中亚低涡背景下中尺度系统特征及其对新疆强对流天气的影响

Central Asia vortex(cold vortex from the east of Caspian sea to xinjiang with strong ties to Ural ridge) is an important synoptic-scale weather system which impacts serve convective weather in Xinjiang. However, at the present, the occurrence, development and evolvement of mesoscale system and its significant role which caused short-time heavy rainfall and hail in Xinxiang under the influences of vortex is still not clear. In this study, the different developmental stage and movement regulation, structure and developing mechanism of different parts of mesoscale system will be researched as well as comprehensive identification and physical parameters characteristics tracking of strong convective system based on multi-threshold will be analyzed by use of multi-source high temporal and spatial resolution observation data, objective analysis data and regional mesoscale numerical model; on the other hand, the relationship of short-time heavy rainfall and hail with mesoscale system structure features will be revealed, and then their trigger factor, classification monitoring and diagnostic physical parameters will be analyzed, at last the configuration structure, crucial physical factor and nowcasting warning index of affecting system will be concluded. Therefore, the understanding of mesoscale formation mechanism and strong convective weather occurring causes in Central Asia arid zone will be deepen, promoting forecast ability of strong convective weather in Xinxiang.

中亚低涡（里海以东—新疆的冷性涡旋系统，常与乌拉尔脊联系）是造成新疆强对流天气的重要天气尺度影响系统，目前对其背景下中尺度系统发生、发展、演变过程及其造成新疆短时强降水和冰雹的重要作用还不清楚。本研究利用多源高时空分辨率观测、客观分析资料和区域中尺度数值模式，研究中亚低涡不同发展阶段、不同部位中尺度系统活动规律、组织结构和发生发展机制，分析基于多阈值的强对流系统综合识别和追踪物理参数特征；揭示中尺度系统结构特征与短时强降水和冰雹的分布、发生发展演变的关系，分析低涡背景下新疆短时强降水和冰雹的触发因子、分类监测和诊断物理参数；给出低涡背景下新疆短时强降水和冰雹发生发展的影响系统配置结构、关键物理因子和短临预警指标，从而提高中亚干旱区中尺度系统形成机制和强对流天气发生原因的认识，促进新疆强对流天气的预报水平进步具有重要的理论意义和实际应用价值。

中亚低涡是造成新疆强对流天气的重要天气尺度系统，其发展、成熟和消亡阶段均可造成新疆短时强降水和冰雹天气，且强对流天气具有明显的局地性和不对称性，还易产生连续几天的降雹和短时强降水，低涡背景下强对流天气的强度、落区和时间容易出现空报和漏报，预报预警难度大。目前对其背景下中尺度系统发生、发展、演变过程及其造成新疆短时强降水和冰雹的重要作用还不清楚。.本研究利用多源高时空分辨率观测、客观分析资料和区域中尺度数值模式，研究了中亚低涡不同发展阶段、不同部位中尺度系统活动规律、组织结构和发生发展机制，分析了基于多阈值的强对流系统综合识别和追踪物理参数特征；研究显示中亚低涡不同发展阶段、不同部位均可产生强对流天气，造成强对流天气的中尺度系统在雷达和卫星上特征明显、发生发展迅速，且造成短时强降水和冰雹的中尺度系统差异明显，中尺度系统主要分为孤立型、线状型和“列车效应”型，孤立型和线状型突发性强，生命史短，“列车效应”型生命史较长、危害性更强。.研究了中亚低涡背景下新疆短时强降水中尺度对流系统的时空分布特征及水汽、热力、动力和不稳定性条件特征；揭示了中尺度系统结构特征与短时强降水和冰雹的分布、发生发展演变的关系，分析了低涡背景下新疆短时强降水和冰雹的触发因子、分类监测和诊断物理参数；研究表明有利的水汽、大气稳定度、辐合线、切变线及地形等均是强对流天气的重要触发因子，环境条件和对流潜势参数为短时强降水和冰雹的分类监测和诊断提供了重要的依据。.给出了低涡背景下新疆短时强降水和冰雹发生发展的影响系统配置结构、关键物理因子和短临预警指标，从而提高了对中亚干旱区中尺度系统形成机制和强对流天气发生原因的认识。开展中亚低涡背景下中尺度系统特征及其造成新疆区域强对流天气研究，既是我国强对流天气研究的一个重要组成部分，也是提高中亚干旱区强对流天气预报水平的一个一个突破口和切入点，具有重要的理论意义和实际应用价值。