雨天气出现期间的700hPa水汽通量和水汽通量散度条件进行分析，在雷暴雨天气还没有出现前，2020年8月11日08时到8月12日20时，从巴尔喀什湖不断有源源不断的水汽朝着新疆地区输送，同时存在水汽通量散度辐合区，中心值高达-12.0g·hPa-1·cm-1·s-1,为这次强雷暴雨天气的形成提供了充足的水汽支撑。

结论：

（1）冷涡中的空气柱处于上冷下暖的不稳定状态，冷涡后部有小股冷空气南下，再加上冷涡移动速度缓慢，使得高空冷涡影像区域内有阵雨、雷阵雨、大风、冰雹等不稳定天气出现。

（2）在雷暴雨天气出现前，锋面气旋是新疆的主要影响系统，而之后，因高空气流的作用，直接减缓了地面气旋发展速度，使得锋线一带的上升运动和高空锋区的下沉运动愈发强烈，而地面风场辐合线则是这次雷暴天气的关键触发机制。

（3）假相当位温值随着高度的上升逐渐减小，同时中高空处的能量不断朝着低空处聚集，低空大气层结极不稳定，加快了不稳定能量释放的速率，为新疆地区雷暴雨天气的形成提供了有利条件。

（4）因垂直上升运动的影响，新疆低空处持续有源源不断的能量和水汽输送，直接增大了湿层厚度，促进了雷暴雨天气的发生发展，较强的垂直上升运动为这次强对流天气的出现提供了动力条件。

（5）在雷暴雨天气还没有出现前，从巴尔喀什湖不断有源源不断的水汽朝着新疆地区输送，为这次强雷暴雨天气的形成提供了充足的水汽支撑。

参考文献：

[1]邵邹,张维凯,申猛.新疆喀什地区夏季强降水和雷暴天气特征分析[J].科学与财富,2014(2):28-30.

[2]张正.2020年5月9日南疆一次雷暴、沙尘天气过程分析[J].中国航班,2020(15):0094-0095.

作者简介：顾兴鹏（1996.03），男，汉族，甘肃武威人，本科，助理工程师，从事天气预报，气候分析工作。