摘要: 本文利用高空、地面实时资料及数据预报产品资料、常规探测资料对喀什地区2017年8月19日20时至25日20时强降水天气过程进行分析，通过分析表明：此次天气过程的环流形势为东西夹攻形势，有利于造成喀什地区的大降水。此次全地区阶段性低温阴雨造成一定程度的农业损失。Ec降水预报模式对于降水落区能与实况基本一致，但对于大降水落区把握不准，预报量级与实况差异较大。
Abstract:
In this paper, the high altitude and ground real-time data, data forecast product material and conventional detection data were used to analyze the heavy precipitation weather process from 20 o’clock on August 19 to 20 o’clock on August 25, 2017 in Kashgar region. The analysis showed that the circulation situation of this weather process was the situation of east and west attack, which was beneficial to the heavy precipitation in Kashgar region. In the whole region, the periodic low temperature overcast rain caused a certain degree of agricultural losses. The Ec precipitation forecast model is basically consistent with the actual situation for the precipitation area, but it is not accurate for the heavy precipitation area, and the forecast magnitude is quite different from the actual situation.
1. 引言
南疆西部常年干旱少雨，平原地区年降水量在40~70 mm，属典型的内陆性沙漠气候 [1]，而喀什地区地形复杂，天气变化剧烈，暴雨特点是一次极端暴雨过程降水量可以超过其年均降水量，甚至能改变气候值 [2] [3] [4] [5]。暴雨是我国的主要气象灾害之一，多年来气象专家对我国不同地区的暴雨形成机制做了大量研究 [6] - [11]，在暴雨落区、出现时间、强度等预报方面总结出了很多宝贵的经验。不少学者 [12] - [19] 对南疆西部短时强降水及暴雨进行了大量的研究，且取得了一定成果，但喀什上游站点稀少，短临天气预报有大难度，尤其是对喀什局地短时强降水预报分析有限。因此，研究喀什地区局地短时强降水天气形成机制对今后预报工作及防灾减灾工作非常重要。
2. 天气实况
此次降水过程从喀什偏南地区开始，大降水落区主要集中在偏北偏东一带，最大降水量出现在22日伽师县35.1 mm，区域站最大降水量出现在喀什市百什卡热木乡6村38.1 mm，25日白天降水过程趋于结束。整个过程中，各地断续出现大雨，局地出现暴雨，同时伴有短时强降水、雷雨、大风、冰雹等强对流天气。
3. 环流背景及影响系统分析
此次天气过程的主导系统是乌拉尔山高压脊，影响系统是西西伯利亚至中亚低槽。低槽分裂南北两支，南支缓慢东移南压，北支快速东移南下至北疆以东切涡维持，对我区形成东西夹攻大降水形势。200 hpa环流形势场上，南压高压呈双体型，其中心分别位于伊朗高原上空和青藏高原东部的上空，我区位于副热带大槽槽前偏西南急流中，对低层气流辐合上升有加强作用，有利于降水。19日20时在咸海以南至中亚地区形成明显的低槽，低槽底部南伸至30˚N附近。500 hpa环流形势场上，19日20时整个欧亚范围内为两脊一槽的环流形势，乌拉尔山至欧洲一带、贝加尔湖一带为高压脊区，西西伯利亚至中亚一带为低槽活动区，极地有极涡活动，极涡中心与西西伯利亚低槽打通，说明该低槽冷空气势力深厚。20日中亚低槽东移南压，短波槽过境我区，我区偏南地区开始出现降水，随着低槽继续东移过境，全区范围内开始出现降水，21日乌拉尔山高压脊东移北顶，脊前低槽有些西退南压，黑海低涡东移加深至里海一带，中亚地区低槽维持。22日乌拉尔山高压脊稳定少动，里海低涡与中亚低涡合并减弱，里海高压脊加强，使脊前中亚低槽东移顺转，里海高压脊迅速衰退，使得脊前中亚低槽东移南压，并在南疆西部以及北疆地区切涡，23日南疆西部低涡减弱东移，北疆以东的低涡继续维持，24日乌拉尔山高压脊减弱东移，脊前低涡加深维持，25日冷空气已经控制南疆盆地，降水天气趋于结束。
4. 水汽通量条件分析
从19日20时850 hpa水汽通量图上可以看到水汽通量为6和10的水汽通量大值带，可知水汽来源为西南方向。在23日20时850 hpa、700 hpa和500 hpa水汽通量图中，水汽通量大值带配合风场有利于水汽输送，500、700 hpa的水汽输送对于偏东大降水有利。而从22日、23日水汽通量空间垂直剖面图上可以明显看出850、700 hpa对面水汽贡献大于500 hpa。
5. 动力条件
22日垂直速度空间垂直剖面图上岳普湖、伽师县低层有上升运动，高层有下沉运动，很好的对应了伽师县22日大降水(35.1 mm)。23日垂直速度空间垂直剖面图，巴楚县低层有上升运动，高层有下沉运动，很好的对应了巴楚县23日大降水(14.4 mm)。
6. 不稳定能量条件
降水开始前，喀什单站的20日08时探空图看，850~700 hPa有东西风的风变，500 hpa为西南风。从温度曲线与露点曲线的分布来看，700~500 hpa有比较深厚的湿层，各层资料来看850 hpa比湿4.82 g/kg，而700 hpa比湿增加到6.77 g/kg，说明中层水汽条件较好，低层较干燥。K指数为27，SI指数3.07，层结不稳定，有利于降水。
7. 雷达资料分析
7.1. 反射率因子(CR)
8月22日6时17分偏北地区降水开始时段，在组合反射率因子图上，喀什测站偏北10 km范围内出现中心强度为45 dbz左右的块状回波，回波整体迅速发展并不断东移，回波范围逐渐扩大，强度不断增强，7时35分中心强度达到60 dbz左右，造成伽师县的短时强降水，7时57分回波继续东移，影响伽师偏北偏东地区，11时49分回波逐渐东移减弱直至移出伽师县境内，降水趋于结束。
7.2. 径向速度(V)
对应径向速度图上，8月22日06时06分伽师上空出现正负速度区，降水天气开始，8时25分伽师偏东地区上空出现“逆风区”，有利于强降水的产生。14时08分逆风区完全消失，降水减弱。
7.3. 回波顶高(ET)
8月22日06时45分到9时25分伽师上空回波顶高达到12 km，回波发展为鼎盛时期，14时02分之后回波减弱东移移出雷达检测范围，降水停止。
7.4. 垂直液态含水量
8月22日5时55分的垂直液态水含量图上，伽师东北上空开始出现较强的气柱含水量大值区，VIL最大值为20 kg/m2，随着云系发展东移，6时28分伽师上空VIL值达到了30 kg/m2左右，随着气柱含水量减少，强降水天气结束，转为小量降水，VIL也降到了10 kg/m2左右。
8. 可预报性检验
8.1. 相对湿度
EC预报场对应22日20时700 hpa相对湿度实况图，22日实况全区的90%~100%的高湿区。对于喀什地区来说预报与实况基本吻合，Ec对于100%湿区预报不是很准确。23日预报与实况对比，全区的90%~100%的高湿区。预报与实况相比基本吻合，强度偏小。24日预报与实况对比，全区的80%~90%的高湿区。预报与实况基本吻合。此次过程大降水主要集中在22~24日，从700 hpa相对湿度可以很好的看出对应关系，Ec 24小时预报场可以很好的反映相对湿度的高湿区。
8.2. 降水量预报
20日20时24小时预报，大值区位于偏南山区一带，与实况大值区岳普湖、麦盖提一带有差异。偏南量级偏大，偏北偏东量级偏小。21日20时24小时预报，大值区位于偏北地区，与实况基本一致，但量级偏小(伽师县预报15.0 mm，实况35.1 mm)。22日20时21小时预报，大值区位于偏北偏东地区，与实况基本一致，偏东量级较实况基本准确，偏北量级偏大。23日20时24小时预报，预报大值区位于英吉沙至泽普、叶城一带，偏南与实况基本一致，偏北地区的落区较实况偏南。预报量级偏北偏小，偏南偏大。通过检验21、22、23、24日的24小时预报，Ec的两种降水预报模式对于降水落区能与实况基本一致，但对于大降水落区把握不准，预报量级与实况差异较大。
9. 结论
通过分析2017年8月19日至25日喀什地区暴雨的大尺度环流背景、动力及水汽条件、触发机制、中小尺度系统等与降水落区、强度的对应关系，得出以下结论：
1) 喀什地区持续性暴雨的影响系统西西伯利亚至中亚低槽分裂南北两支，南支缓慢东移南压，北支快速东移南下至北疆以东切涡维持，对我区形成东西夹攻大降水形势。而200 hpa上南压高压呈双体型，我区位于副热带大槽槽前偏西南急流中，对低层气流辐合上升有加强作用，有利于降水。地面上呈北高南低的形势，有利于冷空气灌入盆地。
2) 水汽来源为阿拉伯海、孟加拉湾，700、850 hpa对于水汽的贡献大于500 hpa。
3) 低层辐合高层辐散的配置以及垂直上升运动为暴雨提供了有利的动力条件，大降水的出现与低层的上升运动，高层的下沉运动相对应。
4) 雷达回波图上，强降水发生在强回波超过50 dBz，回波高度超过9 km，液态含水量超过25 kg/m2的区域内。
5) 通过对比700 hpa相对湿度的预报和实况，Ec对于高湿区的预报落区、强度与实况基本一致。而通过检验21、22、23、24日的24小时预报，Ec的降水预报模式对于降水落区能与实况基本一致，但对于大降水落区把握不准，预报量级与实况差异较大。
参考文献