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哈密地区7·17暴雨天气过程分析
2024年6月5日发(作者:项慧)
0 蠹
0 0 l习院论文
鏊lll- 1_ 鼍 沙漠与绿洲气象
Desert and Oasis Meteorology
第4卷第1期
2010年2月
哈密地区7・1 7暴雨天气过程分析
王荣
梅,道然,屠月青
哈密839001)
(哈密地区
气象局,新疆
摘要:对2007年7月16—19日哈密暴雨天气过程的分析表明:这次暴雨是伊朗副高北
伸,里成海长脊,与乌拉尔山高压脊反气旋型接通,推动中亚低涡东移进入新疆,在哈密滞留造
成的。深厚的低值系统从低层到中层都表现为强的辐合上升运动,为暴雨产生提供很强的动力
条件,有利于暴雨所需不稳定能量的储存,低层风场辐合及中高层强西南气流不断将水汽输送
至暴雨区,为暴雨提供充足的水汽,冷暖、干湿空气的水平、垂直交换等在暴雨中激发大量不稳
定能量的释放加强了对流,这都是暴雨产生的直接有利条件,欧洲数值预报产品、T213物理量
场和FY一2红外云图进行暴雨天气预报具有较好的指导意义。
关键词:暴雨;环流形势;低涡;物理量
中图分类号:P468 文献标识码:B 文章编号:1002—0799(2010)O1—0036—05
Analysis of Rainstorm on 7th July 2007 in Hami Area
WANG Rong—mei。DAO Ran,TU rue—qing
(Hami meteorological bureau,Hami 83900 1,China)
Abstract:The weather process O±a rainstorm in Hami from 1 6th to 1 9th July in 2007 were
analyzed,and it is resulted that the northward Iran subtropical high and the high pressure ridge
near the Ural Mountain drived depression in mid-Asia to Xinjiang and stayed in Hami area.Strong
depression made intense convergence ascending from low layer to middle layer,which provided
strong dynamic condition for rainstorm as it was vailable for the deposit of instable energy necessary
orf rainstorm.Convergence of wind field in low layer and strong south-west air flow made abundant
vapour,and horizontal and vertical encharge between cold-warm air and dry-wet air exploded mass
instability energy and intensiifed convection.aII above could directly cause the rainstorm.Rainstorm
would be well forecasted by ECMWF,physical field of T2 1 3 and infrared cloud imagery FY-2.
Key words:rainstorm;circulation pattern;low vortex;physical quantity
哈密地区位于我国极端干旱区,哈密市年水量
旱地区的暴雨引起气象学者们关注,并进行了不少
39.1 mm,降水主要集中在夏季。哈密地区暴雨较少
见,但是一旦出现即可引发洪水,往往造成山洪暴
发,冲毁农田、破坏公路、铁路,使通讯中断等,对当地
造成极大的经济损失。随着社会经济的飞速发展,干
收稿日期:2008—09—11;修回Et期:2009—11-06
作者简介:王荣梅(1968一),女,工程师,主要从事中短期天气预报工
作。E-maihxjhmcg@sohu.con
研究 ]。但暴雨是哈密地区的小概率事件,在预报上
直是难题,因此对暴雨个例进行深入细致分析十
分必要。对当地典型的暴雨过程进行分析,寻找暴雨
一
短期预报指标,对提高暴雨预报准确率和改进服务
水平是非常有利的,也极为迫切。2007年7月l6一
日,中亚低涡东移进人新疆后滞留,致使哈密地
区出现了一次暴雨天气过程。针对这次暴雨天气过
王荣梅等:哈密地区7・17暴雨天气过程分析
程,应用环流形势、物理量场、数值预报及卫星云图
2.2 500hPa形势分析
资料,综合分析了暴雨过程中的环流影响系统演变、
水汽条件、动力条件,并归纳了预报思路,对改进和
提高哈密地区的暴雨短期预报水平具有一定的意
义。
此次暴雨过程前(13—14日),欧亚范围内环流
经向度较大,欧洲为低压槽活动区,乌拉尔山附近为
较强的高压脊控制,咸海一巴尔喀什湖之间的中亚
地区为较深厚的低涡控制,其中心强度维持在564
位势什米,同时新疆东部下游地区南部从云贵高
1天气实况与灾情概述
原一青藏高原为一高压脊控制。
15日,槽脊系统开始东移,里咸海脊加强北伸,
环流经向度进一步加大,脊前北风带建立引导北方
1.1天气实况
2007年7月16—19日哈密地区出现一次暴雨
天气过程,遭遇了150 a不遇的特大洪水袭击。过程
降水量分别为:哈密市23.2 mm、巴里坤79.8 mm、伊
吾79.6 mm、十三间房20.6 mm、红柳河8.8 mm。最
大日降水量出现在17日,分别是:哈密市21.8 mm、
巴里坤49.7 mm、伊吾56.0 mm、十三间房18.8 mm、
红柳河5.3 mm,其中伊吾日降水量打破历史记录、
哈密市和巴里坤H降水量居历史第2位。
1.2灾情
暴雨发生后,从山区各沟口奔涌而出的洪水最
大流量>300 m3/s,洪水越过戈壁,冲断3 12国道和兰
新铁路,导致哈密区域多处道路、桥梁、通讯、水利、
电力等基础设施严重损毁,农田、房屋被淹,两县一
市25个乡(镇)和农十三师各团场严重受灾,受灾人
口25 928户l0.5万人,这次暴雨天气造成哈密全
地区直接经济损失总计5亿元。
2环流形势及影响系统分析
2.1 100hPa形势分析
13—15日100 hPa南亚高压呈明显的双体型,
中心分别在伊朗高原上空和青藏高原东部上空,里
海一乌拉尔—新地岛为较强的高压脊控制,西西伯
利亚一中亚为深厚的低压槽活动区,16一l7日伊朗
高原上空和青藏高原上空的两个高压中心东西移动
非常明显,一度出现相互打通的现象(图1)。
图1 2007年7月17日08时lO0 hPa形势图
冷空气南下,中亚低涡中心对应有一12℃的冷中心
(图2)。
图2 2007年7月15日08时500 hPa形势图
16日随着槽脊系统发生变化,北支锋区快速东
移,乌拉尔地区的高压中心(强度584位势什米)发
展东扩,使中亚一巴尔喀什湖的低涡东移进人新疆,
北疆及沿天山一带出现降水天气,低值系统前有短
波东移,哈密处于低槽前西南气流区,出现小量的先
兆性降水。
17日,乌拉尔山形成阻高形势,中亚为切断低
涡。伊朗副高伸至50。N,并与东移的里咸海脊叠加,
主导系统发生了替换并向北发展,脊前较强的冷空
气沿偏北风带不断南下,巴尔喀什湖一北疆的低涡
主体东移到东疆一带,在哈密西北部滞留,哈密地区
位于低涡前西南气流中,造成哈密地区的暴雨天气
过程。
18—2O日随着里咸海脊的东移进入新疆,并伴
有较强的正变高东移,西西伯利亚一新疆为高压脊
控制,天气转晴,温度迅速上升,但东疆哈密一奇台
一
带仍为横槽控制,辐合上升运动较强,出现较强对
流天气,连续两天出现雷雨、冰雹天气。
在500 hPa高空伊朗副高的北伸南退较为明
显,里咸海脊在14一l7日向北伸展和向南减退交替
37
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沙漠与绿洲气象
D‘ e 。。s。。。e。。。。r。。。t。。。。。a。。。。n。。。。。d。 。‘ ’。O‘ 。。a。。 。s。。。。i。。s。。。。。。M。。。。。。。。e。。。t。。 。e ‘o r’。 o。。。。l。。。。o。。。g。—y—
ll| 一}
第4卷第1期
2010年2月
出现,表明南北两支急流在不断的相互作用,是这次
暴雨过程的天气学条件。
2.3 850hPa形势分析
850 hPal4日在新地岛以南有一个中心值153
位势什米的冷高中心,在新疆以东的青海一甘肃西
部有132位势什米的低值中心,哈密处于该低值区
内。l5—16日新地岛以南的冷高中心增强南下,中
心南移至67。E,62。N附近,中心值136位势什米。
17—18 13冷高中心南下东移,控制影响哈密地区。
2.4海平面气压分析
海平面气压场14_15日在78。E,64。N有中心
值为1 022 hPa的冷高活动,青海西北一甘肃西部一
新疆东部为987.5 hPa的热低压中心控制,15—16
日冷高中心东移南下,影响哈密地区,出现大风天
气,17日冷高中心东移南下到79。E,59。N附近,其
高压舌已入侵新疆北部地区,高低空系统配合影响
哈密地区暴雨天气。
3 T213物理量产品分析
3.1水汽条件分析
3.1.1水汽通量、相对湿度分析
分析15—16日850~700 hPa水汽通量,850
hPa南疆和田东部到哈密有一带状水汽通量相对大
值区,同孟加拉湾季风槽前西南气流相对应,中心在
且末—铁干里克,中心值为80 g ・CITI ・hPa ;700
hPa从南疆盆地中东部一哈密西南部为水汽通量大
值带,中心值40 g ’・cm ・hPa ;而500 hPa的水汽
通量明显减小,从l5一l7日的T213预报图看,低
层到高层水汽通量大值中心都在向新疆东部地区汇
集,而且水汽通量都明显增大,14时850 hPa水汽通
量大值中心位于哈密西南部90。E,40。N一带,中心
为120 g 1.cm ・hPa~,哈密处于大值覆盖区;14时
700 hPa从乌鲁木齐一北塔山一哈密整个为一个水
汽通量大值中心区(图3),中心值为80 g・ ・cJ・hPa ;
到2O时,850~700 hPa水汽通量都有一个大值中心
覆盖哈密区域。
分析T213的700 500 hPa相对湿度预报场,16
日2O h的高湿中心在86。E,42oN一带。17日02时
高湿中心东移到89。E,43。N一带,并且中心值从
8O%增至90%,17日08时高湿中心东移到哈密西
部的十三间房附近,带状高湿中心东移至哈密上空,
中心值>/90%。哈密上空的两个高湿中心合并为一
个,而且在哈密东部,形状呈>形,说明在高湿区的
西侧有相对湿度较小的人流区。从低层到高层,高
38
湿中心明显的表现为向东倾斜,说明干湿空气的水
平、垂直交换都很强。
图3 2007年7月17日14时700 hPa水汽通量
3.1.2水汽源地及输送机制
从对流层中低层500 hPa、700 hPa的 场、
风场和水汽通量场综合分析,可以反映出此次暴雨
的3个水汽通道路径:一个是北方路径,从新西伯利
亚一阿勒泰一巴里坤;第二个是南方路径,印度洋的
水汽随着副高的南北振荡北上 和田一且末一铁千
里克_÷哈密;第三是东南路径,中低层有水汽从河西
走廊一新疆东部哈密,同时还有水汽不断从青藏高
原北上一青海西部柴达木盆地一哈密。这些水汽在
新疆东部汇集,干湿空气强的水平、垂直交换,增强
了中低层水汽的辐合上升,为暴雨产生提供了充足
的水汽。
3.2动力条件分析
3.2.1散度分析
16日20时700 hPa散度场在哈密有一20x10-%
的散度辐合中心,在500 hPa散度场上哈密有一40x
10 s 的散度辐合中心,而高层200 hPa哈密北侧有
一
中心值为4xlO s 的辐散中心,是典型的中低层
辐合高层辐散的形势,17日O2—14时为最强时段,
与我区出现最大降水时段刚好吻合,02时、08时、14
时的200 hPa和700 hPa差值分别为58、75、60,由
此可见,对流层下层为强辐合区,对流上层为强辐散
区,这种配置增强垂直上升运动,也增强了水汽的垂
直输送。
3.2.2垂直速度分析
16日20时的垂直速度,600~200 hPa都为上升
运动区,最大上升运动中心在400 hPa附近,中心值
为0.7 Pa・S~,在500 hPa沿天山一带上升运动区也
很明显,有两个中心,一个在乌鲁木齐以西,另一个
在哈密附近,中心值均为0.5 Pa・S~,对应200 hPa巴
音郭楞蒙古自治州北部、东疆和北疆地区为上升运
王荣梅等:哈密地区7・17暴雨天气过程分析
动区,中心在吐鲁番附近(图4a,4b)。到17日02时
在哈密附近的上升运动明显加强,在1000~200 hPa
18日20时均在3O以上,其最大值分别为37、36、
35。不稳定能量为这次暴雨天气起到了重要作用。
3.5云图分析
之间,上升速度也明显增大,中心在500hPa附近中
心值为1.0 Pa・S~,17 13 08时上升运动发展最强,
500 hPa上升运动中心位于巴里坤附近,中心值大
1.2 Pa・S~,而对应200 hPa上升运动中心在伊吾附
近,上升速度为0.15 Pa・S (图4c,4d)。到17日14
时700 hPa的垂直速度逐步减小,200~500 hPa的垂
分析FY一2红外云图可以看出:16 13的先兆性
降水是由低涡云系外围分裂出的中高云产生的,其
路径是从南疆盆地向东北方移动到达哈密与从西部
东移过来的云系合并影响哈密地区天气,全地区普
降小雨,云系主体部分东移北上,大部分主体云系在
直速度迅速减小,转为下沉气流,此时正是暴雨产生
的时段。
在大暴雨来临前,从低层到中层都表现为强的
辐合上升运动,有利于大降雨所需不稳定能量的储
存,并在暴雨中激发大量不稳定能量的释放,不断将
水汽输送至暴雨区。
(a)16日20时500hPa (b)16日20时200 hPa
(c)7月17日08时500hPa (d)7月17日200hPa
图4 500 hPa、200 hPa垂直速度场
3.3涡度分析
暴雨来临前在16日20时,700 hPa哈密区域有
负涡度平流中心,而200 hPa哈密区域对应有较强正
涡度平流中心,到17日02时的700 hPa的负涡度平
流中心进一步增强,这种正值(高层)或负值(低层)
结构表明了暖湿气流稳定度小,层结很不稳定,同时
对应的高空槽前有较强的正涡度平流,在正涡度平
流的作用下,对流层中低层降压辐合产生上升运动,
低层暖湿气流抬升促使对流不稳定能量暴发产生局
地对流形成暴雨。
3.4不稳定能量分析
从哈密本站的71o 图分析,17~2O 13的08时
均有不稳定能量,其中17 13 370 hPa以下整层为不
稳定能量区,其它对流层中层都为不稳定能量区;
16—2O日k指数均在20以上,其中16 13 20时一
昌吉至北塔山一带。17日该低涡云系发展东移,其
主体从北塔山东移进入蒙古国,14时以后低涡云系
南端分裂发展成白亮的对流单体逗点云系,对流十
分旺盛,对流单体云系不断发展东南移,17日15时
对流单体逗点云系在东移南下过程中与从哈密南部
北上的云体汇合,暴雨随即发生,一路造成强对流天
气(图5)。
图5 16一l7日卫星云图
4预报思路
(1)从哈密的气候背景来考虑,7月是暴雨发生
集中的时段。1995年7月20日巴里坤县13最大降
雨量达64.1 mm,1984年7月10日,干旱少雨的哈
密出现13 25.5 mm大降水,1990年7月17日七角
井的日最大降雨量为42.2 mm。红柳河最大降雨量
44.2 mm出现在1979年7月16 13。
(2)结合前期天气、上游天气,分析中低层流场
和水汽条件。
(3)根据欧洲中心数值预报,南亚高压双体型中
的青藏高压位置偏西的环流形势下,伊朗高压北抬
与乌拉尔山高压叠加成为主导系统,中亚低涡是影
响系统。欧洲数值预报产品及T213预报产品各种
物理量从24~120 h,连续几天都有较好的对应配
合,大降水条件具备,出现影响哈密暴雨的高空冷涡
天气系统。
5结论
(1)暴雨发生在南亚高压双体型中的青藏高压
39
_ 蠹麓 ¨ l
孳濑 I
0 孽 j— 沙漠与绿洲气象
Desert and Oasis Meteorology
第4卷第1期
2010年2月
位置偏西的环流形势下,伊朗高压北抬与乌拉尔山
高压叠加成为主导系统,中亚低涡是影响系统;在暴
雨发生前24 h,欧亚中高纬度为两槽一脊经向环流
形势,长波槽分别位于欧洲和蒙古国西部到贝加尔
据,这种高层正值低层负值结构表明了暖湿气流稳
定度小,层结很不稳定,对流层中低层存在明显的对
流不稳定,强辐合抬升运动有利于暴雨形成。
(6)卫星云图在短时临近天气预报中有很好的
湖一带,该槽呈东北西南向,在低槽西南方的新疆西
北部上空为较强的切断高空冷涡。
(2)乌拉尔山至中西伯利亚是一长波脊,在中低
指导意义,逗点云系是对流单体发生发展的结果,可
以作为局地对流暴雨的预报指标。
参考文献:
[1】张家宝,邓子风.新疆降水概论【M】.北京:气象出版社,
1987.
纬度上伊朗高压和青藏高压均较强,它们之间从
60。一9O。E季风槽较活跃,槽前西南气流沿青藏高压
西部向北流动,将低纬海洋上的水汽源源不断地从
西藏上空输进新疆,当冷涡逼近东疆时即产生暴雨。
(3)暴雨的3个水汽通道路径:一个是北方路
径,从新西伯利亚一阿勒泰一巴里坤;第二个是南方
路径,印度洋的水汽随着副高的南北振荡北上一和
[2】徐羹慧.“96・7”新疆特大暴雨洪水预报服务技术研究的
综述与启示[J].新疆气象,1997,20(1):1-4.
[3】道然.力Ⅱ帕依,车罡,李如琦.新疆东部地区夏季暴雨的分
析[J].气象,2007,33(2):62—69.
[4]李霞,白慧星,汤浩新疆“96・7”大暴雨过程中主要天气
系统结构的天气动力学分析[J].新疆气象,1997,20(5):
1O一12.
田一且末_铁干里克一哈密;第三是东南路径,中低
层有水汽从河西走廊西一新疆东部哈密,同时还有
水汽不断从青藏高原北上一青海西部柴达木盆地一
新疆东部哈密。
(4)暴雨产生前24 h,有典型的先兆性降水,对
应主要影响天气系统在对流层中低层有明显正涡度
[5】刘惠云,吕新生,杨莲梅.“96・7”新疆特大暴雨中期过程分
析[J].新疆气象,1998,21(1):17—20.
[6】王旭,马禹,赵兵科,等.新疆“96・7”特大暴雨水汽输送通
道研究[J].新疆气象,1999,22(5):5—8.
[7】马淑红,席元伟.新疆暴雨的若干规律性[J].气象学报,
1997,55(2):241—248.
区、垂直上升运动区、大气层结不稳定区,高空槽前
的正涡度平流提供了启动机制,在正涡度平流的作
用下,对流层中低层降压辐合产生上升运动,低层暖
湿气流抬升促使对流不稳定能量暴发,产生局地对
流,形成暴雨。
(5)暴雨发生前,东疆上空被一正涡度中心占
[8】蒋军,谭艳梅,李如琦.2004年7月新疆特大暴雨过程的
诊断分析【JJ_新疆气象,2005,28(4):4—6.
[9】《新疆短期天气预报指导手册》编写组.新疆短期天气预
报指导手册【M】.乌鲁木齐:新疆人民出版社,1986:218.
科技信息
德国专家一行参观树木年轮理化研究
重点开放实验室
2010年2月23日,德国水文生态专家曲喜
乐教授一行9人,在新疆气象局魏文寿副局长、沙
漠气象研究所何清所长的陪同下,参观了中国气
象局树木年轮理化研究重点开放实验室。于瑞德
副所长介绍了研究所的基本情况及近年来所取得
的科研成果。随后德国专家参观了树木年轮理化
实验室的激光粒度仪室、大气化学试验室、理化树
木年轮宽度测量和密度分析室、同位素试验室等。
专家们对树木年轮的分析过程非常感兴趣,认真 .
地听取科研人员的介绍,仔细向科研人员询问各纛
种分析仪器的操作步骤。实验室基于树木年轮的
气候变化研究工作给德国专家留下了深刻的印
象,两国专家在今后加强在气候变化研究领域的 一
合作交流方面达成了一致意向。
(李敏)
2024年6月5日发(作者:项慧)
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哈密地区7・1 7暴雨天气过程分析
王荣
梅,道然,屠月青
哈密839001)
(哈密地区
气象局,新疆
摘要:对2007年7月16—19日哈密暴雨天气过程的分析表明:这次暴雨是伊朗副高北
伸,里成海长脊,与乌拉尔山高压脊反气旋型接通,推动中亚低涡东移进入新疆,在哈密滞留造
成的。深厚的低值系统从低层到中层都表现为强的辐合上升运动,为暴雨产生提供很强的动力
条件,有利于暴雨所需不稳定能量的储存,低层风场辐合及中高层强西南气流不断将水汽输送
至暴雨区,为暴雨提供充足的水汽,冷暖、干湿空气的水平、垂直交换等在暴雨中激发大量不稳
定能量的释放加强了对流,这都是暴雨产生的直接有利条件,欧洲数值预报产品、T213物理量
场和FY一2红外云图进行暴雨天气预报具有较好的指导意义。
关键词:暴雨;环流形势;低涡;物理量
中图分类号:P468 文献标识码:B 文章编号:1002—0799(2010)O1—0036—05
Analysis of Rainstorm on 7th July 2007 in Hami Area
WANG Rong—mei。DAO Ran,TU rue—qing
(Hami meteorological bureau,Hami 83900 1,China)
Abstract:The weather process O±a rainstorm in Hami from 1 6th to 1 9th July in 2007 were
analyzed,and it is resulted that the northward Iran subtropical high and the high pressure ridge
near the Ural Mountain drived depression in mid-Asia to Xinjiang and stayed in Hami area.Strong
depression made intense convergence ascending from low layer to middle layer,which provided
strong dynamic condition for rainstorm as it was vailable for the deposit of instable energy necessary
orf rainstorm.Convergence of wind field in low layer and strong south-west air flow made abundant
vapour,and horizontal and vertical encharge between cold-warm air and dry-wet air exploded mass
instability energy and intensiifed convection.aII above could directly cause the rainstorm.Rainstorm
would be well forecasted by ECMWF,physical field of T2 1 3 and infrared cloud imagery FY-2.
Key words:rainstorm;circulation pattern;low vortex;physical quantity
哈密地区位于我国极端干旱区,哈密市年水量
旱地区的暴雨引起气象学者们关注,并进行了不少
39.1 mm,降水主要集中在夏季。哈密地区暴雨较少
见,但是一旦出现即可引发洪水,往往造成山洪暴
发,冲毁农田、破坏公路、铁路,使通讯中断等,对当地
造成极大的经济损失。随着社会经济的飞速发展,干
收稿日期:2008—09—11;修回Et期:2009—11-06
作者简介:王荣梅(1968一),女,工程师,主要从事中短期天气预报工
作。E-maihxjhmcg@sohu.con
研究 ]。但暴雨是哈密地区的小概率事件,在预报上
直是难题,因此对暴雨个例进行深入细致分析十
分必要。对当地典型的暴雨过程进行分析,寻找暴雨
一
短期预报指标,对提高暴雨预报准确率和改进服务
水平是非常有利的,也极为迫切。2007年7月l6一
日,中亚低涡东移进人新疆后滞留,致使哈密地
区出现了一次暴雨天气过程。针对这次暴雨天气过
王荣梅等:哈密地区7・17暴雨天气过程分析
程,应用环流形势、物理量场、数值预报及卫星云图
2.2 500hPa形势分析
资料,综合分析了暴雨过程中的环流影响系统演变、
水汽条件、动力条件,并归纳了预报思路,对改进和
提高哈密地区的暴雨短期预报水平具有一定的意
义。
此次暴雨过程前(13—14日),欧亚范围内环流
经向度较大,欧洲为低压槽活动区,乌拉尔山附近为
较强的高压脊控制,咸海一巴尔喀什湖之间的中亚
地区为较深厚的低涡控制,其中心强度维持在564
位势什米,同时新疆东部下游地区南部从云贵高
1天气实况与灾情概述
原一青藏高原为一高压脊控制。
15日,槽脊系统开始东移,里咸海脊加强北伸,
环流经向度进一步加大,脊前北风带建立引导北方
1.1天气实况
2007年7月16—19日哈密地区出现一次暴雨
天气过程,遭遇了150 a不遇的特大洪水袭击。过程
降水量分别为:哈密市23.2 mm、巴里坤79.8 mm、伊
吾79.6 mm、十三间房20.6 mm、红柳河8.8 mm。最
大日降水量出现在17日,分别是:哈密市21.8 mm、
巴里坤49.7 mm、伊吾56.0 mm、十三间房18.8 mm、
红柳河5.3 mm,其中伊吾日降水量打破历史记录、
哈密市和巴里坤H降水量居历史第2位。
1.2灾情
暴雨发生后,从山区各沟口奔涌而出的洪水最
大流量>300 m3/s,洪水越过戈壁,冲断3 12国道和兰
新铁路,导致哈密区域多处道路、桥梁、通讯、水利、
电力等基础设施严重损毁,农田、房屋被淹,两县一
市25个乡(镇)和农十三师各团场严重受灾,受灾人
口25 928户l0.5万人,这次暴雨天气造成哈密全
地区直接经济损失总计5亿元。
2环流形势及影响系统分析
2.1 100hPa形势分析
13—15日100 hPa南亚高压呈明显的双体型,
中心分别在伊朗高原上空和青藏高原东部上空,里
海一乌拉尔—新地岛为较强的高压脊控制,西西伯
利亚一中亚为深厚的低压槽活动区,16一l7日伊朗
高原上空和青藏高原上空的两个高压中心东西移动
非常明显,一度出现相互打通的现象(图1)。
图1 2007年7月17日08时lO0 hPa形势图
冷空气南下,中亚低涡中心对应有一12℃的冷中心
(图2)。
图2 2007年7月15日08时500 hPa形势图
16日随着槽脊系统发生变化,北支锋区快速东
移,乌拉尔地区的高压中心(强度584位势什米)发
展东扩,使中亚一巴尔喀什湖的低涡东移进人新疆,
北疆及沿天山一带出现降水天气,低值系统前有短
波东移,哈密处于低槽前西南气流区,出现小量的先
兆性降水。
17日,乌拉尔山形成阻高形势,中亚为切断低
涡。伊朗副高伸至50。N,并与东移的里咸海脊叠加,
主导系统发生了替换并向北发展,脊前较强的冷空
气沿偏北风带不断南下,巴尔喀什湖一北疆的低涡
主体东移到东疆一带,在哈密西北部滞留,哈密地区
位于低涡前西南气流中,造成哈密地区的暴雨天气
过程。
18—2O日随着里咸海脊的东移进入新疆,并伴
有较强的正变高东移,西西伯利亚一新疆为高压脊
控制,天气转晴,温度迅速上升,但东疆哈密一奇台
一
带仍为横槽控制,辐合上升运动较强,出现较强对
流天气,连续两天出现雷雨、冰雹天气。
在500 hPa高空伊朗副高的北伸南退较为明
显,里咸海脊在14一l7日向北伸展和向南减退交替
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沙漠与绿洲气象
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第4卷第1期
2010年2月
出现,表明南北两支急流在不断的相互作用,是这次
暴雨过程的天气学条件。
2.3 850hPa形势分析
850 hPal4日在新地岛以南有一个中心值153
位势什米的冷高中心,在新疆以东的青海一甘肃西
部有132位势什米的低值中心,哈密处于该低值区
内。l5—16日新地岛以南的冷高中心增强南下,中
心南移至67。E,62。N附近,中心值136位势什米。
17—18 13冷高中心南下东移,控制影响哈密地区。
2.4海平面气压分析
海平面气压场14_15日在78。E,64。N有中心
值为1 022 hPa的冷高活动,青海西北一甘肃西部一
新疆东部为987.5 hPa的热低压中心控制,15—16
日冷高中心东移南下,影响哈密地区,出现大风天
气,17日冷高中心东移南下到79。E,59。N附近,其
高压舌已入侵新疆北部地区,高低空系统配合影响
哈密地区暴雨天气。
3 T213物理量产品分析
3.1水汽条件分析
3.1.1水汽通量、相对湿度分析
分析15—16日850~700 hPa水汽通量,850
hPa南疆和田东部到哈密有一带状水汽通量相对大
值区,同孟加拉湾季风槽前西南气流相对应,中心在
且末—铁干里克,中心值为80 g ・CITI ・hPa ;700
hPa从南疆盆地中东部一哈密西南部为水汽通量大
值带,中心值40 g ’・cm ・hPa ;而500 hPa的水汽
通量明显减小,从l5一l7日的T213预报图看,低
层到高层水汽通量大值中心都在向新疆东部地区汇
集,而且水汽通量都明显增大,14时850 hPa水汽通
量大值中心位于哈密西南部90。E,40。N一带,中心
为120 g 1.cm ・hPa~,哈密处于大值覆盖区;14时
700 hPa从乌鲁木齐一北塔山一哈密整个为一个水
汽通量大值中心区(图3),中心值为80 g・ ・cJ・hPa ;
到2O时,850~700 hPa水汽通量都有一个大值中心
覆盖哈密区域。
分析T213的700 500 hPa相对湿度预报场,16
日2O h的高湿中心在86。E,42oN一带。17日02时
高湿中心东移到89。E,43。N一带,并且中心值从
8O%增至90%,17日08时高湿中心东移到哈密西
部的十三间房附近,带状高湿中心东移至哈密上空,
中心值>/90%。哈密上空的两个高湿中心合并为一
个,而且在哈密东部,形状呈>形,说明在高湿区的
西侧有相对湿度较小的人流区。从低层到高层,高
38
湿中心明显的表现为向东倾斜,说明干湿空气的水
平、垂直交换都很强。
图3 2007年7月17日14时700 hPa水汽通量
3.1.2水汽源地及输送机制
从对流层中低层500 hPa、700 hPa的 场、
风场和水汽通量场综合分析,可以反映出此次暴雨
的3个水汽通道路径:一个是北方路径,从新西伯利
亚一阿勒泰一巴里坤;第二个是南方路径,印度洋的
水汽随着副高的南北振荡北上 和田一且末一铁千
里克_÷哈密;第三是东南路径,中低层有水汽从河西
走廊一新疆东部哈密,同时还有水汽不断从青藏高
原北上一青海西部柴达木盆地一哈密。这些水汽在
新疆东部汇集,干湿空气强的水平、垂直交换,增强
了中低层水汽的辐合上升,为暴雨产生提供了充足
的水汽。
3.2动力条件分析
3.2.1散度分析
16日20时700 hPa散度场在哈密有一20x10-%
的散度辐合中心,在500 hPa散度场上哈密有一40x
10 s 的散度辐合中心,而高层200 hPa哈密北侧有
一
中心值为4xlO s 的辐散中心,是典型的中低层
辐合高层辐散的形势,17日O2—14时为最强时段,
与我区出现最大降水时段刚好吻合,02时、08时、14
时的200 hPa和700 hPa差值分别为58、75、60,由
此可见,对流层下层为强辐合区,对流上层为强辐散
区,这种配置增强垂直上升运动,也增强了水汽的垂
直输送。
3.2.2垂直速度分析
16日20时的垂直速度,600~200 hPa都为上升
运动区,最大上升运动中心在400 hPa附近,中心值
为0.7 Pa・S~,在500 hPa沿天山一带上升运动区也
很明显,有两个中心,一个在乌鲁木齐以西,另一个
在哈密附近,中心值均为0.5 Pa・S~,对应200 hPa巴
音郭楞蒙古自治州北部、东疆和北疆地区为上升运
王荣梅等:哈密地区7・17暴雨天气过程分析
动区,中心在吐鲁番附近(图4a,4b)。到17日02时
在哈密附近的上升运动明显加强,在1000~200 hPa
18日20时均在3O以上,其最大值分别为37、36、
35。不稳定能量为这次暴雨天气起到了重要作用。
3.5云图分析
之间,上升速度也明显增大,中心在500hPa附近中
心值为1.0 Pa・S~,17 13 08时上升运动发展最强,
500 hPa上升运动中心位于巴里坤附近,中心值大
1.2 Pa・S~,而对应200 hPa上升运动中心在伊吾附
近,上升速度为0.15 Pa・S (图4c,4d)。到17日14
时700 hPa的垂直速度逐步减小,200~500 hPa的垂
分析FY一2红外云图可以看出:16 13的先兆性
降水是由低涡云系外围分裂出的中高云产生的,其
路径是从南疆盆地向东北方移动到达哈密与从西部
东移过来的云系合并影响哈密地区天气,全地区普
降小雨,云系主体部分东移北上,大部分主体云系在
直速度迅速减小,转为下沉气流,此时正是暴雨产生
的时段。
在大暴雨来临前,从低层到中层都表现为强的
辐合上升运动,有利于大降雨所需不稳定能量的储
存,并在暴雨中激发大量不稳定能量的释放,不断将
水汽输送至暴雨区。
(a)16日20时500hPa (b)16日20时200 hPa
(c)7月17日08时500hPa (d)7月17日200hPa
图4 500 hPa、200 hPa垂直速度场
3.3涡度分析
暴雨来临前在16日20时,700 hPa哈密区域有
负涡度平流中心,而200 hPa哈密区域对应有较强正
涡度平流中心,到17日02时的700 hPa的负涡度平
流中心进一步增强,这种正值(高层)或负值(低层)
结构表明了暖湿气流稳定度小,层结很不稳定,同时
对应的高空槽前有较强的正涡度平流,在正涡度平
流的作用下,对流层中低层降压辐合产生上升运动,
低层暖湿气流抬升促使对流不稳定能量暴发产生局
地对流形成暴雨。
3.4不稳定能量分析
从哈密本站的71o 图分析,17~2O 13的08时
均有不稳定能量,其中17 13 370 hPa以下整层为不
稳定能量区,其它对流层中层都为不稳定能量区;
16—2O日k指数均在20以上,其中16 13 20时一
昌吉至北塔山一带。17日该低涡云系发展东移,其
主体从北塔山东移进入蒙古国,14时以后低涡云系
南端分裂发展成白亮的对流单体逗点云系,对流十
分旺盛,对流单体云系不断发展东南移,17日15时
对流单体逗点云系在东移南下过程中与从哈密南部
北上的云体汇合,暴雨随即发生,一路造成强对流天
气(图5)。
图5 16一l7日卫星云图
4预报思路
(1)从哈密的气候背景来考虑,7月是暴雨发生
集中的时段。1995年7月20日巴里坤县13最大降
雨量达64.1 mm,1984年7月10日,干旱少雨的哈
密出现13 25.5 mm大降水,1990年7月17日七角
井的日最大降雨量为42.2 mm。红柳河最大降雨量
44.2 mm出现在1979年7月16 13。
(2)结合前期天气、上游天气,分析中低层流场
和水汽条件。
(3)根据欧洲中心数值预报,南亚高压双体型中
的青藏高压位置偏西的环流形势下,伊朗高压北抬
与乌拉尔山高压叠加成为主导系统,中亚低涡是影
响系统。欧洲数值预报产品及T213预报产品各种
物理量从24~120 h,连续几天都有较好的对应配
合,大降水条件具备,出现影响哈密暴雨的高空冷涡
天气系统。
5结论
(1)暴雨发生在南亚高压双体型中的青藏高压
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孳濑 I
0 孽 j— 沙漠与绿洲气象
Desert and Oasis Meteorology
第4卷第1期
2010年2月
位置偏西的环流形势下,伊朗高压北抬与乌拉尔山
高压叠加成为主导系统,中亚低涡是影响系统;在暴
雨发生前24 h,欧亚中高纬度为两槽一脊经向环流
形势,长波槽分别位于欧洲和蒙古国西部到贝加尔
据,这种高层正值低层负值结构表明了暖湿气流稳
定度小,层结很不稳定,对流层中低层存在明显的对
流不稳定,强辐合抬升运动有利于暴雨形成。
(6)卫星云图在短时临近天气预报中有很好的
湖一带,该槽呈东北西南向,在低槽西南方的新疆西
北部上空为较强的切断高空冷涡。
(2)乌拉尔山至中西伯利亚是一长波脊,在中低
指导意义,逗点云系是对流单体发生发展的结果,可
以作为局地对流暴雨的预报指标。
参考文献:
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1987.
纬度上伊朗高压和青藏高压均较强,它们之间从
60。一9O。E季风槽较活跃,槽前西南气流沿青藏高压
西部向北流动,将低纬海洋上的水汽源源不断地从
西藏上空输进新疆,当冷涡逼近东疆时即产生暴雨。
(3)暴雨的3个水汽通道路径:一个是北方路
径,从新西伯利亚一阿勒泰一巴里坤;第二个是南方
路径,印度洋的水汽随着副高的南北振荡北上一和
[2】徐羹慧.“96・7”新疆特大暴雨洪水预报服务技术研究的
综述与启示[J].新疆气象,1997,20(1):1-4.
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析[J].气象,2007,33(2):62—69.
[4]李霞,白慧星,汤浩新疆“96・7”大暴雨过程中主要天气
系统结构的天气动力学分析[J].新疆气象,1997,20(5):
1O一12.
田一且末_铁干里克一哈密;第三是东南路径,中低
层有水汽从河西走廊西一新疆东部哈密,同时还有
水汽不断从青藏高原北上一青海西部柴达木盆地一
新疆东部哈密。
(4)暴雨产生前24 h,有典型的先兆性降水,对
应主要影响天气系统在对流层中低层有明显正涡度
[5】刘惠云,吕新生,杨莲梅.“96・7”新疆特大暴雨中期过程分
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区、垂直上升运动区、大气层结不稳定区,高空槽前
的正涡度平流提供了启动机制,在正涡度平流的作
用下,对流层中低层降压辐合产生上升运动,低层暖
湿气流抬升促使对流不稳定能量暴发,产生局地对
流,形成暴雨。
(5)暴雨发生前,东疆上空被一正涡度中心占
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诊断分析【JJ_新疆气象,2005,28(4):4—6.
[9】《新疆短期天气预报指导手册》编写组.新疆短期天气预
报指导手册【M】.乌鲁木齐:新疆人民出版社,1986:218.
科技信息
德国专家一行参观树木年轮理化研究
重点开放实验室
2010年2月23日,德国水文生态专家曲喜
乐教授一行9人,在新疆气象局魏文寿副局长、沙
漠气象研究所何清所长的陪同下,参观了中国气
象局树木年轮理化研究重点开放实验室。于瑞德
副所长介绍了研究所的基本情况及近年来所取得
的科研成果。随后德国专家参观了树木年轮理化
实验室的激光粒度仪室、大气化学试验室、理化树
木年轮宽度测量和密度分析室、同位素试验室等。
专家们对树木年轮的分析过程非常感兴趣,认真 .
地听取科研人员的介绍,仔细向科研人员询问各纛
种分析仪器的操作步骤。实验室基于树木年轮的
气候变化研究工作给德国专家留下了深刻的印
象,两国专家在今后加强在气候变化研究领域的 一
合作交流方面达成了一致意向。
(李敏)