利用Doppler雷达资料、结合常规观测资料、T213、FY-2C产品以及地面自动站等多种新型资料对石河子垦区2006年7~10月至2007年4~10月期间发生的34场对流天气过程的形成机理进行了全面的研究和综合分析,并着重分析了石河子垦区发生强对流天气的Doppler雷达回波特征,结果表明:石河子垦区强对流天气发生在有利的大尺度、次天气尺度背景和对流性不稳定层结条件下,中高层干冷、低层暖湿,近低层至地面有中尺度辐合切变线和冷锋配合,并有中β、中γ云团不断生成发展、合并。雷达回波强度、回波顶高度的迅速增加、垂直累积液态水含量的跃增和面积的扩大,速度对(中气旋)、"逆风区"、辐合带以及辐合区的出现等都对天山北坡带中部石河子垦区强对流天气的发生具有预警指示意义。春(秋)季当回波强度≥35 dBz3、5 dBz的回波顶高≥6 km、垂直累积液态水含量≥30 kg/m2将有强降水发生;当回波强度≥45 dBz4、5 dBz的回波顶高≥6 km、垂直累积液态水含量≥35 kg/m2将有冰雹发生。夏季当回波强度≥40dBz4、0 dBz的回波顶高≥6 km、垂直累积液态水含量≥40 kg/m2将有强降水发生;夏季当回波强度≥55 dBz5、5 dBz的回波顶高≥6 km、垂直累积液态水含量≥50 kg/m2将有冰雹发生。尤其是低层辐合型速度对出现、对应高层辐散型速度对时或"逆风区"的出现,将预示有强对流天气出现。高反射率因子和垂直累积液态水含量大值区的重合区是对流云强度最强的地方,与强对流天气落区相对应;其高值区的强度和范围与强降水的强度和范围成正比。并总结归纳出短时强对流天气的预警指标,建立了一套定性和定量相结合的石河子垦区强对流天气预警模型。石河子气象台应用该强对流天气预警模型,成功发布了2007年4~8月及2008年4~8月中出现的雷雨大风、冰雹、局地强降水等强对流天气预警信号,产生了显著的社会经济效应。