1 引言
暴雨及强降水是中国最主要的自然灾害之一， 受季风气候、 地理位置和地形条件的影响， 我国暴雨事件多发， 且暴雨的形成有显著的地域特点（陶诗言， 1980）。新疆深居内陆， 地形复杂， 处于“三山夹两盆”的独特地形之中。南疆地区年平均降水量不到100 mm（史玉光和孙照渤， 2008）， 属于极端干旱区。新疆预报工作者在预报实践中提出了适合当地的暴雨降水量级标准： 日降水大于24 mm为暴雨（张家宝和邓子风， 1987； 肖开提·多莱特， 2005）。全球变暖背景下极端降水呈增多趋势（Kunkel et al， 2013； Duan et al， 2015； 李双双等， 2015； 江志红和李伟， 2015， Donat et al， 2017）， 新疆地区的极端强降水事件频率和强度有所增长， 局地暴雨增加趋势更是明显（Chen et al， 2014； Wang et al， 2013， 王霞等， 2011； 张云惠等， 2013， 杨霞等， 2020）。21世纪以来， 南疆强降雨频次增加尤其显著（黄艳等， 2012； 陈春艳等， 2015； 谢泽明等， 2018）， 一次极端降水的降水量就可能超过当地年平均降水量， 带来严重的洪涝灾害（张俊兰等， 2016）。
暴雨发生需要天气系统有利的配置（朱乾根等， 1981）。经过多年研究和预报实践， 学者们（张家宝和邓子风， 1987； 赵福吉等， 1978； 刘惠云， 2001； 李霞等， 1997； 杨莲梅， 2003）对新疆夏季大范围强降水的大尺度环流背景有了比较全面的认识。对影响新疆暴雨的天气尺度系统也做了诸多研究（张家宝等， 1986， 1987； 马淑红和席元伟， 1997； 江远安等， 2001； 杨莲梅等， 2011）， 指出中亚低值系统尤其是中亚低涡可导致新疆产生暴雨（雪）、 低温等多种灾害性天气， 南疆地区约70%的中强降水由中亚低涡造成。充分的水汽供应是暴雨形成的条件之一， 对新疆水汽源地及其输送特征的研究（戴新刚等， 2006； 杨莲梅等， 2012； 史光玉和孙照渤， 2008； 李照荣等， 2008； 刘蕊和杨青， 2010； 王江等， 2015； 刘国强等， 2017， 2018； 张俊兰等， 2021）表明新疆地区水汽的主要源地是其以西的湖泊和海洋， 阿拉伯海域和孟加拉湾的水汽通过接力方式以及高空平流和中低空回流最终可到达新疆。此外， 暴雨的发生还需要有利的触发条件， 研究表明， 中尺度辐合线对于局地强对流有触发和增强作用（代刊等， 2010； 郭英莲等， 2012； 雷蕾等， 2020； 周玉淑等， 2014； 齐铎和张桂华， 2020）。李如琦等（2016）对两次南疆西部暴雨的分析表明， 冷空气翻越帕米尔高原后与南疆盆地暖湿气团交汇形成的辐合线是暴雨的重要触发机制。曾勇等（2019）和郭楠楠等（2019）利用高分辨率的数值模式对南疆暴雨的分析也指出中尺度辐合线的发展和维持形成的“列车效应”是南疆暴雨持续的重要原因。另外暴雨的触发和地形与山脉的抬升作用有关（于晓晶等， 2016； 叶朗明等， 2019）。数值模拟结果表明， 地形对降水的影响主要体现在降水增幅效应和降水区分布上（周天军和钱永甫， 1996）， 此后廖菲等（2009）对华北暴雨、 刘翼彦等（2013）对华西暴雨以及熊秋芬等（2007）对梅雨锋暴雨的数值模拟均印证了上述结论。刘裕禄和黄勇（2013）和丁仁海和丁鑫（2014）对地形降水的统计分析也得出了相似的结论， 指出降水强度与地形对降水的贡献正相关。针对新疆地区的地形降水， 马淑红和席元伟（1997）研究指出， 新疆的暴雨落区主要分布在地形附近， 地形对暴雨的触发具有重要作用。
南疆深居内陆， 三面环山， 水汽十分匮乏， 属于极端干旱地区。在气候变化背景下， 暴雨等极端降水事件也时有发生， 那么， 这些极端降水事件的水汽来自何处？其触发机制为何？这使得南疆干旱区域大降水的成因更显复杂。2019年6月在南疆发生了一次暴雨天气过程， 降水集中、 持续时间长， 策勒、 民丰等地的区域站降水超过60 mm， 突破极值。本文利用多种资料对这次暴雨过程进行了物理量诊断分析， 试图探究在干旱的南疆形成持续强降水必须要有异常充沛的水汽来源、 输送特征、 辐合程度等， 以及暴雨形成的天气学成因和中尺度触发机制。
2 资料来源与方法介绍
2.1 资料来源
所用资料包括： 美国环境预测中心（NECP）一日四次１°×１°FNL再分析数据和欧洲中期数值预报中心（ECMWF）逐小时0.25°×0.25° EAR5再分析数据， 国家卫星气象中心提供的卫星（FY-2G）黑体亮温（TBB）数据、 南疆地区自动站逐小时观测数据， 探讨产生此次暴雨的水汽来源和收支以及暴雨的动力成因和中小尺度特征， 为今后南疆地区暴雨预报提供一定的参考。文中涉及的地图是基于中华人民共和国自然资源部地图技术审查中心标准地图服务系统下载的审图号为GS（2020）4626的标准地图制作， 底图无修改。本文所用时间统一为世界时。
2.2 方法介绍
2.2.1 大气水汽通量
在 p 坐标中， 单位时间通过垂直于风向的底边为单位长度、 高为整层大气柱的面积上的总的水汽通量 Q（垂直积分的水汽通量）的经、 纬向计算公式为：
式中： q为比湿（单位： g.kg-1）； u、 v分别表示各层大气的纬向和经向风速（单位： m·s-1）； g为重力加速度（单位： m·s-2）； ps为地面气压（即气柱底气压）， 这样去除了地形的影响， p为气柱顶气压（单位： hPa）； Qu 、 Qv 单位： kg·（m·s）-1。
2.2.2 水汽收支
将南疆地区分为四个边界（图1 ）讨论水汽输送和收支状况， 其中边界1表示西边界， 边界2表示北边界， 边界3表示东边界， 边界4表示南边界， 东、 南、 西、 北4个边界的水汽输送量为其对应边界水汽输送量之和。取地面至700 hPa、 700~500 hPa、 500~300 hPa分别作为对流层低层、 中层和高层。暴雨区不同边界、 不同层次的水汽输送量先由FNL再分析数据计算各层各格点的水汽通量， 再进行水平边界和垂直厚度积分， 正值表示水汽净输入， 负值表示水汽净输出。
图1 2019年6月24日00:00至28日00:00新疆地区区域自动站累计降水（彩色打点， 单位： mm）和地形高度（灰阶）长方形1、 2、 3、 4边分别表示西边界、 南边界、 东边界、 北边界Fig.1 Cumulative precipitation in Xinjiang from automatic surface weather stations observations from 00:00 on 24 to 00:00 on 28 June 2019 （colored spots， unit： mm）， and terrain height （monochrome shaded） |
3 降水实况
2019年6月24 -28日， 受中亚低值系统的影响， 南疆地区出现一次明显的强降水过程， 强降水时段主要集中在24日12:00至26日12:00， 降水中心位于和田地区民丰一带。此次强降水特点是： （1）强降水区集中， 降水时间长， 累计降水量大（图1 ）， 24日12:00至28日00:00， 和田地区策勒县、 民丰县、 于田县、 墨玉县、 皮山县， 巴州且末县21站累计降水量超过48.1 mm。（2）日降水量大， 多站日降水量破极值（图 2 ）。24日12:00至25日12:00， 国家站和田市（27.7 mm）日降水量居历史第一位； 策勒县奴尔乡努尔河战斗渠渠首站（61.3 mm）、 民丰县尼雅乡苏乎拉克站（60.0 mm）、 墨玉县卡瓦克乡站（52.1 mm）、 于田县吐格曼巴什村站（49.2 mm）日降水量居建站以来第一位。25日12:00至26日12:00， 国家站且末县（48.7 mm）日降水量居历史第一位。多站降水超过新疆降水量级标准中的大暴雨级别（48 mm以上）（肖开提·多莱特， 2005）， 给当地人民生产生活带来了严重影响。
4 暴雨形成的环流特征
100 hPa上， 6月23日00:00南亚高压呈带状分布（图略）， 两个中心分别位于伊朗高原和青藏高原中东部， 脊的振幅表现为东强西弱， 副热带长波槽位于两个高压中心之间的70°E -90°E的中亚地区。24 -27日， 南亚高压开始东西振荡， 由带状分布向东部型过程调整， 脊顶西伸至伊朗高原， 副热带长波槽南伸至35°N附近。24日12:00 100 hPa高空西南急流建立， 此后急流轴稳定维持在南疆西部地区， 急流轴风速超过50 m·s-1， 强西南急流的维持为暴雨产生提供了动力条件。
500 hPa上， 6月23日00:00欧亚中高纬为两槽两脊的纬向环流（图略）， 乌拉尔山为一浅槽区， 西西伯利亚低压槽位于50°以北地区， 印度低槽前的西南气流北伸至青藏高原及南疆盆地， 两脊分别位于伊朗高原和蒙古高原地区。24日12:00［图3 （a）］， 乌拉尔山低槽东移南下， 西西伯利亚低槽受冷空气补充加强南压至巴湖地区形成冷涡。25日12:00［图 3 （b）］伊朗高压脊顶持续向东北方向延伸， 脊前西北气流引导北方强冷空气南下并与北上的西南暖湿气流在南疆西部交汇。降水发生期间， 南疆盆地一直处于低槽活动区， 700 hPa存在西北风与西南风或东南风的冷式切变［图3 （c）， （d）］。暴雨发生前期， 海平面气压场上， 地面冷高压闭合中心在里海和咸海地区， 中心强度达1017.5 hPa（图略）， 冷高压前部不断分裂翻越西天山进入南疆盆地， 影响南疆地区降水。
图3 2019年6月24日和25日12:00的500 hPa、 700 hPa的位势高度（黑色实线， 单位： dagpm）、 温度场（红色虚线， 单位： ℃）和风场（风羽， 单位： m·s-1）研究区域用红色长方形表示（下同图4， 图5）研究区域用红色长方形表示（下同图4， 图5） Fig.3 Geopotential height （black solid lines， unit： dagpm）， temperature （red dotted lines， unit： ℃） and wind （barb， unit： m·s -1） at 500 hPa、 700 hPa at 12:00 on 24 and 25 June 2019. The study area is indicated by a red rectangle （same as Fig.4， Fig.5） |
5 水汽特征分析
5.1 水汽输送路径及强度
充分的水汽供应是暴雨产生的必要条件（袁有林等， 2015）。利用FNL一日４次再分析资料计算地面至300 hPa水汽通量（图4 ）， 结果表明： 水汽输送主要来源有两个： 一是巴尔喀什湖、 黑海、 里海等湖泊和海洋以及新疆以西的欧亚内陆地区， 其路径与对流层中低层的低空急流走向基本一致， 低空急流引导着低层水汽的输送； 二是青藏高原以南的阿拉伯海和孟加拉湾， 这部分水汽随西南气流沿青藏高原西侧输送至南疆西部。水汽通量分布显示里海和孟加拉湾附近整层的最强水汽通量超过250 kg·（m·s）-1， 25日06:00开始， 咸海和里海的水汽通量大值区向东伸展， 往南疆地区的水汽输送加强。与此同时， 阿拉伯海和孟加拉湾的水汽翻越青藏高原持续向南疆输送。由于摩擦作用， 偏南气流在北进翻越青藏高原时必定会有所减弱， 那么其携带的水汽又是如何越过高原， 持续向南疆地区输送的呢？分析500 hPa风场可知， 24日06:00开始， 印度半岛的偏南风开始北上至青藏高原， 风速约8 m·s-1。到25日06:00， 500 hPa北上经青藏高原的偏南风明显增强， 风速增大至12~15 m·s-1， 同时700 hPa上向南疆地区的水汽输送增大至8~10 g·cm-1·hPa-1·s-1。500 hPa上南疆西侧存在明显的气旋性风场［图5 （b）］， 200 hPa西南急流稳定维持在新疆上空， 源自阿拉伯海和孟加拉湾的水汽在中高层引导气流的作用下输送至南疆地区。两个主要源地的水汽持续不断往南疆地区输送， 并在其上空辐合［图6 （a）， （b）］， 为此次南疆盆地强降水的发生、 发展提供了条件。
图4 2019年6月25日06:00、 12:00、 18:00和26日00:00 FNL再分析资料地面到300 hPa水汽通量［填色、矢量， 单位： kg·（m·s）-1］Fig.4 The whole layer water vapor flux （the shaded and vector） derived from FNL during 25 -26 June 2019.Unit： kg·（m·s）-1 |
图5 2019年6月25日06:00 700 hPa、 500 hPa水汽通量（填色， 单位： g·cm-1·hPa-1·s-1）和风场分布（矢量， 单位： m·s-1）Fig.5 Water vapor flux （the shaded， unit： g·cm-1·hPa-1·s-1） and wind （vector， unit： m·s-1） at 700 hPa and 500 hPa at 06:00 on 25 June 2019 |
选取民丰县尼雅乡苏乎拉克站（降水最大中心）， 计算6月24 -28日水汽通量和比湿， 图7 给出了民丰站上空这两个量的高度—时间剖面图。由于风场矢量场可反应锋区和冷空气强弱， 也可反应水汽输送， 因此在图7 中叠加了风场。从图7 （a）中可以看到， 24日00:00至27日00:00， 低层至550 hPa水汽通量大于3 g·cm-2·hPa-1·s-1， 民丰站降水主要出现在24日12:00至25日12:00， 在此期间民丰上空水汽通量大于3 g· cm-2·hPa-1·s-1可抬升至300 hPa， 最大雨强出现在24日15:00， 为8.7 mm·h-1。之后水汽输送高度抬升至700 hPa， 850~700 hPa水汽通量超过5 g· cm-2·hPa-1·s-1。从民丰站整层比湿随时间的变化［图7 （b）］可以看出较大比湿主要分布在700 hPa， 10 g·kg-1大值区在850 hPa及以下， 高比湿中心主要集中在24日12:00至26日00:00。由此可见， 降水强度与水汽输送和水汽条件密切相关， 水汽输送越强、 厚度越厚， 水汽越充沛造成的最大雨强越强， 持续时间越长， 累计雨量越大。
4.2 暴雨区的水汽收支特征
为对暴雨区水汽输送量化， 应用FNL一日４次1°×1°再分析数据， 计算24 -28日暴雨区（35°N -43°N、 74°E -93°Ｅ）水汽收支， 暴雨区各边界如图1 所示。取地面至700 hPa（对流层低层）、 700~500 hPa（对流层中层）、 500~300 hPa（对流层高层）， 分析不同层次水汽输入和输出情况。结果表明（图8 ）， 在降水发生期间， 西边界除在降水前期对流层中层存在微弱的水汽输出， 其余层次的水汽输入均为正值， 整层水汽净输入， 与西边界相反东边界对流层中层存在微弱的水汽输入其余层次水汽输入均为负值， 整层水汽净输出， 水汽从西边界流入， 东边界流出。南边界由于地形影响， 对流层低层的水汽输送为0 g·cm-2·hPa-1·s-1， 24日00:00至25日18:00， 700 hPa以上有较大量水汽输入； 26日12:00前后， 南边界水汽输入骤然减少， 700 hPa由水汽的输入转为输出； 而在整个暴雨过程中， 北边界整层为水汽净输入， 对流层低层和对流层高层的水汽输送在25日12:00和26日12:00前后存在两个明显的峰值， 输送量达18×1011 kg。暴雨的水汽输送的大小同南疆地区尤其是和田地区降水量和降水持续时间有较好的对应关系。
由暴雨期间逐6 h的水汽收支（图8 ）， 绘制暴雨区降水收支模型（图9 ）， 由图9 可知， 在整个大降水过程中， 西边界、 北边界和南边界为水汽的净输入， 东边界为水汽的净输出， 水汽主要经南北两边界到达暴雨区， 降水期间对流层高层的水汽输送达到260×1011 kg， 占据了各边界水汽输送总和的一半以上。而对流层低层的水汽输送主要集中在北边界， 水汽的输出集中在东边界对流层高层。新疆以西和以南的海洋和湖泊的水汽输送对此次暴雨起到了很重要的作用。
5 暴雨过程中的对流系统
暴雨是各种尺度天气系统相互作用的产物， 其中中尺度系统是造成暴雨最直接的天气系统（陶诗言， 1980）。相当黑体温度（ black-body temperature， TBB） 可以较为直观地展示出中尺度对流系统的发生、 发展过程， 且强降水落区与TBB低值区有较好的对应关系。覃丹宇（2010）研究指出TBB≤-32 ℃的区域可表示活跃对流区， TBB温度越低， 对流越旺盛， 可利用TBB数据分析此次暴雨对流云团的活动。南疆盆地发生的强降水天气， 除了有利的天气系统， 与叠加了较强的对流发展密切相关。图10 是暴雨过程中TBB分布及演变， 从图10 中可以看出， 6月24日21:00在新疆喀什地区南部以及和田地区高空有一大片较为狭长的东西向的对流云系， 并有发展加强的趋势， TBB中心值约 -44 ℃； 25日00:00， 对流云带加强发展， TBB小于-44 ℃的面积明显扩大， 并有多个对流单体生成发展， 中心值可达-48 ℃， 对流活动持续加强， 对流云带整体向东发展至巴州东部地区。到06:00南疆盆地南部的大片对流云系的前部发生断裂， 断裂部分东移减弱， 缓慢移出南疆地区。对流云系的主体在喀什、 和田和巴州的交界处稳定少动。09:00对流云系后部向西加强发展， 并在喀什地区上空出现一系列对流单体， 中心值从-44 ℃增强至-48 ℃。12:00开始， 巴州地区的对流云系开始加强发展， 到15:00， 巴州地区的对流云带发展至最强， 之后对流云带逐渐向东移动减弱， 最后缓慢移出南疆地区， 与之相伴的降水活动也趋于结束。受对流系统影响， 和田地区墨玉县卡瓦克乡站3 h（24日23:00至25日02:00）降雨量达48.8 mm， 和田地区策勒县奴尔乡努尔河战斗渠渠首站24 h降水61.3 mm， 和田和巴州地区多站日降水量突破历史极值。此次对流云系的发展演变与喀什地区南部、 和田地区、 巴州地区的强降水有较好的对应关系。
6 触发机制和地形作用
6.1 地面辐合线的发展
地面辐合线是南疆西部暴雨的主要中尺度影响系统， 对暴雨有触发作用（李建刚等， 2019； 李如琦等， 2016； 曾勇等， 2019）。从地面流场和假相当位温场的分布（图11 ）上看， 对流系统生成发展前期即24日18:00和19:00， 南疆西部地区有地面辐合线生成， 地面加密观测资料印证了地面辐合线的存在［图12 （b）］， 此时辐合线较弱， 地面冷暖气团交汇不明显。到25日00:00［图11 （c）］， 南疆盆地有一条明显偏西北风与偏东北风和偏南风形成的地面辐合线， 呈东西向， 此时， 结合卫星云图［图10 （b）， （c）］可以看出， 辐合线出现的位置附近存在带状的强对流区域， 地面辐合线先于对流云系在地面产生， 随后辐合线加强发展， 从而引起对流云系的发展， 表明中尺度辐合线对于局地强对流有触发和增强作用。从图11 （c）中可以看出， 辐合线北侧为假相当位温低值区， 有干冷空气活动； 辐合线南侧为假相当位温高值区， 有暖湿气流活动， 假相当位温的大值区范围较小。随时间演变， 假相当位温中心强度增大［图11 （d）， （e）］， 假相当位温大值区的范围向北推进并增大， 大范围冷暖空气相交汇， 辐合线南侧的偏南风逐渐转变为偏西南风， 地面辐合线东段随之向南移动， 辐合强度有所增强。与此同时， 对流云团向南疆东部发展壮大［图10 （b）］。到25日09:00［图 11 （f）］， 假相当位温大值区的范围开始缩小， 中心强度减弱， 辐合线北侧的干冷空气逐渐加强并占据主导地位， 位于南疆的地面辐合线逐渐减弱并消散。此次强降水落区与地面辐合线的分布较为一致， 主要随地面辐合线东段的变化而变化。从地面系统的演变上看， 由冷空气聚集而成的地面高压自北方向南侵入南疆地区， 降水主要由北部冷空气对偏南暖湿气流的辐合抬升造成。
图11 2019年6月24日18:00、 19:00、 25日00:00、 03:00、 06:00、 09:00地面假相当位温（填色， 单位： K）及流场分布（流线）红色虚线表示地面辐合线 Fig.11 The distribution of potential pseudo-equivalent temperature（color shaded areas， unit： K） and flow field （streamline） underground at 18:00， 19:00 on 24， at 00:00， 03:00， 06:00， 09:00 on 25June 2019. Dashed red lines indicate the ground convergence lines |
6.2 地面辐合与地形抬升对暴雨发生发展的作用
结合卫星云图、 地面风场数据以及自动观测站的降水数据， 强降水中心与地面辐合线有较好的对应关系。为探究地面辐合线是如何引起此次强降水， 进一步分析了地面水汽混合比的分布（图13 ）可以看出， 由于南疆盆地地处青藏高原北侧， 受昆仑山脉陡峭地形的阻挡， 辐合线以北的偏东气流和偏北气流带来的水汽在山前堆积， 在和田地区南部的民丰附近形成了一个明显的水汽混合比大值中心， 其最大值超过了12 g·kg-1。
前面的分析表明， 低层水汽的强辐合与地形有关， 许多研究（Houze， 2012； Lin et al， 2001； Monaghan et al， 2010； 陶诗言， 1980）也强调地形的强迫对暴雨的作用。为进一步分析地形对低层水汽影响， 沿着系统移动方向， 即与地面辐合线垂直的方向， 经过强降水中心做水汽通量散度的垂直剖面（图14 ）。从25日00:00水汽通量散度剖面图［图 14 （a）］可以看出， 和田地区上空地面至 600 hPa为明显的水汽通量辐合区， 辐合中心位于民丰， 中心值为-6×10-8 g·cm-2·hPa-1·s-1。对应卫星云图， 水汽辐合带内为分散的对流云团， 和田地区出现局地强对流天气。25日03:00 -09:00［图 14 （b）、 （c）、 （d）］民丰附近水汽辐合中心值显著增强， 辐合区也显著扩大， 中心值为-10×10-8 g·cm-2·hPa-1·s-1， 在此期间降水也有所增强（见图2 ）。在整个降水期间， 水汽通量辐合的大值中心基本上处于地形坡度较大处。以上分析可见， 进入南疆的水汽由于盆地南部陡峭地形的阻挡， 山前堆积抬升， 且在水汽聚集区域有对流活动， 充足的水汽条件叠加不稳定条件， 促使了这次暴雨过程的产生。
图14 2019年6月25日00:00、 03:00、 06:00、 09:00水汽通量散度（等值线， 单位： ×10-8 g·cm－2·hPa－1·s－1）和地形（黑色填色）沿84°E的经向垂直剖面Fig.14 Vertical cross sections of water vapor flux divergence （black line， unit： ×10-8 g·cm-2·hPa-1·s-1） and terrain （black shaded ） along 84°E at 00:00， 03:00， 06:00， 09:00 on 25 June 2019 |
经过降水中心的经向环流垂直剖面（图15 ）可以看出， 南下的偏北气流在遇到盆地南部陡峭地形时， 受地形强迫以及偏南气流的辐合作用抬升， 造成的较强垂直运动可达400 hPa， 速度可达1.2 m·s-1。25日00:00涡度垂直分布［图15 （a）］ 显示， 和田地区南部昆仑山北侧迎风坡附近低空有正涡度大值中心， 强度达8×10-5 s-1， 正涡度大值中心位于（37°N， 84°E）700 hPa高度处。此时和田地区水汽聚集， 地面至750 hPa水汽混合比超过10 g·kg-1， 5 g·kg-1以上的高湿区并从地面延伸到500 hPa附近， 水汽条件良好， 降水落区位于37°N附近。25日03:00开始［图 15 （b）］， 由于辐合线南侧的暖湿气流输送加强［图 11 （b）］， 低层的辐合抬升向北移动， 正涡度中心也随之向北移动， 低层 700 hPa、 高层 350 hPa 均有正涡度大值中心， 降水强度增大。25日06:00 -09:00［图 15 （c）， （d）］， 37°N以北地区产生明显的垂直环流， 强的上升运动把低层集聚的水汽抬升到高空， 正涡度大值中心不断在和田地区南部昆仑山脉北侧附近生成， 为暴雨的产生提供了有利的动力和水汽条件。
图15 2019年6月25日00:00、 03:00、 06:00、 09:00涡度（红色等值线， 单位： ×10-5 s-1）、 垂直速度（蓝色等值线， 单位： m·s-1）， v-w合成矢量（矢量， w×10， 单位： m·s-1）、 比湿（填色， 单位： g·kg-1）沿 84°E 的经向-垂直剖面灰色填色表示降水 Fig.15 Vertical cross sections of vorticity （red line， unit： ×10-5 s-1）， vertical velocity （blue line， unit： m·s-1）， composite v-w winds （vector， w×10， unit： m·s-1）and specific humidity （blue shaded， unit： g·kg-1 ） along 84°E at 00:00， 03:00， 06:00， 09:00 on 25 June 2019. The gray shaded indicates precipitation |
7 结论
利用FNL逐6 h、 ERA5逐小时再分析资料和自动站逐小时观测资料以及FY-2G黑体亮温数据对 2019年6月24 -28日发生在南疆地区的持续性强势降水的天气形势、 水汽来源收支、 地形影响以及地面要素特点等方面进行初步讨论， 主要得出以下结论：
（1） 此次南疆地区持续性强降水天气发生在南亚高压呈双体分布的大尺度环流背景下， 200 hPa高空西南急流、 500 hPa上巴湖低涡、 伊朗高压脊、 700 hPa的切变线以及地面辐合线的共同作用导致了此次强降水过程。其中巴湖低涡的缓慢东移， 伊朗高压脊的东伸北挺是此次暴雨发生的关键因素。
（2） 水汽输送分析表明： 南疆暴雨的水汽主要来自于大西洋、 黑海、 里/咸海、 阿拉伯海和孟加拉湾， 沿着西北路径、 偏西路径和西南路径到达南疆盆地。低空急流引导着偏西北和偏西路径的水汽输送到南疆盆地， 西南路径的水汽则在南疆西部500 hPa气旋性风场、 200 hPa高空西南急流的引导下翻越青藏高原输送到南疆地区， 水汽在此汇聚从而有利于强降水的形成。而暴雨区的各边界的水汽收支计算则表明： 西边界、 北边界和南边界整层水汽输为正值， 水汽净输入， 东边界整层水汽收支为负值， 水汽净输出。水汽输入主要集中在南边界对流层高层和北边界对流层低层和高层， 水汽的输出集中在东边界对流层低层和高层。
（3） 相当黑体温度的变化能够较好地代表对流云团的发展变化， 与南疆强降水的发生、 发展有较好的一致性： 造成南疆地区暴雨的中尺度云团不断生成于昆仑山北侧迎风坡附近， 在西南气流的引导下沿着辐合线向东移动， 低值区中心强度在和田地区加强， 对流云团发展加强， 造成了以和田地区为主的强降水过程。
（4） 南疆南侧高大的地形造成的气流辐合生成的中尺度辐合线是此次强降水的重要触发系统， 辐合线以北的偏西北气流带来的水汽在山前堆积， 在地形抬升作用下， 昆仑山脚堆积的水汽不断辐合并抬升， 不稳定能量释放， 对流系统在山脉附近不断生成发展， 造成和田等地区持续的强降水天气。
南疆盆地是典型的极端干旱区， 干燥少雨， 出现像2019年6月的暴雨天气， 首先要追究的是其水汽从何而来？通过何种路径输送、 汇集最终达到形成了暴雨的水汽条件？其次， 暴雨形成动力条件、 触发机制是什么？本文从这两个方面对此次暴雨的水汽条件、 形成机理进行了诊断分析， 得出了一些基本事实和有意义的结论。但是， 后续还需要通过高分辨率的数值模拟， 深入分析地形和地面辐合线对于中尺度对流系统的触发作用， 进一步探讨此次暴雨形成的动力学机制。