刁平1，刁曉芸1，姚麗花2，宮恆瑞1
（烏魯木齊市氣象局，新疆烏魯木齊830002；第七師氣象局）
摘要：利用烏魯木齊市氣象局2005—2011年間春季區域自動站加密資料和探空資料，得到春季東南大風分布；通過斯科勒（Scorer）理論在城南東南大風機理中的應用，得出烏魯木齊市春季東南大風短期天氣預報應關注氣壓場形勢，短時臨近天氣預報應關注高空層結穩定度的變化，揭示了區域內春季東南大風機理。研究當地春季東南大風機理可以為區域內大風預報水平的提高提供重要指標和方法。
關鍵詞 ：烏魯木齊市；春季；東南大風；機理分析
1春季東南大風分布
烏魯木齊市是自治區的政治、經濟、文化中心，處在「絲綢之路」經濟帶重要位置上，而市域內的春季東南大風一直是當地常見的氣象災害性天氣之一，春季一次強的大風可造成經濟損失在100萬元以上。隨著當地經濟的發展，因春季大風災害導致的經濟損失還在不斷增加。如：2012年3月30日凌晨至31日紅雁池、城區至八鋼一帶出現強東南大風，城區極大風速30.3m/s，紅雁池極大風速達41.2m/s，八鋼極大風速37.5m/s,大風刮落牆皮和廣告牌砸傷行人，共造成2人死亡，2人受傷，多條道路擁堵；烏魯木齊電網2條220kV線路、2條110kV線路跳閘，10kV線路跳閘15條次，10kV配網倒杆18基，斷線6處，近萬客戶用電因此受到影響；烏魯木齊地窩堡國際機場42架次航班備降、延誤；造成直接經濟損失100多萬元。
烏魯木齊市春季東南大風主要分布在烏拉泊、紅雁池、城南（烏魯木齊市氣象站站址）至八鋼等地，對10場春季東南大風的穩定度參數和斯科勒參數進行計算，穩定度參數和斯科勒參數均向上減小，結合地形說明東南大風是水躍型地形波造成的下坡大風，風廓線雷達資料顯示中低層大動量下傳，高空散度場分析表明有較明顯的下沉。綜上得出，烏魯木齊市東南大風短期天氣預報應關注氣壓場形勢，短時臨近天氣預報應關注高空層結穩定度的變化，並計算斯科勒參數，判斷是否有背風波產生，同時要參考區域自動站紅雁池等站東南大風情況。
2地形及特徵
烏魯木齊市城市地形呈現南高北低、東高西低，高度在600～1000m之間，城北米東區601.2m，城南918.7m，紅雁池1010.2m，烏拉泊1100.0m，城市東南方為淺山區，另外，雅瑪里克山最高區位於城市西南，並向西延伸，使得整個城市處于山背坡的坡地地形上。據烏魯木齊市氣象台2005—2011年3～5月的氣象統計資料，7年間烏魯木齊市春季共出現10場東南大風，日極大風速平均分布為：強風區主要集中在烏拉泊、紅雁池和八鋼一帶，強風區中心位於紅雁池（31.8m/s）；大風區主要集中在頭屯河以南、城南，柴窩堡以西，永豐、水西溝以北，風速在17.1m/s以上；相對小風區主要集中在米東區、北城區、南山中山帶和達坂城等地，其風速在10.0m/s以下。
3東南大風機理
3.1斯科勒（Scorer）參數結構
對2005—2011年間烏魯木齊市春季10場東南大風資料的研究表明，發現氣流過山可引起地形波，當風速隨高度增大時，則可在背風坡出現波動氣流並形成背風波，結合背風坡的動力學原理，比較斯科勒（Scorer）的兩層模式理論，通過對基本方程組求解，得到波動方程，並定義為重要scorer參數L2：
應用數值解計算2005—2011年間春季10場東南大風高空層結穩定度參數和斯科勒參數，結果表明，10場東南大風高空層結穩定度參數和斯科勒參數向上呈現遞減，斯科勒參數遞減更明顯（見圖1的a和b）。從而證明春季東南大風，是背風坡上產生了背風波，並形成下坡東南大風。如2012年3月30日紅雁池、城區至八鋼一帶強東南大風。2012年3月29日20時烏魯木齊城南上空強背風波發展時，探空分析穩定度參數和斯科勒參數的垂直分布在809hPa穩定度參數出現極大值，809hPa（海拔1969.8m）明顯穩定，斯科勒參數最大值在700hPa（海拔3140.0m），兩參數向上差值之大在2005—2011年間春季10場東南大風中是比較少見的，說明差值越大，背風波越強，下坡大風越強。
3.3春季東南大風機理
（1）在城南山脈的背風坡，由於山脈的屏障作用，通常風速較小，但在某些情況下，空氣越山後可在背風側造成局地強風，某些情況主要決定於新疆氣壓場的分布，根據2005—2011年春季大風持續時間長短，新疆氣壓場主要表現為以下特徵：5h以下短時大風為鋒前減壓型；5～10h：大風為東高西低、南高北低型；10h以上長時大風為氣壓場東高西低、南高北低型。（2）在氣壓差形成的氣象條件下，再配合坡地地形分布，在城南山脈背風側坡地紅雁池風速最大，進入城南略減，城北減弱。（3）結合斯科勒理論說明下坡大風是背風波造成的，證明了下坡大風只出現在山的背風面一側。這一結果也說明了為什麼當東南大風平均達21.1m/s時，而達坂城東南風平均只有8.4m/s，主要是由於紅雁池、城南處於天山山脈的背風坡上，而達坂城則不是。（4）下坡大風與水躍型地形波有直接聯繫，在這種情況下，可將大氣中下層具有大動量的空氣帶到地面，使地面出現強風，邊界層風廓線雷達觀測證明了這一點。2012年「330」東南大風：第1次動量下傳過程從29日3時開始，高空700～1700m風速40～60m/s，動量下傳，地面風速加大，到08時達最大28.1m/s（圖2a）；第2次動量下傳過程從29日9時開始，高空500～1500m風速28～60m/s，動量下傳，地面風速再次加大，到12時達最大30.3m/s（圖2b）。（5）東南大風前，高空散度垂直分布顯示，500hPa、700hPa、850hPa烏魯木齊偏東區域有較強的輻散，說明在城區偏東南具有較強的下降氣流。
4小結
（1）烏魯木齊市主要位於坡地地形上，東南大風具有明顯的季節變化，主要集中在春季；春季平均分布表明，強風以紅雁池為中心，主要在烏拉泊、紅雁池、城南至八鋼等地，局地性強，風速最大在紅雁池。
（2）東南大風的形成與高空垂直穩定度、風速及地形條件相聯繫，穩定度是東南大風的必要條件，氣壓差則是東南大風的充分條件。（3）風廓線雷達顯示，大氣中下層具有大動量的空氣下傳至地面，使地面出現東南大風。
參考文獻
[1]孟齊輝，呂斌，刁平.烏魯木齊地區東南大風分布規律的研究[J].新疆氣象，1995，18（1）：6-10.
[2]張利平.烏魯木齊國際機場一次強東南大風天氣分析[J].沙漠與綠洲氣象，2007，1（2）：23-25.
[3]蘇小嵐.1998年4月烏魯木齊東南大風天氣過程分析[J].新疆氣象，2001，24（3）：16-17.
（烏魯木齊市氣象局，新疆烏魯木齊830002；第七師氣象局）
摘要：利用烏魯木齊市氣象局2005—2011年間春季區域自動站加密資料和探空資料，得到春季東南大風分布；通過斯科勒（Scorer）理論在城南東南大風機理中的應用，得出烏魯木齊市春季東南大風短期天氣預報應關注氣壓場形勢，短時臨近天氣預報應關注高空層結穩定度的變化，揭示了區域內春季東南大風機理。研究當地春季東南大風機理可以為區域內大風預報水平的提高提供重要指標和方法。
關鍵詞 ：烏魯木齊市；春季；東南大風；機理分析
1春季東南大風分布
烏魯木齊市是自治區的政治、經濟、文化中心，處在「絲綢之路」經濟帶重要位置上，而市域內的春季東南大風一直是當地常見的氣象災害性天氣之一，春季一次強的大風可造成經濟損失在100萬元以上。隨著當地經濟的發展，因春季大風災害導致的經濟損失還在不斷增加。如：2012年3月30日凌晨至31日紅雁池、城區至八鋼一帶出現強東南大風，城區極大風速30.3m/s，紅雁池極大風速達41.2m/s，八鋼極大風速37.5m/s,大風刮落牆皮和廣告牌砸傷行人，共造成2人死亡，2人受傷，多條道路擁堵；烏魯木齊電網2條220kV線路、2條110kV線路跳閘，10kV線路跳閘15條次，10kV配網倒杆18基，斷線6處，近萬客戶用電因此受到影響；烏魯木齊地窩堡國際機場42架次航班備降、延誤；造成直接經濟損失100多萬元。
烏魯木齊市春季東南大風主要分布在烏拉泊、紅雁池、城南（烏魯木齊市氣象站站址）至八鋼等地，對10場春季東南大風的穩定度參數和斯科勒參數進行計算，穩定度參數和斯科勒參數均向上減小，結合地形說明東南大風是水躍型地形波造成的下坡大風，風廓線雷達資料顯示中低層大動量下傳，高空散度場分析表明有較明顯的下沉。綜上得出，烏魯木齊市東南大風短期天氣預報應關注氣壓場形勢，短時臨近天氣預報應關注高空層結穩定度的變化，並計算斯科勒參數，判斷是否有背風波產生，同時要參考區域自動站紅雁池等站東南大風情況。
2地形及特徵
烏魯木齊市城市地形呈現南高北低、東高西低，高度在600～1000m之間，城北米東區601.2m，城南918.7m，紅雁池1010.2m，烏拉泊1100.0m，城市東南方為淺山區，另外，雅瑪里克山最高區位於城市西南，並向西延伸，使得整個城市處于山背坡的坡地地形上。據烏魯木齊市氣象台2005—2011年3～5月的氣象統計資料，7年間烏魯木齊市春季共出現10場東南大風，日極大風速平均分布為：強風區主要集中在烏拉泊、紅雁池和八鋼一帶，強風區中心位於紅雁池（31.8m/s）；大風區主要集中在頭屯河以南、城南，柴窩堡以西，永豐、水西溝以北，風速在17.1m/s以上；相對小風區主要集中在米東區、北城區、南山中山帶和達坂城等地，其風速在10.0m/s以下。
3東南大風機理
3.1斯科勒（Scorer）參數結構
對2005—2011年間烏魯木齊市春季10場東南大風資料的研究表明，發現氣流過山可引起地形波，當風速隨高度增大時，則可在背風坡出現波動氣流並形成背風波，結合背風坡的動力學原理，比較斯科勒（Scorer）的兩層模式理論，通過對基本方程組求解，得到波動方程，並定義為重要scorer參數L2：
應用數值解計算2005—2011年間春季10場東南大風高空層結穩定度參數和斯科勒參數，結果表明，10場東南大風高空層結穩定度參數和斯科勒參數向上呈現遞減，斯科勒參數遞減更明顯（見圖1的a和b）。從而證明春季東南大風，是背風坡上產生了背風波，並形成下坡東南大風。如2012年3月30日紅雁池、城區至八鋼一帶強東南大風。2012年3月29日20時烏魯木齊城南上空強背風波發展時，探空分析穩定度參數和斯科勒參數的垂直分布在809hPa穩定度參數出現極大值，809hPa（海拔1969.8m）明顯穩定，斯科勒參數最大值在700hPa（海拔3140.0m），兩參數向上差值之大在2005—2011年間春季10場東南大風中是比較少見的，說明差值越大，背風波越強，下坡大風越強。
3.3春季東南大風機理
（1）在城南山脈的背風坡，由於山脈的屏障作用，通常風速較小，但在某些情況下，空氣越山後可在背風側造成局地強風，某些情況主要決定於新疆氣壓場的分布，根據2005—2011年春季大風持續時間長短，新疆氣壓場主要表現為以下特徵：5h以下短時大風為鋒前減壓型；5～10h：大風為東高西低、南高北低型；10h以上長時大風為氣壓場東高西低、南高北低型。（2）在氣壓差形成的氣象條件下，再配合坡地地形分布，在城南山脈背風側坡地紅雁池風速最大，進入城南略減，城北減弱。（3）結合斯科勒理論說明下坡大風是背風波造成的，證明了下坡大風只出現在山的背風面一側。這一結果也說明了為什麼當東南大風平均達21.1m/s時，而達坂城東南風平均只有8.4m/s，主要是由於紅雁池、城南處於天山山脈的背風坡上，而達坂城則不是。（4）下坡大風與水躍型地形波有直接聯繫，在這種情況下，可將大氣中下層具有大動量的空氣帶到地面，使地面出現強風，邊界層風廓線雷達觀測證明了這一點。2012年「330」東南大風：第1次動量下傳過程從29日3時開始，高空700～1700m風速40～60m/s，動量下傳，地面風速加大，到08時達最大28.1m/s（圖2a）；第2次動量下傳過程從29日9時開始，高空500～1500m風速28～60m/s，動量下傳，地面風速再次加大，到12時達最大30.3m/s（圖2b）。（5）東南大風前，高空散度垂直分布顯示，500hPa、700hPa、850hPa烏魯木齊偏東區域有較強的輻散，說明在城區偏東南具有較強的下降氣流。
4小結
（1）烏魯木齊市主要位於坡地地形上，東南大風具有明顯的季節變化，主要集中在春季；春季平均分布表明，強風以紅雁池為中心，主要在烏拉泊、紅雁池、城南至八鋼等地，局地性強，風速最大在紅雁池。
（2）東南大風的形成與高空垂直穩定度、風速及地形條件相聯繫，穩定度是東南大風的必要條件，氣壓差則是東南大風的充分條件。（3）風廓線雷達顯示，大氣中下層具有大動量的空氣下傳至地面，使地面出現東南大風。
參考文獻
[1]孟齊輝，呂斌，刁平.烏魯木齊地區東南大風分布規律的研究[J].新疆氣象，1995，18（1）：6-10.
[2]張利平.烏魯木齊國際機場一次強東南大風天氣分析[J].沙漠與綠洲氣象，2007，1（2）：23-25.
[3]蘇小嵐.1998年4月烏魯木齊東南大風天氣過程分析[J].新疆氣象，2001，24（3）：16-17.
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