摘要：由于全球气候变化导致极端降水事件（Extreme Precipitation Events, EPEs）发生频率和强度显著上升。这类小概率天气现象常引发山洪、城市内涝等灾害，造成严重社会经济损失。在干旱地区，具有突发性强、破坏力大的短时极端降水已成为强对流天气研究的重点。因此，深入开展复杂下垫面区域极端降水形成机制研究具有重要科学意义。天山南坡地形复杂，气候干旱，但频繁出现极端降水事件，对天气预报提出了重大挑战。
        本文利用多源数据（包括研究区290个站点逐小时风向/速度、温度、相对湿度、气压和降水资料，多普勒天气雷达数据以及FY-4A卫星红外黑体亮度温度（TBB数据）、GPM卫星（ 全球降水观测产品）、ERA5 再分析数据和全球数据同化系统（GDAS数据集），对2019年8月20日至21日发生在天山南坡阿克苏地区的一次极端降水事件进行研究，分析了环流形势、中尺度特征、水汽动态和不稳定能量触发机制。结果表明：降水在时空上有显著变化，提出了两阶段分析框架：第一阶段（西部平原）以局地对流单元为主导，第二阶段（东北部山区）则以地形增强的降水簇为特征。该事件与500百帕的“两脊一槽”环流模式和200百帕南亚高压的“双体型”结构相关联。动力强迫源自气旋性辐合、垂直风切变、低层汇合线、水汽输送和高空急流“抽吸”辐散。第一阶段更强的涡度、散度和垂直速度导致了更强烈的降水。热力学分析显示，在出现极端降水事件前平原地区有增强的低层冷平流。探空数据显示，两个阶段的可降水和对流有效位能（CAPE）均有所增加。水汽追踪显示不同高度的水汽来源存在差异：在3000米高度，约70%的水汽来自通过里海和及其东部中亚；在5000米高度，两个阶段的来源和路径有所不同。在第一阶段，每个水汽轨迹的比湿在EPE期间高于第二阶段，并在事件前12小时有所增强。两个阶段都表现出快速的对流云增长，相当黑体温度（TBB）下降与降水增强有关。在第一阶段，EPE中心与冷云区边缘较大TBB梯度相对应，TBB梯度大值区域发生了强烈的对流。相比之下，典型的北部事件与较冷的云顶和强烈的对流相关，而下午的EPE在第二阶段形成于云边，TBB负值较小。这些发现有助于理解干旱山区多尺度极端降水机制，从而改善复杂地形中的天气预报。
      本研究工作以天山南麓极端降水事件为核心对象，通过多源数据融合系统探究：三维水汽通量的时空演变规律、中尺度对流触发机制与地形强迫的耦合关系、以及热力-动力参数对降水极值的敏感性。旨在深化干旱区突发性极端降水的特征识别、成因解析与机制认知，为"一带一路"关键区域的极端天气预警系统优化提供科学支撑。

水汽输送；诊断分析；黑体亮度温度；中尺度对流系统