利用2010—2018年新疆105个国家站、1240个区域自动站逐时降水资料及8部多普勒天气雷达资料，从预报业务应用角度提出新疆短时强降水过程定义并遴选468次短时强降水过程，分析短时强降水影响系统环流配置和雷达回波特征。结果表明新疆短时强降水的影响系统主要有中亚低槽（涡）、西西伯利亚低槽（涡）、西北低空急流。造成新疆短时强降水的对流风暴主要有合并加强型、列车效应型和孤立对流单体型，其中合并加强型最多，占45.1%，孤立对流单体型占34.8%，列车效应型最少，占20.2%，且各区域对流风暴的影响比例也有一定差异。南疆短时强降水过程中多普勒雷达最大反射率因子强度（Zmax）、强回波中心顶高（Dmax）、回波顶高（ET）、最大垂直累积液态水含量（VIL）预警阈值小于北疆，且伊犁州最大，阿克苏最小，伊犁州短时强降水以低质心回波为主，其他区域则为低质心和高质心回波。

基于伊犁河谷伊宁站内布设的微雨雷达（MRR）、地面OTT-PARSIVEL雨滴谱仪以及雨量筒观测资料，针对2019年9月30日伊宁地区一次大雨过程，对比检验MRR数据的可靠性，在此基础上探究降水不同时期MRR的微物理量垂直分布特征。结果表明：3种仪器观测的降水量较为接近、变化趋势一致，MRR观测的近地面35、70和105 m高度层雨强与OTT-PARSIVEL雨滴谱仪的观测值有较好的相关性，决定系数分别为0.9233、0.9289和0.9186，且当雨强低于3 mm·h^-1时，MRR与雨滴谱仪的雨强拟合收敛程度更高。不同雨强阶段，雨滴谱的垂直分布存在差异。低雨强阶段，降水初期环境湿度较低、蒸发较大，MRR的雷达反射率因子Z、液态水含量LWC及雨强R_i随高度降低而减小；降水中期，环境湿度较大、蒸发较小，Z、LWC、R_i随高度变化不大；降水末期，空中水汽和动力条件供应不足，靠近地面Ri明显减弱。中、高雨强阶段，粒子下落速度W较为稳定，而Z、LWC、R_i受雨滴间碰并作用影响较大，整体随高度降低而增大。此次大雨过程主要以小雨滴为主，其平均数浓度占总数浓度90%以上，且随高度降低而减少；中雨滴对雨强的贡献最大，不同雨强阶段的贡献率均在60%以上，且随高度降低而增大；大雨滴数浓度占比及对雨强的贡献均最小。

利用自动气象站观测资料、FY-2G卫星TBB资料和NCEP/NCAR再分析资料，针对2016年6月16—17日伊犁地区的一次罕见强降水过程，在天气形势和中尺度系统分析基础上，借助WRF模式高分辨率模拟资料对强降水的形成过程进行细致分析。结果表明：中亚低槽、高空偏西急流、低空切变线和辐合线是此次强降水过程的主要天气系统。多个中尺度云团受伊犁北部天山地形抬升作用，长时间维持在沿天山地区，并持续产生强降水。模拟结果显示，不断移至北部沿天山地区的中尺度对流单体是造成此次伊犁地区强降水的直接中尺度系统，其发生发展与低空急流、低层风场辐合和地形有密切关系。低空急流增强引起动力辐合增强，触发不稳定能量释放，加之地形抬升，使得垂直运动维持并快速发展，并在有利的水汽条件配合下引发低层辐合线附近对流系统加强，导致伊犁北部沿天山地区出现强降水。

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。

利用GMS—5静止气象卫星逐时红外云图数值资料,分析了阿克苏北部绿洲1998~2001年5~8月各10次强对流暴雨和冰雹过程的红外云图特征,表明强对流暴雨与冰雹中尺度云团在尺度、形状、强度、发生、成熟时间和生命史方面具有显著的异同,这些指标对它们的监测、预警具有重要意义。

阿克苏北部绿洲是强对流天气的高发区，虽然强对流暴雨和冰雹均为强对流天气，研究表明它们均发生在副热带锋区上，而影响系统、物理量特征均有显著不同：（1）暴雨的影响系统主要以西方路径的锋区小槽和中亚低槽为多，北支槽最少，冷空气弱且湿；冰雹以锋区小槽和北支槽为主，中亚低槽为少，冷空气相对强且干；（2）强对流暴雨的高空急流比冰雹弱，且存在一支低空偏东急流，冰雹不存在；（3）均位于湿舌区，但暴雨区湿度从低层到中层比雹区大，暴雨区850~500hPa均有明显的水汽输送，尤其低空急流输送充沛的水汽。雹区水汽输送较弱，且以天山山区向雹区的局地水汽输送为主。二者均有强的水汽辐合，暴雨区的水汽辐合比雹区强；（4）均有强的上升运动，冰雹850hPa的上升运动比暴雨强，700hPa二者相当，500hPa暴雨比冰雹略强。（5）均有强的不稳定性，暴雨的不稳定性强于冰雹。