1 引言
青藏高原是中国最大、 海拔最高的高原， 被称为“世界屋脊”， 它地势险峻， 地形复杂， 总面积约250×104 km2， 一般海拔在3000~5000 m， 与亚洲中部大山系-昆仑山脉（帕米尔高原、 喀喇昆仑山、 昆仑山、 阿尔金山）、 祁连山相连， 海拔4500 m左右， 是青藏高原的核心部分。南疆塔里木盆地是亚洲大陆的干旱中心， 平原区年降水量在100 mm以下， 其南部的昆仑山西窄东宽， 总面积约50×104 km2， 长2500 km， 山脉北部平原区年平均降水量多为25~50 mm。近年来昆仑山北坡及山前强降水事件频繁发生， 局地洪涝灾害严重， 如2019年6月24 -26日昆仑山北坡出现的罕见暴雨过程， 造成和田地区和巴州南部部分居民房屋、 乡村道路、 农作物及牲畜家禽均不同程度受灾受损。2010年之前昆仑山脉气象观测站点稀少， 了解山区降水困难， 昆仑山脉及北坡暴雨研究鲜少涉及， 暴雨研究主要围绕南疆盆地边缘国家气象站资料开展分析， 在环流形势、 天气系统方面， 南疆暴雨发生在南亚高压双体型（高压中心分别位于伊朗高原和青藏高原东部）及中亚低槽向南切涡有利环流背景下（张云惠， 2013）； 中亚低涡前西南气流中发展小槽是2015年5月南疆一次强降水的影响系统， 对流层高层加剧的抽吸作用和高低空急流的耦合作用是此次降水动力抬升机制（孙颖姝， 2019）； 中亚低涡以东南路径进入南疆可造成南疆西部喀什地区、 克州、 和田地区强降水（张云惠， 2012 ）； 南疆短时强降水可发生在500 hPa高压脊前西北气流内， 也可出现在低涡底部平直西风带中（曾勇和杨莲梅， 2017）； 南疆短时强降水发生时影响系统分为中亚低槽（涡）型、 西伯利亚低槽（涡）型和西风短波型3型（黄艳， 2018）； 南疆西部暴雨偏多的环流背景为500 hPa乌拉尔山高压脊和极地低压偏强， 100 hPa南亚高压东西振荡， 700 hPa以下东风气流是暴雨强度、 落区、 持续时间的重要因素之一（努尔比亚·吐尼牙孜， 2019）。在水汽方面， 南疆强降水天气水汽源地不尽相同， 水汽可来源于黑海和里海（孙颖姝， 2019）， 也可自孟加拉湾、 阿拉伯海沿西南气流经青藏高原西侧输送至南疆西部（努尔比亚·吐尼牙孜， 2019）， 阿拉伯海和孟加拉湾水汽随偏南气流向南疆西部输送， 造成持续暴雨， 偏南风持续增速加大了水汽的输送（张云惠， 2015）； 南疆暴雨水汽主源地在阿拉伯海和孟加拉湾， 水汽输送有西方、 西南和偏东3条路径（赵克明， 2017）， 并发现锋生函数和湿位涡与南疆西部降水有很好的对应关系（李如琦， 2017）。研究得出， 在南疆和昆仑山北麓地区， 小时极端降水强度东部大于西部， 南疆小时极端降水量对其夏季总降水量的贡献率也大于北疆（杨霞， 2020）， 进一步印证对南疆和昆仑山北坡暴雨天气研究的必要性。
近几年昆仑山北坡新建了多个加密地面自动气象站， 提供了第一手气象数据， 研究昆仑山脉天气变化及预报成为可能。昆仑山与藏北高原相连， 高原低涡和切变线等天气系统对此次暴雨发生有无影响？如果有如何影响？高原天气系统在水汽输送和动力抬升等方面发挥了哪些作用？这些均是昆仑山北坡暴雨值得研究的重要科学问题。本文就2019年6月24 -26日昆仑山北坡罕见的暴雨过程， 利用昆仑山北坡加密自动站逐时数据、 常规地面观测和高空探测资料、 FY2G静止卫星、 欧洲预报中心ECMWF模式预报初始场资料（空间分辨率0.125°×0.125°）， 分析此次暴雨过程的大尺度环流背景、 天气系统及高低空配置， 重点揭示青藏高原天气系统对昆仑山北坡暴雨天气的影响机制， 获取昆仑山北坡暴雨天气多个天气系统空间结构、 相互作用及机理的初步认识， 为提升昆仑山北坡暴雨预报水平和南疆防灾减灾气象保障能力提供技术支撑。
2 暴雨实况
2019年6月23日20:00（北京时， 下同）至26日20:00， 昆仑山北坡至南疆盆地南缘的和田地区南部-巴音郭楞蒙古自治州（简称巴州， 下同）西南部一线出现暴雨［图1（a）］， 据新疆降水量级标准和加密自动站气象数据（日雨量时间为前一天的20:00至次日20:00）， 此次天气共44站暴雨（日雨量≥24.1~48.0 mm）、 7站大暴雨（日雨量≥48.1~96.0 mm）， 选取和田地区策勒县奴尔乡努尔河战斗渠渠首（36.24°N、 81.01°E， 海拔2339 m）、 民丰县若克雅乡塔勒坎勒克（36.96°N、 82.84°E， 海拔3166 m）和巴州且末县阿羌乡依山干河（37.3°N、 85.47°E， 海拔2947 m）3个自动气象站为暴雨代表点（表1）。最大暴雨中心为和田地区民丰县若克雅乡塔勒坎勒克， 累计雨量97.6 mm， ≥0.1 mm降雨持续53 h［图1（b）］； 最大日雨量在和田地区策勒县奴尔乡努尔河战斗渠渠首， 25日雨量61.3 mm； 最大小时雨强为巴州且末县阿羌乡依山干河， 25日00:00 -01:00， 小时雨量16.0 mm（达新疆短时强降水标准）。25日大暴雨范围最广， 6站大暴雨（49.2~61.3 mm）， 国家站2站日雨量（和田市25日27.7 mm、 巴州且末县26日48.7 mm）突破气象记录以来极大值。
图1 2019年6月23日20:00至26日20:00新疆累计降雨（a， 单位： mm）和最大暴雨中心（a中白色圆点）逐小时降水和气温（b）变化Fig.1 The cumulative rainfall （a， unit： mm） hourly precipitation and temperature （b） change at Talekanlik Station in Ruokeya Township， Minfeng County in Xinjiang from 20:00 on June 23 to 20:00 on 26 June 2019 |
表1 2019年6月23日20:00至26日20:00昆仑山北坡3个暴雨代表点降水概况Table 1 Overview of precipitation at three representative points of heavy rain on the northern slope of Kunlun Mountain from 20:00 on 23 to 20:00 on 26 June 2019 |
| 最强暴雨代表站 | 累计雨量 /mm | 最强降雨日 | 最大小时降雨 | ≥0.1 mm 降雨 小时数/h | 小时雨强 ≥5 mm 小时数/h | ||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 日雨量 /mm | 日期 | 最大小时雨强 /（mm·h-1） | 出现时间 | ||||||
| 和田地区 | 策勒县 | 奴尔乡努尔河战斗渠渠首 | 80.3 | 61.3 | 25日 | 7.9 | 25日06:00 | 42 | 5 |
| 民丰县 | 若克雅乡塔勒坎勒克 | 97.6 | 54.1 | 25日 | 14.2 | 23日23:00 | 53 | 4 | |
| 巴州 | 且末县 | 阿羌乡依山干河 | 54.6 | 43.6 | 26日 | 16.0 | 25日00:00 | 36 | 1 |
3 环流形势及天气系统
本文环流形势图中涉及的地图底图来自中国气象信息综合分析处理系统（Micaps 4）制作， 底图无修改。
3.1 暴雨发生在100 hPa南亚高压双体型转青藏高压单体型后
按照钱永甫等（2002）南亚高压定义， 100 hPa上以75°E 为界， 结合高压中心， 将南亚高压分为青藏高压型、 伊朗高压型和双体型3型， 依此定义， 此次暴雨中南亚高压出现了双体型和青藏高压型2型， 并有东西和南北振荡。6月16 -21日， 100 hPa南亚高压出现双体型并维持， 16日08:00南亚高压双体型形成， 2个高压中心分别位于伊朗高原（25°N -27°N、 50°E -53°E）和青藏高原东部（24°N -28°N、 95°E -100°E）， 中心强度均为1680 dagpm， 20日青藏高压向西北方移动并加强， 22日20:00伊朗高压闭合高中心消失， 双体型转为青藏高压型单体型。24日20:00青藏高压最强， 高压中心移至青藏高原南部， 较19日西移约7个经距、 北移1~3个纬距， 中心增至1692~1694 dagpm［图2（a）］。25日08:00 -20:00青藏高压位置稳定， 强度减弱， 高压中心降至1690 dagpm［图2（b）］并持续至26日20:00。
以往南疆高压对南疆降水影响主要侧重于盆地平原地区， 张家宝等（1986）认为， 100 hPa南亚高压影响新疆气候和南疆降水， 南疆多雨时段南亚高压呈双体型， 此地域多指南疆塔里木盆地平原区， 且以南疆西部喀什地区、 克州居多； 从气候态来看， 南亚高压为青藏高压型分布时除塔里木盆地西南部降水偏多外， 新疆其余地方降水均偏少（王前， 2017）。此次南亚高压分布形态与上述结论均不同， 主要表现在昆仑山北坡暴雨发生在南亚高压双体型转为青藏高压单体型之后， 暴雨发生前， 南亚高压持续双体型形态， 当双体型转为青藏高压单体型后， 昆仑山北坡强雨开始， 青藏高压强度减弱过程中， 昆仑山北坡降雨并不立即停止， 还将至少持续数小时。
3.2 500 hPa“两高夹一低”形势下多个天气系统共存与作用
高原低涡和切变线早在1981年就给出了定义（青藏高原气象科学研究拉萨会战组， 1981）， 高原低涡是指500 hPa上70°E -110°E、 27°N -40°N 范围内， 出现闭合等高线的低压或者3站风向呈气旋性环流的涡旋系统； 高原切变线是指500 hPa存在3站以上风向对吹的辐合线， 且长度大于5个经/纬度， 高原低涡、 切变线对高原天气有重要影响， 青藏高原低涡是高原特殊的天气系统（赵平和陈隆勋， 2001）。夏季高原暴雨与高原切变线活动密切相关（徐建芬， 2000）， 夏季高原的非绝热加热作用对切变线强度起到加强作用（陶诗言， 1984）， 高原感热加强也会导致新疆降水增多（姚秀萍， 2019）， 高原边坡的竖切变线与横切变线相比， 更容易产生强对流天气， 且诊断物理量增幅大于横切变线对应的物理量（刘新伟， 2020）。上述研究说明高原切变线对新疆降水有影响， 但高原切变线和低涡对昆仑山北坡暴雨如何作用和影响并不清楚。
中低纬形成“两高夹一低”经向环流形势。500 hPa上， 6月16 -20日欧亚范围环流形势发展为南北两支锋区， 北支锋区位于40°N以北的中高纬地区， 乌拉尔山至西西伯利亚为宽广长波槽区， 欧洲沿岸脊和贝加尔湖脊发展。南支40°N以南锋区呈两脊一槽形势， 环流经向度增大， 伊朗高压脊稳定， 西太平洋副热带高压（简称西太副高， 下同）西伸过程中加强， 青藏高原西部-印度半岛为低值系统区， 形成“两高夹一低”的经向环流。21日北支锋区上， 新地岛附近极涡逆转南下， 南端冷空气补充至乌拉尔山至西西伯利亚长波槽内， 欧洲脊发展北挺。22 -23日欧洲脊东移， 与伊朗高压脊同位相叠加， 伊朗高压中心稳定于50°E -55°E， 中心强度588 dagpm， 23日长波槽东移至巴尔喀什湖附近形成巴尔喀什湖低槽， 该槽分裂为南北两段， 北段移速较快， 南段槽底南伸至40°N附近， 得到伊朗至里海脊前南下冷空气补充后， 南疆西边界线出现西北-西风冷式切变线， 此切变线在32°N -40°N、 65°E -70°E， 跨越6~7个经距［图3（a）］。20日前稳定的伊朗脊、 西伸时不断加强的西太副高和高原西部-印度的低值系统区在中低纬形成“两高夹一低”经向环流， 21 -23日南疆境外切变线生成。
图3 2019年6月23 -26日500 hPa环流形势图（等值线， 单位： dagpm）棕色双实线为切变线， 白色带箭头实线为偏南气流， “D”和 “G”表示位势高度“低中心”和“高中心”， “●”为暴雨点 Fig.3 The 500 hPa circulation situation （contour， unit： dagpm） from 23 to 26 June 2019.Brown double solid line is the shear line， white solid line with arrow is the southerly airflow， “D” and “G” indicate the geopotential height “Low center” and “High center”， “●” is rainstorm spot |
高原切变线和高原低涡生成维持， 与印度低值系统共存和作用。维持24日08:00， 伊朗高压东移时向东北发展加强， 20:00中心增至594 dagpm， 南疆境外切变线移至帕米尔高原上空， 高原切变线形成， 位于30°N -38°N、 70°E -72°E， 跨越6~7个经距； 23日08:00， 印度出现584 dagpm闭合低压， 其北部有切变线配合［图3（a）］， 24日20:00， 高原切变线东移与印度低压北部切变线结合、 打通［图3（b）］； 25日08:00， 高原切变线北部出现气旋式风场和580 dagpm闭合环流圈， 高原低涡形成， 中心位于38°N -40°N、 76°E -80°E［图3（c）］； 25日20:00， 高原切变线和低涡维持， 高原切变线位于27°N -37°N、 78°E -82°E， 跨越10个经距左右， 高原低涡580 dagpm闭合圈范围扩大， 与印度低压和切变线共同存在［图3（d）］。可见， 24日起高原切变线和高原低涡先后形成， 与印度低值系统同位相配置（24日20:00至25日20:00较强）， 3个低值系统构成相互配合又相互作用的低值系统， 并维持至26日08:00。24 -26日高原切变线维持约36 h， 而高原低涡持续约24 h， 较切变线偏短12 h左右。
西太副高不断西伸， 外围偏南风盛行。16日起西伸， 19 -20日与蒙古-贝加尔湖高压脊叠加、 强度加强， 21 -22日588 dagpm等高线西边界伸至94°E附近； 从图3和表2中看出， 23日08:00至24日20:00， 随高原东部小槽东移， 冷空气切断西太副高和蒙古高压同位相高压脊， 西太副高西端从高压主体抽离并与高原切变线前暖平流叠加， 24日20:00抽离后的西太副高在高原南侧形成588 dagpm线闭合高压中心（位于95°E 、 22°N）且面积扩大， 西太副高外围和高原切变线前沿盛行偏南风， 588 dagpm线西边界由92°E伸至81°E附近（西伸约11个经距）， 586 dagpm线西边界由86°E伸至79°E附近（西伸约7个经距）［图3（a）、 图3（b）］； 25日08:00 -20:00， 西太副高588 dagpm闭合高压继续西进（西边界西进约8个经距）［图3（c）、 图3（d）］， 脊外围偏南风带自印度半岛东部西进至印度半岛-高原西部， 在暴雨过程中对动力抬升和水汽输送发挥了重要作用。
表2 2020年6月23 -25日500 hPa西太副高和伊朗高压特征量值表Table 2 Characteristic values of 500 hPa West Pacific Subtropical High and Iranian High on June 23 -25， 2020 |
| 特征量 | 位置和强度 | 23日08:00 | 24日20:00 | 25日08:00 | 25日20:00 | |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 西太副高 | 588 dagpm线闭合高压 | 西边界 | 92°E | 81°E | 78°E | 69°E |
| 中心位置 | 95°E、 22°N | 86°E、 22°N | 82°E、 24°N | 88°E、 23°N | ||
| 586 dagpm线 | 西边界 | 86°E | 79°E | 69°E | ||
| 伊朗高压 | 中心 | 强度/dagpm | 590 | 594 | 596 | 594 |
| 位置 | 53°E、 31°N | 52°E、 31°N | 52°E、 30°N | 51°E、 30°N | ||
| 588 dagpm线 | 东边界 | 63°E | 63°E | 68°E | 62°E |
200~300 hPa西南急流北抬至盆地上空并加强。15日起， 200~300 hPa副热带大槽建立并维持， 槽前西南气流加强为急流， 300 hPa上， 19 -23日≥35 m·s-1西南急流在高原上空， 24日急流北抬至南疆盆地， 最大风速40 m·s-1； 200 hPa上， 23日≥40 m·s-1西南急流自青藏高原延续至南疆盆地， 24日急流轴中心东北上至南疆盆地中部， 最大风速增为56 m·s-1。高空西南急流北抬至盆地上空， 增强后的高空西南急流与500 hPa间的耦合作用形成了200~500 hPa耦合层内暴雨区及其西侧上升运动支并维持， 通过此上升气柱， 增强了水汽在暴雨区中层的汇聚和辐合。
此次暴雨在西太副高不断西伸、 外围偏南风盛行、 伊朗高压东进并加强、 高原切变线和低涡维持的“两高夹一低”经向环流下产生， 受西太副高下游脊阻挡， 高原低涡和切变线、 印度低压及北部切变线、 西太副高外围偏南气流等多个天气系统共存与作用触发暴雨， 200~300 hPa暴雨区辐散抽气作用明显， 暴雨出现在高空西南急流入口区右后侧。
4 偏西和偏南气流先后将水汽输送至昆仑山北坡并辐合
4.1 偏西和偏南路径的水汽输送
暴雨须依托一定的动力条件输送水汽至暴雨区才能产生， 此次暴雨500 hPa出现了偏西和偏南两条水汽输送通道， 降水发生前（21日08:00至23日08:00）为偏西水汽输送， 降水发生前和发生后（23日08:00至25日20:00）为偏南水汽输送。偏西路径的水汽输送中， 水汽来源于里海和咸海一带， 巴尔喀什湖低槽南段的偏西风将水汽输送至南疆， 22日08:00 -20:00， 偏西风将里海、 咸海水汽输送至帕米尔高原西侧， 23日08:00， 帕米尔高原西侧水汽翻越高原进入南疆西部， 水汽通量中心为3 g·cm-1·hPa-1·s-1， 盆地西部配合出现了-10 g·cm-1·hPa-1·s-1的水汽辐合中心， 南疆盆地上空水汽输送和辐合明显。
偏南路径的水汽输送中， 水汽来源于孟加拉湾地区， 23日08:00至26日08:00， 高原切变线前沿和西太副高外围偏南气流带随西太副高西伸西移至高原西部， 将孟加拉湾水汽接力输送至青藏高原和昆仑山脉， 并在昆仑山北坡辐合和汇聚， 这支偏南气流是输送水汽的重要动力条件。23日08:00， 西太副高外围偏南气流自孟加拉湾20°N以南经过印度半岛再向东北方转向延伸至高原35°N附近， 将孟加拉湾水汽输送至青藏高原和昆仑山脉， 高原中部出现7 g·cm-1·hPa-1·s-1水汽输送中心和-8 g·cm-2·hPa-1·s-1 水汽辐合中心［图4（a）］； 25日20:00， 随西太副高西伸， 偏南气流西伸北抬， 藏北高原和昆仑山北坡的偏南风为12~16 m·s-1和8~12 m·s-1， 昆仑山北坡上空偏南风速辐合明显， 水汽输送和水汽辐合达最强， 最大水汽输送强度区藏北高原为4~6 g·cm-1·hPa-1·s-1 、 昆仑山北坡2~3 g·cm-1·hPa-1·s-1， 昆仑山北坡水汽辐合达-12~-8 g·cm-2·hPa-1·s-1［图4（b）］， 偏南路径的水汽输送至少较偏西路径偏长约12 h。
图4 500 hPa水汽通量（白实线， 单位： g·cm-1·hPa-1·s-1）、 水汽通量散度（黄虚线， 单位： g·cm-2·hPa-1·s-1）叠加风场（风矢量+填充， 单位： m·s-1）绿“●”为暴雨点 Fig.4 Superimposed 500 hPa water vapor flux （white solid line， unit： g·cm-1·hPa-1·s-1）， water vapor flux divergence （yellow dotted line， unit： g·cm-2·hPa-1·s-1） and wind field （wind vector + filling， unit： m·s-1）.Green “●” means rainstorm spot |
4.2 暴雨区高层和低层的水汽输送和辐合垂直结构
图5 2019年6月23日08:00至27日08:00沿（36.96°N、 82.84°E）的水汽通量［a， 单位： g·（cm·hPa·s）-1］和水汽通量散度［b， 单位： ×10-6·g·（cm2·hPa·s）-1］时间-高度垂直剖面Fig.5 Time-height vertical profile of water vapor flux ［a， unit： g·（cm·hPa·s）-1］ and divergence water vapor flux［b， unit： 10-6·g·（cm2·hPa·s）-1］ along the edge （36.96°N， 82.84°E） from 08:00 on 23 to 08:00 on 27 June 2019 |
4.2.1 高空450 hPa附近为偏南路径的水汽输送和辐合
23日08:00至26日08:00， 暴雨点上空500 hPa附近的偏南路径水汽输送中， 450 hPa水汽输送较强， 24日14:00至26日08:00 450 hPa水汽输送强度4×g·（cm·hPa·s）-1， 水汽辐合强度-5×10-6 g·（cm2·hPa·s）-1）， 25日20:00达-10×10-6 g·（cm2·hPa·s）-1， 450 hPa水汽输送和辐合持续了约42 h。此次暴雨的水汽输送和辐合主要在450 hPa附近， 偏南气流西伸东北移至藏北高原-昆仑山北坡的动力过程中， 将孟加拉湾水汽自南向北输送， 藏北高原至昆仑山北坡水汽输送较强并有明显水汽辐合。
4.2.2 低层600 hPa以下有东风路径的水汽输送但无明显辐合
5 低层东风“冷垫”作用
5.1 使高层偏南风沿“冷垫”爬升而产生动力抬升
通常中层无冷空气活动时， 偏南气流越过藏北高原后会产生下沉运动， 但此次暴雨中低层盛行东风并携带冷空气， 在昆仑山北部形成低层东风契入， 阻止中高层偏南暖湿气流下沉。沿暴雨点民丰县若克雅乡塔勒坎勒克（36.96°N、 82.84°E）作温度平流叠加风场垂直剖面［图6（a）］， 23日14:00后650 hPa以下出现东风并配有冷平流（低层东风“冷垫”）， 低层东风“冷垫”顶高达600 hPa， 高空偏南暖湿气流沿低层“冷垫”爬升， 加剧动力抬升作用， 到达一定高度后， 水汽凝结产生降水。
图6 2019年6月23日08:00至27日08:00温度平流（彩色区， 单位： ×10-5 ℃·s-1）叠加风场（风羽， 单位： m·s-1）时间-高度剖面（a）、700 hPa上6月25日14:00（b）和20:00（c）温度平流（彩色区， 单位： ×10-5 ℃·s-1）叠加风场（风羽， 单位： m·s-1）平面分布黑“●”为暴雨点 Fig.6 Time-height profile of temperature advection （color area， unit： ×10-5 ℃·s-1）） superimposed wind field （barb， unit： m·s-1） from 08:00 on 23 to 08:00 on 27 June 2019 （a）， andthe plane distribution of 700 hPa temperature advection （color area， unit： ×10-5 ℃·s-1） superimposed wind field （barb， unit： m·s-1） at 14:00 （b） and 20:00 （c） on June 25 2019. The black "●" means rainstorm spots |
5.2 东风“冷垫”增厚加强和增湿使垂直方向冷暖交绥加剧
23日14:00后650 hPa以下出现东风“冷垫”后， “冷垫”厚度逐渐升高， 24日20:00“冷垫”顶升至600 hPa附近； “冷垫”强度加强， 25日08:00“冷垫”最强， 表现为东风加大和冷平流增强， 700~750 hPa最大东风6~10 m·s-1、 冷平流≤-8×10-5 ℃·s-1， ≤-2×10-5 ℃·s-1冷平流的东风“冷垫”厚度80~100 hPa［图6（a）］。从25日14:00和20:00 700 hPa温度平流叠加风场变化［图6（b）、 （c）］中可以看出， 昆仑山北坡冷平流区逐渐西扩， 高中心值由-12×10-5~-8×10-5 ℃·s-1降至-26×10-5~-20×10-5 ℃·s-1， 印证冷垫强度增强、 范围扩大。
6 环流形势及天气系统的空间配置
此次暴雨是在有利的大尺度环流背景下、 不同层次多个天气系统相互配合、 共同作用产生的， 图7给出了昆仑山北坡暴雨环流形势及多个天气系统空间配置结构。一是在高层， 暴雨出现在100 hPa南亚高压双体型转为青藏高压单体型之后， 200~300 hPa， 昆仑山至南疆盆地的西南急流加强， 暴雨区高空辐散抽气作用明显， 暴雨出现在高空西南急流入口区右后侧； 二是在中层500 hPa上， 暴雨在中低纬呈“两高夹一低”经向环流， 西太副高不断西伸， 外围偏南风盛行， 伊朗高压东进并加强， 高原切变线和低涡维持。受西太副高下游脊阻挡， 高原低涡和切变线、 印度低压及北部切变线、 西太副高外围偏南气流等多个天气系统共存与作用触发暴雨。西太副高西侧和高原切变线前沿的偏南气流带随西太副高西伸西移至青藏高原西部， 将孟加拉湾水汽接力输送至青藏高原和昆仑山脉， 并在昆仑山北坡辐合和汇聚， 这支偏南气流是输送水汽的重要动力条件； 三是暴雨发生期间， 偏南气流上的正涡度平流和暖平流有利于暴雨区上空大尺度抬升运动， 200~300 hPa西南急流与500 hPa的高中层耦合作用形成了暴雨区上空上升运动支， 使中层水汽辐合以及水汽垂直输送增强， 加剧水汽在中层暴雨区的汇聚。
图7 2019年6月24日20:00昆仑山北坡暴雨天气学概念模型蓝色实线为位势高度， 棕色双实线为切变线， 棕色单实线为槽线， 白色带箭头实线为偏南气流， “D”和“G”表示位势高度“低中心”和“高中心”， 填充区为≥40 m·s-1急流区， 绿“●”为暴雨点 Fig.7 Spatial configuration structure of multiple weather systems in the heavy rain on the northern slope of Kunlun Mountain at 20:00 on 24 June 2019.The blue solid line is the geopotential height， the brown double solid line is the shear line， the brown single solid line is the trough line， and the white solid line with arrow is the southerly airflow， “D”and “G” indicate the geopotential height “low center” and “high center”， the filling area is ≥40 m·s-1 jet stream area， The green “●” is rainstorm spot |
7 结论
本文针对昆仑山北坡罕见暴雨过程中环流形势、 天气系统及高低空天气系统配置展开讨论， 重点分析了南亚高压、 高原低涡和切变线、 西太副高外围偏南气流等高原天气系统对暴雨的影响， 得出以下结论：
（1） 此次暴雨是在有利的大尺度环流背景下、 高低空多个天气系统配置和相互作用产生的， 一是暴雨出现在100 hPa南亚高压双体型转青藏高压单体型后， 200~300 hPa高空昆仑山至南疆盆地的西南急流加强， 辐散抽气作用明显， 暴雨出现在高空西南急流入口区右后侧； 二是暴雨在500 hPa中低纬“西太副高不断西伸， 外围偏南风盛行， 伊朗高压东进并加强， 高原切变线和低涡维持”的“两高夹一低”经向环流下产生， 受西太副高下游脊阻挡， 高原低涡和切变线、 印度低压及北部切变线、 西太副高外围偏南气流等多个天气系统共存与作用触发暴雨； 三是高空西南急流与500 hPa偏南气流在暴雨区上空的耦合作用， 形成了200~500 hPa耦合层内暴雨区及其西侧上升运动支并维持。
（2） 此次暴雨过程中， 500 hPa有两条水汽输送路径， 降水发生前有偏西和偏南两条水汽输送路径， 降水发生后仅有一条偏南路径的水汽输送， 西太副高外围和高原切变线前沿的偏南气流形成自南向北水汽通道， 将孟加拉湾水汽输送至青藏高原和昆仑山脉， 水汽辐合明显， 暴雨主要出现在中层水汽输送和辐合的叠加区。偏南水汽输送持续更长， 水汽主要来自于孟加拉湾、 里海和咸海两个水汽源地， 孟加拉湾水汽贡献更大。
（3） 低层600 hPa以下东风“冷垫”作用显著， 高空偏南暖湿气流沿低层“冷垫”爬升， 有利于动力抬升作用； 随东风“冷垫”增厚、 加强和增湿， 中高层偏南暖湿气流与低层东风“冷垫”在昆仑山北坡交汇， 加剧了垂直方向冷暖交绥和大气的斜压性， 有利于强降水产生。