南疆西部干旱区两次极端暴雨过程对比分析

利用常规气象观测资料、NCEP再分析资料、ERA5分析场数据等资料,对南疆西部两次极端暴雨过程的环境条件和形成机理进行对比分析,以更深入理解南疆极端降水特征和产生机制。两次过程分别发生在春季和夏季,高层环流存在显著差异,南亚高压分别呈东部型和双体型,但配合中层的“阶梯槽”形势,均为极端降水提供了特殊有利的环流背景。低空700～850 hPa偏东急流是南疆西部极端降水发生的重要天气系统,其不但是暴雨发生地主要水汽通道,还与地形形成强烈辐合,是极端降水重要的触发和水汽集中机制。引入二阶湿位涡对两次暴雨过程的非均匀特征及可能产生机制进行了对比分析。结果表明,二阶湿位涡高值区与降水的发展演变呈现较高一致性,二阶湿位涡主分量包含对流稳定度与绝对涡度垂直梯度的耦合,体现极端降水大气的主要动热力结构特点:发生在2021年6月15～16日的夏季过程,极端降水区主要位于昆仑山沿线,与塔里木盆地南侧强烈的低层气旋性旋转有关,旋转促进水汽快速集中,垂直方向表现为中层负涡度叠加于正涡度之上,垂直涡度梯度显著,同时水汽抬升凝结,中层大气加湿加热,对流稳定度在垂直方向非均匀性增强,两种垂直梯度结构均有助于垂直运动增强,促进极端降水形成;发生在2020年4月17～24日的春季过程,降水主要位于南疆西部喇叭口地形区,“阶梯槽”形势造成的越山干冷气流和塔里木盆地的偏东暖湿气流辐合,形成中层正涡度带,激发上升运动,是极端降水的主要成因。     

喀什地区夏季降水特征及南亚高压对夏季大降水的影响

利用1981—2018年喀什地区11个国家站逐日降水观测资料,采用数理统计方法分析了喀什地区夏季降水气候和气候变化特征,结果表明:喀什地区夏季降水量总体呈增多趋势,平原和山区均增多趋势显著,从年际变化来看,2010年以来一直处于降水偏多期。按南亚高压中心位置不同,南亚高压可分为东部型、西部型、双体型、带状型,1981—2018年喀什地区夏季大降水双体型为42%,东部型为39%,西部型为16%,带状型为4%。典型个例分析表明:大尺度环流背景下产生的大降水天气有短时强降水,也有持续性降水天气,根据影响系统的不同产生的降水性质和强度、落区等有显著差异。     

新疆喀什两次超级单体致雹风暴特征对比分析

利用常规气象观测资料,对2011年发生在喀什地区夏季罕见的两次强度不同的超级单体致雹风暴进行了特征分析。结果表明：不稳定层结、冷空气活动频繁和抬升触发条件是喀什地区产生强对流天气的共同环境场特征;充足的水汽及强的垂直风切变更有利于喀什地区深厚湿对流活动的产生;初夏雹暴的发生、发展存在1支异常水汽输送,输送量10.9×10⁸ t;而盛夏雹暴存在3支异常水汽输送,输入量11.4×10⁸ t;θ_e陡立区与冰雹落区对应较好,垂直涡度与倾斜涡度发展旺盛,是造成大范围雹暴的主要原因。强回波高悬,低层入流显著、低层反射率因子高梯度区是强对流天气共同的回波特征;初夏雹暴为弓形回波、中-γ尺度;盛夏雹暴为强超级单体、中-β尺度;回波伸展高度越高、低层入流越显著、垂直风切变越强的对流系统产生的天气越激烈,易产生大雹。     

新疆巴楚气象因子对棉花发育期及产量的影响分析

利用巴楚国家基本气候站1961—2013年53 a的气温、降水量等资料,结合1981—2013年的棉花发育期、单位面积产量,采用线性倾向估计计算、检验方法、气候趋势系数和气候倾向率方法,对1961年以来巴楚气候变化特征、1981年以来棉花发育期、产量进行分析,探讨了巴楚近期气候变化对棉花生产的影响。结果表明:近53 a来,巴楚年和各季平均气温、平均最高气温、平均最低气温总体呈线性上升趋势,其中年平均最低气温的升温率最明显;各季节中春、秋季平均最低气温的升温率最大;年、各季节降水量呈明显的增多趋势,季节中夏季降水量的增幅最大,为3.25 mm/10 a;初霜日的变化呈推后趋势(1.2 d/10 a)、而终霜日呈提前趋势(-2.4d/10 a),使无霜期明显延长(1.1 d/10 a)。近33 a来,巴楚县棉花各发育期均表现出不同程度的提前趋势,其中现蕾期的提前趋势最明显,为4.8 d/10 a(P0.01);棉花停止生长期呈延迟趋势,延迟幅度为3.7 d/10 a(P0.01)。初、终霜冻日、无霜期与棉花产量总体呈正相关,初霜日推后、终霜日提前、无霜期延长,棉花产量增多。     

2014年南疆西部一次大风天气过程分析

利用常规地面、高空观测资料和NECP逐日4次 1?ｘ 1?网格再分析资料,对2014年5月22日发生在南疆西部地区的一次翻山型大风天气过程的物理机制进行了诊断分析。结果表明：本次大风是高压脊衰退,冷空气沿西北路径爆发产生的大风天气过程;喀什站与乌鲁木齐、塔什干指标站气压差有明显的指示意义：喀什站与乌鲁木齐站气压差由负转正达到 3hPa左右,与塔什干站气压差达到最大-26hPa左右,此时可作为出现全区性大风的参考时间节点,当喀什站与乌鲁木齐站气压差扩大到-15hPa左右,维持稳定,与塔什干气压差减小至-13hPa左右,可作为全区性大风结束的参考时间节点;同时大风出现及结束时间节点在地理上呈现阶梯性变化特征;高空急流、垂直速度圈、变压中心以及冷锋的位置变化相互制约影响;高空急流、垂直环流圈的共同作用是高空动量下传重要动力机制;低层南疆盆地的辐合、帕米尔高原的辐散加剧了南疆盆地上升减压和帕米尔高原中低层的下沉加压,是又一动力强迫机制;中低层300hPa-850hPa较深厚的强冷平流输送,盆地热低压发展是翻山大风形成的热力因子。     

莎车一次大暴雨天气分析

对莎车县2004年4月28日至5月2日大降水的环流形势分析、欧洲数值预报产品的应用、本站要素曲线图分析、T213预报产品稳定度及物理量场特征分析,总结本县大降水过程的发生规律。     

喀什地区夏玉米发育期与气象因子关系分析

利用喀什地区1961—2013年6—9月气温、日照时数、降水量月资料及1990—2013年玉米生育期资料,选取资料完整的4个代表站,采用一元线性回归分析方法 ,分析喀什地区气候变化及玉米生育期变化特征,重点探讨喀什近期气候变化对玉米生产的影响。结果表明:近53 a喀什市、巴楚县、叶城县6—9月平均、平均最高、平均最低气温及降水量总体呈上升趋势;日照时数,喀什市和巴楚县总体呈增加趋势,叶城县9月日照时数呈减少趋势;麦盖提县7—9月平均气温、8月降水量,6、8、9月日照时数呈下降(减少)趋势。喀什市、巴楚县玉米各发育期均呈不同程度的提前趋势;叶城县玉米各发育期的提前(推迟)趋势不明显,其中播种期、七叶期呈较弱的提前趋势(0.06~0.67 d/10 a),其它发育期呈延迟趋势,趋势为0.01~2.92 d/10 a,其中抽雄始期、开花始期的延迟趋势相对明显,通过了a=0.05显著性检验;麦盖提县玉米8月出现的抽雄期、开花期、吐丝普期呈延迟趋势外,其余的发育期均表现出不同程度的提前趋势。     

塔里木盆地西缘两次致灾冰雹环境场和雷达特征对比分析

利用常规气象观测资料、雷达资料、探空资料、NCEP再分析资料,对2018年5月19日和7月29日喀什地区北部2次致灾冰雹天气的环境场及雷达特征进行对比分析。结果表明: (1)两次冰雹都是在中亚低涡的有利的环流背景下产生,午后垂直温度递减率增大,中高层干冷空气与低层暖湿空气交汇增强了大气不稳定性、冰雹发生前强对流指数明显增强、深层风切变加强、0℃～-20℃层高度适宜,为冰雹产生提供了有利的环境场条件。不同之处在于,两次过程中亚低涡中心强度和南伸的位置不同,“5.19”过程低涡位置偏南; 低层触发系统不同,“5.19”为地面中尺度辐合线触发对流,“7.29”为700 hPa切变线附近触发；θse能量锋区、比湿、中高层干冷空气入侵势力、深层风切变等变化上“7.29”冰雹比“5.19”冰雹偏强；(2)雷达回波形态和风暴类型上,前者为多单体线性风暴,后者为超级单体风暴,反射率因子剖面均出现弱回波区和悬垂回波等特征结构,≥50 dBZ 的回波伸展到-20 ℃层高度以上；径向速度图上均出现中小尺度辐合辐散特征；冰雹发生前VIL值出现跃增,冰雹结束后迅速下降,可以作为监测冰雹特征之一。上述特征结构在“7.29”过程表现的更明显。     

南疆西部沙尘天气长期变化及突变特征分析

利用南疆西部15个国家气象站1961—2019年逐日沙尘天气资料，采用气候倾向率和统计检验等方法对南疆西部沙尘天气的时空变化特征进行分析。研究表明：春季为南疆西部沙尘暴及浮尘天气出现最多的季节、扬沙天气出现次多的季节，分别占全年沙尘暴、扬沙、浮尘的49%、38%、43%；夏季为扬沙天气出现最多的季节、是沙尘暴、浮尘天气出现次多的季节，分别占全年沙尘暴、扬沙、浮尘的35%、43%、35%；冬季为低频季节，发生占比分别为7%、6%、14%。南疆西部沙尘天气呈东多西少特征，山区沙尘天气日数明显少于平原，浮尘天气平原地区分布均匀，沙尘暴、扬沙平原东部和南部区域多于平原腹地。沙尘天气日数年际变化振幅较大，沙尘暴、扬沙、浮尘日数整体呈明显减少趋势。浮尘年际变化周期显著，其次为扬沙与沙尘暴，1984和1977年为沙尘暴、浮尘统计定义上的突变年份，扬沙存在2个突变点，分别为1982和1992年。沙尘暴和扬沙的主导风向为偏西北风，浮尘主导风向为偏东北风，主导风向与地形影响关联密切。     

南疆西部两次极端暴雨中尺度特征对比分析

利用常规气象观测资料、地面区域气象站逐小时观测数据、NCEP再分析资料、FY-2G云顶亮温资料、喀什CR/CC雷达产品，对南疆西部两次极端暴雨中的短时强降水环境条件和中尺度特征进行对比分析。结果表明：两次过程均发生在500 hPa“东西夹攻”的有利环流背景下，100 hPa南亚高压分别呈东部型和双体型，低空急流、切变线和地面中尺度辐合线是两次强降水重要的触发系统。500 hPa低涡（低槽）自身携带的偏西局地水汽通道和700~850 hPa偏南、偏东两支水汽通道把充沛的水汽输送至暴雨区，为强降水的出现提供了有利的水汽条件，其中低层偏东水汽输送对此次暴雨的贡献更大。两次强降水出现在对流云团发展最强盛、范围最大时或TBB梯度最大处。雷达回波特征存在明显不同，“过程1”影响系统为线性多单体强风暴，最大反射率因子达65 dBZ，具有中小尺度辐合、辐散和旋转特性，强降水期间VIL维持40 kg/m2以上并有跃增现象，更有利于强对流出现。“过程2”影响系统为分散性普通单体风暴，径向速度高层辐散不明显，VIL值明显小于“过程2”。