南疆铜场水库是库车河流域的中型拦河水库，研究水库的气象水文量化指标对水库涨水的预报预警有重要意义。选取库车河流域19个自动气象站小时降水量、三源融合降水产品（China Meteorological Administration Multi-source Merged Precipitation Analysis System，CMPAS）以及水库入库流量、水位等数据，筛选水库9场暴雨洪水过程进行环流分型，并分析2场水库典型雨洪过程的气象和水文特征。结果表明：（1）水库雨洪过程的环流形势分为低涡（槽）-切变线型（简称“I型”）和低涡（槽）-气旋型（简称“II型”）两类环流型。（2）降水强度、发生区域、历时长短决定水库涨水速度，I型过程为短时强降水型涨水，II型过程为长历时弱降水型涨水，I型过程涨水速度快于II型。（3）入库流量增幅与小时面雨量大小相关，小时面雨量<0.5 mm时，入库流量变幅不大；小时面雨量>2.0 mm时，入库流量明显增大。（4）水库涨水与雨情存在滞后性响应，I型过程涨水开始时间和入库洪峰流量出现时间落后于降水开始时间3~4 h，水库最高水位出现时间落后于降水开始时间4~5 h，落后于入库洪峰流量1~2 h；II型过程涨水开始时间、入库洪峰流量和最高水位出现时间均不同程度晚于I型。

基于1961—2017年夏季新疆北部45个气象站逐日降水资料和NCEP/NCAR再分析资料，采用百分位法确定夏季极端降水事件阈值，分析新疆北部夏季不同等级极端降水频数的时间变化特征及雨量与夏季最大日降水量、同月降水量的关系，并通过欧式距离法对12个5级大范围极端降水个例进行聚类分析，重点探讨大范围极端降水分布的环流特征。结果表明：近57 a新疆北部夏季不同等级（4级除外）极端降水频数均呈显著上升趋势，多数站点5级大范围极端降水量为当年夏季最大日降水量，平均占研究区同月降水量的28.6%。夏季大范围极端降水空间分布表现为3种类型，对应200 hPa西亚副热带西风急流轴偏南，40°N以南地区西风加强，500 hPa乌拉尔山高压脊引导冷空气南下，西西伯利亚或中亚地区低值系统活跃，下游贝加尔湖地区高压系统强盛，但系统位置、范围和强度不同，导致大范围极端降水落区不同。同时，中亚地区和新疆东部下游地区分别存在异常的气旋式和反气旋式水汽通量距平，新疆北部异常偏南或偏东的水汽输送为大范围极端降水的发生提供了有利条件。

利用NCEP/NCAR 0.25°×0.25°再分析资料，ERA-Interim 0.5°×0.5°再分析资料，2016年3月至2017年2月伊犁河谷3个地面观测站逐时和逐日降水及地基GPS大气可降水量（简称“PWV”），对各测站PWV时间变化及其与降水关系进行分析，明确了各站不同降水情况下及不同季节PWV的演变特征。结果表明：（1）各站PWV月际变化呈单峰型分布，谷值出现在1月，7月达到峰值，其中伊宁站2—9月（除7月）PWV与同期降水量变化一致，10—12月呈反向。（2）各站春、夏季平均PWV日变化曲线呈双峰型，春季各站峰值出现在17:00和00:00前后，较夏季峰值出现时间晚2～4 h；秋季新源站PWV日变化曲线呈单峰型，其他两站PWV呈双峰型分布；冬季各站PWV日变化曲线均呈单峰型特征。随着测站海拔高度的增加，PWV日变化幅度逐渐增大。（3）PWV与降水有密切关系，PWV最大值出现时间超前降水0～3 h、5 h和7～9 h发生频次最高，春、夏、秋、冬各季节降水分别主要发生在PWV最大值出现后0～3 h、0～2 h和5～7 h、0～3 h和7～9 h及0～1 h。不同降水情况下各站PWV值存在显著差异，海拔越高的测站差异越不显著。（4）降水发生前PWV增大与对流层低层水汽输送和水汽流入有关；降水期间不同影响系统、不同水汽输送造成的PWV增大时间和峰值有所不同，降水开始时间与PWV峰值有较好的对应关系。降水期间暴雨区水汽垂直输送明显，对流层中、高层云形成云冰水聚集区，PWV有明显跃变，存在水汽的快速聚集过程，造成测站短时强降水天气。