利用1961—2020年5—9月(暖季)南疆44个国家气象站逐日降水资料和NCEP/NCAR(National Centers for Environmental Prediction/National Center for Atmospheric Research)再分析资料,分析不同年代际和气候背景(暖干期和暖湿期)下南疆暖季暴雨的时空变化特征及大尺度环流异常特征。结果表明:1961年以来南疆暖季累计暴雨日数、暴雨站次和暴雨雨量均呈增加趋势,暴雨强度和暴雨雨量占总降水量比例的变化趋势不明显。南疆暖季累计暴雨日数、暴雨站次和暴雨雨量在暖湿期明显多于暖干期,暴雨强度和暴雨雨量占总降水量的比例在暖干期及暖湿期的差异不大。进入暖湿期后,南疆大部分站点的暴雨日数和暴雨雨量都有所增加,且西南部站点增加最明显,但山区的增加幅度小于平原。中亚低槽、中亚低涡和塔里木东风低空急流是造成南疆暖季暴雨的主要影响系统,南疆暖季暴雨在暖干期以低涡型为主,暖湿期以低槽型为主;850 hPa偏东气流在低涡型暴雨中比低槽型暴雨西伸更加明显,在暖湿期与暖干期环流差值场中,低槽型暴雨和低涡型暴雨中高纬地区的环流异常呈现反向变化特征。
利用1981—2020年5—9月天山南坡16个气象站逐日降水资料和NCEP/NCAR GDAS再分析资料,分析天山南坡暖季暴雨过程的环流形势,并采用HYSPLIT模式,模拟追踪水汽源地及输送特征。结果表明:天山南坡暖季暴雨主要发生在南亚高压双体型、500 hPa以上西南急流(气流)、700 hPa切变辐合以及天山地形辐合抬升的重叠区域。水汽主要源自中亚、大西洋及其沿岸、地中海和黑海及其附近,经TKAP(塔吉克斯坦、吉尔吉斯坦、阿富汗东北部、巴基斯坦北部和印度西北部)、南疆、北疆关键区,分别从偏西、偏南、偏北通道输入暴雨区,700 hPa以上偏西通道、以下偏北通道占主导地位,且贡献最大的是南疆关键区。源自中亚的水汽主要输送至暴雨区700 hPa及以下,对暴雨的贡献较大,且沿途损失较大;源自大西洋及其沿岸、地中海和黑海及其附近的水汽主要输送至暴雨区700 hPa以上,对暴雨的贡献较小。另外,中低层还存在源自北疆、南疆、北美洲东部、蒙古的水汽。基于上述特征,建立了天山南坡暖季暴雨过程水汽三维精细化结构模型。
用阿勒泰地区7个测站1961-2008年逐月最大积雪深度、积雪和降雪日数及其初终日以及冬季（11至次年3月）平均气温、平均最高、最低气温及降水量资料，运用线性趋势、Mann-Kendall突变检验及R/S分析法对阿勒泰地区积雪变化进行了分析研究。结果表明：该地区冬季平均气温呈明显的上升趋势，最低气温的上升更为显著；降水量呈显著增多趋势。该地区大部地方积雪、降雪最早出现在9、10月，最迟在次年4-5月。历年平均最大积雪深度和积雪日数的年变化呈单峰型，降雪日数分布则较复杂；在空间分布上，积雪深度最大值在阿勒泰站，最小值在福海站；积雪日数福海站最少，吉木乃站最多；降雪日数自西向东逐渐减小。最大积雪深度呈显著的增加趋势、积雪和降雪日数趋势变化不显著，但在空间分布上有差异；受积雪和降雪初日推后的影响，积雪期和降雪期均呈显著的减少趋势。突变检测表明，就全区平均来说最大积雪深度在1983年前后发生了显著的突变，与冬季降水量的变化一致；平均积雪和降雪日数则比较稳定，没有发生显著的突变，各区域变化与全区不完全同步。R/S分析表明，最大积雪深度、积雪和降雪日数在未来具有反持续性；平均降雪日数、福海站最大积雪深度、吉木乃站积雪日数、布尔津站降雪日数的反持续性相对最强。
利用Micap s常规实况图、EC客观分析场及T213 00时的物理量场,从寒潮冷空气的酝酿、堆积、爆发3个阶段分析了2009年2月11～13日新疆阿勒泰地区的一次强寒潮天气过程,重点分析强降温及降水原因。分析表明:此次强寒潮冷空气来自新地岛和泰米尔半岛的超极地强冷空气,强冷空气沿乌拉尔山脊前东北风带和北风带南下堆积到西西伯利亚上空。由于乌拉尔山脊西北部冷空气的侵袭,使该脊向东南跨,推动西西伯利亚强冷空气大举南下,从而造成这次强寒潮天气。形成强降水的原因是北方冷空气与南支槽东移北上的暖湿气流在该地区汇合,并配合动力条件和水汽条件共同造成的。
用新疆阿勒泰地区7个气象站1964~2001年暖季(5~9月)20 cm口径蒸发皿蒸发量资料,运用线性趋势法、相关法分析发现,就整个地区平均而言,暖季蒸发皿蒸发量呈较明显的下降趋势;在区域内富蕴站呈显著上升趋势,吉木乃和布尔津站变化不显著,与全区不同步。完全相关系数法分析表明,整个地区平均而言,低云量、平均风速、气温日较差与蒸发皿蒸发量有显著的相关性,是影响蒸发量的主要因子,但各站有所不同。低云量及气溶胶等污染物的增加导致太阳辐射量减少,而引起气温日较差减少,最终导致蒸发量减少;平均风速减小则主要与全球变暖背景下亚洲冬季风和夏季风减弱导致我国平均风速减小有关。
