克拉玛依2011—2018夏半年降水特征分析

    史昀

    

    

    摘 要：通过统计学、天气学分析等方法，利用2011—2018年8年常规观测资料和NCEP1°×1°再分析资料，对新疆克拉玛依市夏半年6.1毫米（中雨）以上降水过程进行分析，得到中亚槽Ⅰ型、中亚槽Ⅱ型、北支槽型、横槽型等降水形势下的高低空环流特征和水汽热力条件。

    关键词：新疆降水;NCEP再分析资料;气候特征

    新疆克拉玛依市位于准噶尔盆地西北边缘，西有加依尔山，中东部为开阔平坦的戈壁滩，属于典型的温带大陆型气候。周建荣[1]对克拉玛依1959—2008年逐日降水资料分析发现，克拉玛依年平均降水量为110.9毫米，从90年代起极端降水事件呈增加趋势。卢冰[2]对2012年7月克拉玛依一次罕见强对流天气的分析中表明，在大尺度湿性不稳定层结的环境场中，冷空气的入侵在山区地形配合下，在背风坡侧造成强烈的水平温度梯度和地面辐合线，有利于强对流的发生。

    1 克拉玛依降水的气候特征及各尺度系统分布

    1.1 克拉玛依降水气候特征

    2011—2018年夏半年克拉玛依基本站日降水量在61mm以上的降水日共计43天，平均每年5.4天，最多年份（2013年）出现10天，最少年份（2017、2018年）出现2天。在月分布上，7月出现12天（占27.9%），为最多月份，6月出现10天（占23.3%），为次多月份，9月仅出现3天（占7%），为最少月份。

    1.2 影响降水的主要系统

    利用NCEP再分析资料，结合北疆大降水天气学分型发现，影响克拉玛依降水的主要系统为中亚槽Ⅰ型、中亚槽Ⅱ型、北支槽型、横槽型和其他型这5种（分型参考《新疆短期预报员手册》）。

    1.3 影响降水的大尺度环流系统

    影响克拉玛依降水的大尺度环流系统主要有副热带急流、伊朗高压和西太平洋副热带高压。其中有副热带急流参与的有11天（26%），克拉玛依上空急流强度在20—24m/s，主要位于急流轴右侧，一次位于急流轴出口;有伊朗副高参与的有25天（58%），584线主要位于50°N—65°N，有3天伸至65°以北;有太平洋副高参与的有14天（33%），其584线主要位于50°N—60°N，仅有1天伸至65°N。此外，有8天未出现典型大尺度环流系统。

    1.4 影响降水的天气尺度系统

    影响克拉玛依降水的天气尺度系统主要有低槽冷锋和低涡，以及仅有一条闭合等值线的次低涡。其中有低槽冷锋参与的降水有4天（9%）;有低涡参与的有16天（37%），低涡中心强度在536—580位势米，主要出现在中亚槽Ⅱ型和北支槽型中;有次低涡参与的有5天（12%），中心强度在564—572位势米。此外，有4天未出现典型天气尺度系统。

    1.5 影响降水的中小尺度系统

    影响克拉玛依降水的中小尺度系统主要有局地辐合风场（切变线和对头风等）、低空急流和偏东风。在700hPa出现局地辐合风场的降水有15天（35%）;700hPa出现低空急流的有25天（58%）;在850hPa出现局地辐合风场的有27天（63%）;850hPa出现偏东风的有8天（17%）。

    2 克拉玛依降水分型及各型特征

    2.1 中亚槽Ⅰ型

    中亚槽Ⅰ型共出现8次，占19%，分布在6—8月，日降水量以中雨为主（6.1—12.0mm），为6次，最大为37.9mm，也是2011—2018年克拉玛依基本站日降水量极值。700hPa相对湿度主要在70%～80%，850hPa相对湿度主要在60%以下。对流有效位能CAPE最大为466，所有降水日K指数均高于28，抬升指数LI主要在0以下。

    中亚槽Ⅰ型未出现高空急流，锋区强度较弱（2—5条等高线），上下游高压脊经向发展至50°N—60°N，较少有低涡配合，低层通常有切变线存在，少有低空急流和偏东风，700hPa相对湿度在70%～80%居多，K指数>28和LI指数≤0可参考性强。

    2.2 中亚槽Ⅱ型

    中亚槽Ⅱ型共出现14次，占33%，是4种降水型中出现最多，也是预报工作中夏半年最常见降水类型。分布在5—9月，以7—8月居多，日降水量同样以中雨为主，为9天，最大17.7mm。700hPa相对湿度主要为90%～100%，850hPa相对湿度主要在60%以下。CAPE以10—100居多，最大为712;K指数以28以上居多，最大37;LI指数以≤0居多，SREH以≥20的居多，最大41。

    中亚槽Ⅱ型由于主槽位置较Ⅰ型偏北，大尺度系统中副热带急流的作用增加，锋区强度两极分化，既有9—12条等值线的斜压性强的锋区，也有3—6条线的弱锋区，上下游高压脊经向发展至65°N，有低涡配合居多，低层主要为低空急流和切变线，此外850hPa偶有偏东风配合。700hPa水汽输送层相对湿度接近饱和，水汽条件好，强对流指数可参考性较好。

    2.3 北支槽型

    北支槽型共出现9次，占21%，分布在5—6、8—9月，以5—6月居多，日降水量中雨为5天，最大为26.7mm。700hPa相对湿度主要为80%～90%和90%～100%，各4次，850hPa相对湿度主要在70%以下。CAPE以0为主（6次），最大为1035，K指数以≥27居多。

    北支槽型在5—6月气温相对较低时常见，冷暖气团过度斜压性较强，锋区相对较强，等高线以7—10居多。上下游高压脊北伸至50°N—60°N，有低涡居多。低层多在低空急流影响下，水汽条件较好，850hPa有切变线和偏东风配合，抬升机制较好。强对流指数两极分化，可参考性较差。

    2.4 横槽型

    横槽型共出现5次，占12%，分布在4—7月，以7月居多，日降水量中雨为4天，最大为17mm。700hPa相对湿度以70%～80%居多，850hPa以60%以下居多。CAPE以100以内居多，最大为612，K指数以28以上居多。

    横槽型的径向度最强，伊朗暖脊发展形成阻塞是下游横槽维持的原因，锋区强度中等，等高线为4—9条，低层风场抬升机制较好，但水汽条件一般，强对流指数可参考性差。

    2.5 其他

    除上述4种降水型外，还有7次的降水是在脊区、西风带和辐散场的形势下形成，占15%，分布在4月、6—8月，以4月居多，日降水量中雨为6天，最大为13.9mm。虽然500hPa在脊区控制下，但200hPa和低层存在有利的系统，如副热带急流、低空急流和风切变等，且水汽条件和热力条件较好。

    3 小结

    综上所述，2011—2018年夏半年克拉玛依基本站日降水量在6.1mm以上降水日中年际分布不均，最多在2013年（10天），最少在2017—2018年（各2天），月分布以6—7月最多。

    具体分析各型特征可知，中亞槽Ⅰ型较少有低涡配合，低层通常有切变线存在，水汽条件一般，热力对流条件好。中亚槽Ⅱ型上下游高压脊都有明显北伸，通常有低涡配合，水汽条件好，热力对流条件较好。北支槽型锋同样低涡配合较多，低层主要为低空急流，水汽条件较好，热力对流条件一般。横槽型径向度最强，在低空急流和辐合风场配合下抬升机制较好，水汽条件一般，对流热力条件较弱。其他降水形势下，高低层通常存在有利的系统，如副热带急流、低空急流和风切变等，且水汽条件和热力条件较好。

    参考文献：

    [1]周建荣.克拉玛依市1959—2008年降水变化的特征分析[J].沙漠与绿洲气象，2010，4（4）：31-35.

    [2]卢冰，史永强.2012年7月中旬克拉玛依罕见强对流天气的数值模拟分析[J].气象，2014，40（8）：948-956.