1. 引言
喀什地区位于南疆西部，常年干旱少雨，属于暖温带荒漠气候。北部有西天山山脉，南部有昆仑山山脉，西部为帕米尔高原，东部为塔克拉玛干沙漠，地形复杂，印度洋的暖湿气流很难到达，因此大降雪天气出现较少。关于南疆西部暴雪成因及其灾害的研究，近年来有学者做了一些有成效的研究。陈春艳等 [1] 对南疆西部强降水成因进行分析，指出“东西夹攻”的高空形势，配合“三支”气流的水汽输送是南疆盆地出现强降水的关键原因，而判断南疆西部大降水落区的重要指标是700 hPa以下出现辐合和切变线。王江华 [2] 对克州地区初冬期一次大降雪天气的环流背景、物理量配置和卫星云图、雷达资料的特征进行了细致分析研究。李圆圆 [3] 等分析出低涡的稳定维持是新疆西部暴雪天气的主要影响系统，“三支气流”的有利形势为南疆西部暴雪天气提供了热力、水汽以及不稳定能量的条件。张俊岚等 [4] 分析出南疆持续性降雪天气的关键水汽条件是西南气流的水汽输送带，并指出南海、阿拉伯海、孟加拉湾、地中海、北海均为水汽源地。阿布力米提等 [5] 、张云惠等 [6] 从影响系统、动力条件、水汽条件等方面对南疆西部降水作出分析。张云惠等 [7] 从高低空配置、移动路径及辐合机制等对2次中亚低涡影响南疆西部降雪进行对比分析。王金辉等 [8] 对克州地区强降雪天气的天气形势、高低空环流配置、物理量特征等进行归纳总结，并建立强降雪天气过程预报的概念模型。李娜等 [9] 、李桉孛等 [10] 、张俊兰等 [11] 基于典型暴雪个例，从不同角度分析了暴雪的成因、多尺度特征和物理量配置，为新疆北部暴雪天气分析预报提供了预报思路。杨利鸿 [12] 等分析指出当海平面气压场上欧洲至贝加尔湖强冷高压控制，塔里木盆地为热低压，对喀什形成北高南低利于降水的气压场形势。总的来说，专家或学者对南疆暴雪或大降雪的研究较少，位于南疆西部的喀什地区大降雪天气出现概率较小，准确预报难度较大，所以对喀什地区暴雪天气的研究尤为重要。
喀什机场位于塔里木盆地西部边缘，三面环山，西北高、东南低，西部距山较近约7公里，北部约10.5公里，东部为开阔地带，南面距机场约7公里处有吐曼河，自西向东穿越流过。喀什机场虽然降雪次数较少，但具有短时性、强度大、局地性强等特点，是冬季复杂天气预报难点之一。本文探讨2023年1月13日至14日喀什机场出现大降雪天气的成因，为今后喀什机场降雪预报服务积累经验，提高预报预警服务能力。
2. 天气过程概况
2023年1月13日早晨至15日凌晨，喀什机场出现持续性降雪天气。13日05:41分(北京时间，下同)：风向90度，风速4米/秒，小雪，轻雾，能见度2100米，多云，层积云，云高800米，温度零下5.8度，湿度89%，露点温度零下7.2度，修正海平面气压1029.4 hPa。13日10:57分，能见度900米，轻雾转为冻雾，中雪；16:42分，冻雾，中雪转为轻雾，小雪，期间最低能见度700米，小雪天气持续至15日03:20分结束。喀什机场13日累计降雪19小时，14日累计降雪24小时，15日为5小时，最大积雪深度11厘米，由此可看出，此次降雪虽然以小雪天气为主，但持续时间较长，温度较低，出现了明显的道面积雪及跑道积冰的情况，造成7架航班取消，2架航班返航，严重影响到航班的正常运行。
3. 环流形势分析
(a) 
(b) 
(c) 
(d)
Figure 1. 500 hPa high-altitude circulation situation; (a) at 20:00 on January 12; (b) at 08:00 on January 13; (a) at 08:00 on January 14; (b) at 08:00 on January 15
图1. 500 hpa高空环流形势；(a) 1月12日20时；(b) 1月13日08时；(c) 1月14日08时；(d) 1月15日08时
500 hPa高度场上，过程前期。环流经向度发展较强，高空整个欧亚大陆范围为两槽一脊形势，宽广的低压槽位于西伯利亚至中亚地区，喀什机场处于槽前西南气流控制。降雪前一日(见图1(a))，欧洲脊东扩，西西伯利亚大槽变宽东移，北段移速较快，南段由于黑海脊顶部顺时针偏转，在中亚至地中海附近形成一横槽，锋区位置进一步南压。13日~15日08时(见图1(b)~(d))，西西伯利亚有一狭长的高压脊发展，北风带强盛，最大风速达28 m/s，这预示着低槽系统将发展加深，同时贝湖附近生成低槽，它对造成南疆回流东灌天气有着积极的作用。极地冷空气沿北风带不断南下，在巴尔喀什湖附近形成−32℃的冷中心，24小时移动10个经距，随着中亚低槽不断北收东移，降水强度逐渐减弱至结束。
(a) 
(b) 
(c)
Figure 2. Sea level pressure; (a) at 20:00 on January 12; (b) at 08:00 on January 13; c) at 08:00 on January 14
图2. 海平面气压场；(a) 1月12日20时；(b) 1月13日08时；(c) 1月14日08时
12日20时(见图2(a))海平面气压场上，东欧地区受宽广的冷高压控制，中心强度为1060 hPa，新疆地区形成北高南低的气压场形势。南疆盆地西南部，国境线附近仍有一个持续稳定少动的高值系统，该系统形成冷空气的堆积，地面冷高压辐散，高空冷低压附近辐合，这种地面辐散高空辐合的配置易造成下沉运动，将高空暖湿气流下传至近地面。13日08时(见图2(b))，冷高中心东移，中心强度增至1067.5 hPa，盆地内低值与北部高值系统压差达+37.5 hPa，强气压梯度有利于冷空气翻山进入盆地，冷高压略东移南下，至14日08时(见图2(c))冷空气大举南下到达南疆盆地东部，盆地西部减压，进一步加大盆地东西部气压梯度，冷空气由东向西迅速进入盆地西部，造成东灌天气。盆地内的偏东气流有冷垫作用，导致盆地西部的暖湿空气抬升凝结产生降水。与低空温度场上对比，12日20时至13日20时850 hPa图中(图略)，天山山脉一线有−20℃的等温线密集带，受此锋区的影响，喀什机场出现持续性降雪天气。
4. 物理量场分析
4.1. 相对湿度
降雪时段相对湿度大值区与实况降雪落区基本一致(见图3)。相对湿度只能把握降雪大体落区，但是对于单点大降雪，不能单从相对湿度来判断。比湿时间垂直剖面图(略)上，400 hPa以下水汽条件较好，其中700 hPa比湿均在2~4 g/kg之间，500 hPa比湿均在2 g/kg左右，喀什地区正好处于高湿区，水汽条件较好，有利于降雪的产生，与降雪区也较吻合。
(a) 
(b)
Figure 3. 850 hPa relative humidity; (a) at 08:00 on January 13; (b) at 08:00 on January 14
图3. 850 hPa相对湿度；(a) 1月13日08:00；(b) 1月14日08:00
4.2. 水汽通量
通过分析水汽通量与流场叠加图(见图4)，可以得出南疆盆地中部及天山南部有一支强盛的水汽通道，并源源不断地加强，最大中心值为5 g∙cm−1∙s−1∙hPa−1，天山山脉南部的水汽由偏东气流集中输送到盆地西部，受地形阻挡，水汽辐合抬升，从而产生降雪，在降雪过程中维持两支水汽输送带，为喀什机场大降雪天气提供了充足的水汽条件。南疆西部上空从低到高整层水汽辐合，南疆西部表现宽广的高湿区，T-Td ≤ 4℃，相对湿度R ≥ 80%；当高空有明显的影响系统时，除它自身携带的水汽外，低层700 hPa、850 hPa两层的东部均有明显的偏东向的水汽输送通道伸到南疆西部。降雪天气过程中主要的水汽和能量输送通道表现为低空急流和最大水汽输送轴基本重合，此条通道在850 hPa高度上表现更为显著。
(a) 
(b) 
(c) 
(d)
Figure 4. Superposition of water vapor flux and flow field; 700 hPa (a) 850 hPa (b) at 08:00 on January 13; 700 hPa (c) 850 hPa (d) at 08:00 on January 14 (unit: g·cm−1∙s−1∙hPa−1)
图4. 水汽通量与流场叠加；1月13日08时700 hPa (a) 850 hPa (b)和1月14日08时700 hPa (c) 850 hPa (d) (单位：g·cm−1∙s−1∙hPa−1)
4.3. 垂直速度
通过对垂直速度场分析(见图5)，垂直速度的最大中心值位于76˚E和78˚E，与强降雪落区基本吻合，850~600 hPa上有明显的上升运动，其值为−1.4 × 10−5 hPa∙s−1，大降雪区正好处于强烈的上升运动区。该垂直速度强中心为大降雪提供了有利的动力条件。500 hPa高度层以上，大降雪区两侧表现为明显的辐散，盛行下沉运动，最大中心值为0.4 × 10−5 hPa∙s−1。通过对各时次剖面图分析指出，上升运动最强时段与大降水时段有很好的对应，700~500 hPa本场降水时段一直有辐合区，盛行上升运动，这种高层辐散中低层辐合的环流配置也为大降雪提供较好的动力条件，有利于气流抬升。
(a) 
(b)
Figure 5. Vertical velocity meridional profile; (a) at 14:00 on January 13; (b) at 08:00 on January 14 (unit: hPa/s)
图5. 垂直速度经向剖面；(a) 1月13日14:00；(b) 14日08:00 (单位：hPa/s)
5. 云图分析
12日20时(见图6(a))降雪过程前，从云图中可以明显看出中亚低槽系统云系特征的变化，短波槽在南疆西部国境线附近开始表现为叶状云系，随着云系不断变化，13日08时(见图6(b))变化为涡旋云系，
(a) 
(b)
Figure 6. FY-2G infrared cloud image; (a) at 20:00 on January 12; (b) at 08:00 on January 13
图6. FY-2G红外云图；(a) 1月12日20时；(b)1月13日08时
云团继续东移南下，云系主体较松散，边界较光滑，降雪期间云系随西南气流不断进入南疆西部，此时云系比较紧密，中亚南部为晴空少云区，而在南疆盆地中西部和田与阿克苏之间有气旋性辐合。
6. 气象服务保障
1月12日，集中预报室提前组织临时天气会商，根据会商结论在19:48发布一份喀什机场强降雪机场警报通过预报平台转发至相关单位，机场警报内容如下：喀什机场预计1月13日02时至17时出现降雪天气。与实况对比，警报时间与实况出现时间偏差略大；1月13日，值班预报员准确预报出喀什机场有小雪天气，且13日06时至10时之间短时能见度1200米，预报持续时间与实况相吻合，但预报的强度较实况相比偏弱；1月14日，预报出现漏报，未预报出小雪天气，通过会商讨论，及时发布修订预报及趋势预报，弥补了预报的不足，为航空公司及时作出决策提供了有利的支撑。
7. 结论
1) 此次喀什大降雪天气的水汽来源有三个：一是位于中亚地区的低压槽本身携带水汽，二是高空引导气流将暖湿空气输送到喀什上空，三是偏东急流将盆地低空的水汽集中并输送至喀什地区。
2) 此次降雪过程的影响系统为中亚低槽，受槽前西南气流控制持续时间较长，南疆西部暖湿气流长时间堆积，高空水汽条件较好，北方的冷空气翻越天山山脉进入盆地内，冷暖气流结合，进而出现持续时间较长的降雪天气。
3) 500 hPa槽前西南气流是降雪过程中水汽的主要来源，而850 hPa偏东急流对南疆盆地水汽的辐合起关键作用，其建立的时间及强弱直接影响降水的大小。
4) 强盛的上升运动以及与低层辐合、高层辐散的环流配置有利于大降雪的发生。