2019年7月10日石河子一次强对流天气过程成因分析

摘要：运用常规气象观测资料、自动站数据资料、多普勒雷达资料等，重点剖析2019年7月10日石河子地区一次强对流天气成因。结果表明：本次强对流天气表现出持续时间长、强度大、危害严重等特点，中纬度高空波动、低空切变线为本次强暴雨过程的主要影响系统；

充沛的水汽为云的形成和降水提供了物质基础，强烈的垂直风切变和辐合上升运动为对流系统的持续维持与增强提供了有利条件。以上各种条件相互影响与配合，引发了本次强对流天气过程。

关键词：暴雨；强对流；水汽条件；动力条件；石河子

引言

21世纪以来，随着全球变暖变暖愈演愈烈，各地区强对流天气呈多发、重发态势，严重影响了大众日常生产生活及社会经济发展，甚至还会引发人员伤亡。因此，深入研究强对流天气成因非常有必要。当前，国内外在这一领域的研究成果颇丰，其中张靖玮[1]探析2023年8月5日河南鹤壁市一次强对流天气可见，副热带高压、冷涡、地面中尺度辐合线、低层切变线为本次强对流过程的主要影响系统；王秀琴[2]研究2013年6月10-14日石河子垦区一次强对流过程，得出西伯利亚冷涡、短波自冷涡底部不断分裂出来是本次强对流过程的主要影响系统。

石河子市（43°26′~45°20′E，84°58′~86°24′N）地处天山北麓中段，古尔班通古特大沙漠南缘，全市总面积456.84km2，境内地势平坦，平均海拔450.8m，整体呈自东南向西北略微倾斜的特点。境内隶属于温带大陆性气候区，冬季漫长而寒冷，夏季短暂而炎热。据统计，年均温在25.1~26.1℃之间，年降水量在125.0~207.7mm之间，年日照时数在2721~2818h之间。受石河子特殊地形、气候等综合影响，当地强对流天气频发，由此产生的影响及危害严峻。有关强对流天气的预报一直以来都是气象领域的重难点问题。为此，本文以2019年7月10日发生在石河子地区的一强对流天气为例，重点剖析本次强对流天气成因，对于掌握此类强对流天气形成原因，尽可能减少由此造成的影响及损失等具有重要意义。

1暴雨实况及灾情

2019年7月10-11日，石河子垦区出现强对流天气过程，主要为短时暴雨，且伴随着雷暴大风、雷电等，具体降雨量如下表1。

表1 2019年7月10日16时至11日02时降雨量统计

结合上表1可见，本次强对流过程发生时，一四三团卡子湾拦洪坝与乌兰乌苏出现大暴雨，其降雨量分别为68.2mm、56.8mm，以7月10日19时至20时小时雨量最大，为32.1mm[3]。

据相关部门数据统计，本次强对流天气导致一四三团一共15个单位不同程度受灾，周边8连-11连、19连、团一中、紫泥泉4连、良繁连等单位一共超80户住户进水，周边小麦地、菜地、棉田、腊桃园等不同程度遭受洪水侵袭，同时还会损坏少量树木与渠道，由此造成300多户群众受灾，农作物受灾面积超1000hm2，超130户房屋遭受雨水浸泡，由此造成的经济财产损失达2000多万元。

2天气形势分析

    7月9日，500hPa中高纬度地区维持两槽一脊的环流形势，其中高压脊位于乌拉尔山，与30°~50°间波动，到10日08时欧洲低值系统逐渐向东南方向延伸，此时位于乌拉尔山的高压脊快速发展，环流经向度显著增加[4]。到10日18时左右，受中纬度短波分裂且东移影响，石河子部分地区开始出现降雨天气现象，局部地区中到大雨。与此同时，高低空均出现有西南急流，在其作用下，源于阿拉伯海的水汽持续不间断输送至石河子地区，也使暖湿气流输送显著增强。700~850hPa位置处，北疆沿天山一带出现一条明显的切变线，并呈西北—东南向分布，其南部分布有暖平流，而北部分布有冷平流，在冷暖平流的影响下，北疆沿天山一带大气极不稳定。之后，随着低压槽的逐渐向东移动，再加上槽前正涡度平流影响，低层切变线周边辐合上升运动显著增强，不仅激发了大量的不稳定能量释放[5]，还引发了强降雨天气现象。

3物理量诊断

3.1水汽条件

强对流暴雨的发生与发展离不开充沛的水汽条件[6]。在石河子本次强对流天气发生之前，大气水汽含量明显增加，其水汽主要源于阿拉伯海。结合湿度场可见，在对流层低层，石河子地区相对湿度较高。分析ECWMF细网格700hPa与850hPa相对湿度预报场可见，石河子地区南部湿度在70%~90%，且持续维持至11日08时，形成了一个有利于水汽聚集的环境。相对湿度的增大使得空气接近饱和状态，一旦有上升运动触发，水汽极易凝结成云致雨。而且湿度的垂直分布也较为特殊，下层湿度大，上层相对干燥，这种湿度的垂直梯度有利于水汽在上升过程中的凝结和潜热释放，进一步促进对流发展。

3.2动力条件

垂直风切变在强对流天气发生发展中也具有重要作用。7月10日，石河子地区上空垂直风切变较强。在对流层内，不同高度的风速和风向存在明显差异。以上垂直风切变形势致使上升空气柱倾斜，一方面有利于维持对流系统的垂直发展，防止对流单体过早崩溃；另一方面，倾斜的上升气流可将不同高度的水汽、热量等进行有效的垂直交换，进而增强对流的强度。另外，近地面层还出现明显的气流辐合现象，在此作用下空气被迫抬升[7]。当水汽和热力条件适宜时，极易形成对流云团。再加上，高空辐散场配合良好，高空的辐散使得上升的空气不断向上输送，形成一个持续的上升通道，有利于强对流天气系统的维持和发展。

4结语

本文通过剖析2019年7月10日石河子地区强对流天气成因，其结论如下：

（1）本次强对流天气表现出持续时间长、强度大、危害严重等特点，中纬度高空波动、低空切变线为本次强暴雨过程的主要影响系统；

    （2）充沛的水汽为云的形成和降水提供了物质基础，强烈的垂直风切变与辐合上升运动为强对流系统的持续维持与发展提供了良好条件。以上各种条件相互影响与配合，引发了本次强对流天气过程。

参考文献：

[1]张靖玮.鹤壁市2023年8月5日一次强对流天气过程分析[J].农业灾害研究，2024,14（03）：200-202.

[2]王秀琴.石河子地区一次暴雨天气中尺度特征分析[J].新疆农垦科技，2019,42（07）：41-44.

[3]徐腊梅.石河子地区一次暴雨天气过程气象服务分析评价[J].新疆农垦科技，2019,42（09）：42-45.

[4]解晋，周宁芳.2019年7月大气环流和天气分析[J].气象，2019,45（10）：1494-1500.

[5]雷薇.石河子“20220506”大到暴雨天气过程诊断分析[J].中文科技期刊数据库（全文版）自然科学，2022（07）：208-211.

[6]束艾青，魏鸣，武芳等.2019年7月10日四川一次暴雨过程的数值模拟与诊断分析[J].兰州大学学报（自然科学版），2021,57（04）：551-558+568.

[7]刘兰，刘莉，尹育红.2019年4月7日新疆石河子一四三团暴雨天气分析[J].新疆农垦科技，2019,42（06）：40-42.

作者简介：孙硕阳，（1995.06），男，汉族，江苏徐州，大学本科，助理工程师，从事研究方向或职业：气象观测及综合业务岗。