彭艷青，王 強(qiáng)，鞠亮亮，陳紅專，王光明

(湖南省懷化市氣象局,湖南 懷化 418000)

0 引言

暴雨在大部分時(shí)候是一種災(zāi)害性天氣，持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)、強(qiáng)度大的暴雨可能會(huì)給人民生產(chǎn)生活帶來一定的影響甚至威脅到人的生命。一直以來暴雨都是預(yù)報(bào)業(yè)務(wù)的難點(diǎn)之一。以往有許多氣象工作者[1-10]對(duì)暴雨進(jìn)行了全面的研究并得出了大量有意義的結(jié)論，其中姚蓉等[1]對(duì)2015年4月3日湖南出現(xiàn)的一次大范圍不同類型強(qiáng)對(duì)流天氣過程進(jìn)行了分析，指出短時(shí)強(qiáng)降水發(fā)生時(shí)具有低質(zhì)心和高效降水效率及列車效應(yīng)特征；肖安等[2]對(duì)2016年華南地區(qū)一次大暴雨過程空?qǐng)?bào)的原因進(jìn)行了分析，指出假相當(dāng)位溫(θse)等值線密集區(qū)(鋒區(qū))偏北，不穩(wěn)定能量弱，能量條件不利于繼續(xù)出現(xiàn)較強(qiáng)降水；陳紅專等[3]對(duì)湘西北一次大暴雨過程中尺度結(jié)構(gòu)特征進(jìn)行了分析，指出地面中尺度輻合線的維持和地形的阻擋有利于暖濕氣流的抬升。但是各個(gè)地方的暴雨指標(biāo)不完全相同，且大家對(duì)一次過程的不同階段進(jìn)行對(duì)比研究較少。因此，本文利用常規(guī)觀測(cè)資料、多普雷雷達(dá)資料、區(qū)域自動(dòng)氣象站資料以及NCEP再分析資料，對(duì)懷化地區(qū)2018年6月19—22日大暴雨過程兩個(gè)不同的降雨階段進(jìn)行對(duì)比分析，尋求有預(yù)報(bào)意義的指標(biāo)，以期為今后的強(qiáng)降水天氣預(yù)報(bào)提供一定的參考依據(jù)。

1 天氣過程降雨特點(diǎn)

2018年6月19—22日懷化市中南部地區(qū)出現(xiàn)了一次暴雨、大暴雨天氣過程，此次過程最大累積雨量出現(xiàn)在懷化南部的會(huì)同站，達(dá)259.3 mm，最大小時(shí)降雨量也出現(xiàn)在該站，達(dá)79.7 mm(出現(xiàn)在6月19日22—23時(shí))。從這次過程的降雨分布(圖1)來看，整個(gè)過程共持續(xù)了4 d，持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)、累積雨量大、降雨范圍廣，可分為兩個(gè)降雨階段：第一階段，19日和20日降水主要集中在懷化中南部地區(qū)；第二階段，21日和22日降雨主要集中在懷化中部偏西地區(qū)，且第一階段降雨范圍及累積雨量明顯較第二階段大。

圖1 2018年6月19—22日逐日雨量(a、19日，b、20日，c、21日，d、22日)和累積雨量(e、19日08時(shí)—23日08時(shí))分布圖(單位：mm)Fig.1 Daily rainfall(a,19June,b, 20June,c, 21June,d,22June)and Cumulative rainfall from 19June to 22June2018(e) of Huaihua(unit: mm)

選取兩個(gè)降雨階段的代表性站點(diǎn)，對(duì)比兩站降雨時(shí)序圖(圖2)可以看出，兩個(gè)階段降雨都表現(xiàn)出明顯的短時(shí)強(qiáng)降水特點(diǎn)，第一階段洪江熟坪出現(xiàn)了4個(gè)時(shí)次小時(shí)雨強(qiáng)>20 mm的短時(shí)強(qiáng)降水，第二階段小時(shí)雨強(qiáng)>20 mm僅有兩個(gè)時(shí)次，持續(xù)時(shí)間較第一階段短。

圖2 2018年6月19日20時(shí)—20日20時(shí)洪江熟坪和6月22日20時(shí)—23日20時(shí)麻陽(yáng)和平溪小時(shí)雨量時(shí)序圖(單位：mm)Fig.2 Hourly precipitation of Shu ping meteorological observation from 20∶00 BT 19June to 20∶00 BT 20June2018(a) and He ping xi meteorological observation from 20∶00 BT 22June to 20∶00 BT 23June2018(b)(unit: mm)

從兩個(gè)階段短時(shí)強(qiáng)降雨的分布(圖3)來看，第一階段短時(shí)強(qiáng)降雨分布范圍明顯較第二階段廣；第一階段在懷化中部略偏南的洪江、會(huì)同地區(qū)小時(shí)雨強(qiáng)達(dá)50～80 mm，第二階段沒有出現(xiàn)超過50 mm的短時(shí)強(qiáng)降雨，可見第一階段降雨強(qiáng)度較第二階段強(qiáng)。

圖3 兩階段短時(shí)強(qiáng)降雨分布圖(a、2018年6月19日08時(shí)—21日08時(shí)，b、6月21日08時(shí)—23日08時(shí))Fig.3 The short-time strong rainfall distribution from 08∶00 BT 19June to 08∶00 BT 21June2018 (a)and the short-time strong rainfall distribution from 08∶00 BT 21June to 08∶00 BT 23June2018(b)

2 大尺度環(huán)流背景

在懷化強(qiáng)降雨發(fā)生前，2018年6月18日20時(shí)，從貴州到兩湖地區(qū)有地面倒槽強(qiáng)烈發(fā)展。19日08時(shí)，歐亞中高緯為兩槽一脊形勢(shì)，西槽在西西伯利亞，東槽由東北向南伸展，兩槽之間是深厚的脊向北伸展；在中低緯，500 hPa上，副高588線退居海上，在副高北側(cè)的河南經(jīng)湖北東部到湖南東部一帶有高空槽東出，懷化處在槽后西北氣流中，700 hPa為西南氣流控制，850 hPa西南急流從廣西向湖南北部地區(qū)一直伸展到湖北東部地區(qū)，懷化站風(fēng)速達(dá)16 m/s，在湖北東部到湖南西北部有一條冷式切變線存在，925 hPa切變線位置與850 hPa切變線接近，且在廣西、湖南地區(qū)有大于10 m/s超低空急流存在，低層西南急流存在為強(qiáng)降雨提供充足的水汽和能量條件，同時(shí)地面有冷空氣堆積在河套地區(qū)，冷鋒位于東北地區(qū)，在高空偏北氣流引導(dǎo)下，地面冷空氣南下，侵入倒槽，導(dǎo)致在江蘇南部、安徽南部及湖北東南部到湖南西北部及貴州一帶形成準(zhǔn)靜止鋒，觸發(fā)對(duì)流發(fā)展，準(zhǔn)靜止鋒位置與850 hPa及925 hPa切變線位置接近，較強(qiáng)降雨出現(xiàn)在各層系統(tǒng)重疊的湖北西南部、湖南西北部地區(qū)。隨著各層系統(tǒng)逐漸東移南壓，雨區(qū)也隨之東移南壓。到20日08時(shí)(圖4a)，500 hPa高空槽東移至安徽到江西一帶，700 hPa仍為西南氣流控制，850 hPa、925 hPa切變線以及地面準(zhǔn)靜止鋒南壓至懷化南部地區(qū)，此時(shí)由于冷暖氣流勢(shì)力相當(dāng)，各層系統(tǒng)維持時(shí)間較長(zhǎng)，強(qiáng)降雨在懷化南部地區(qū)一直維持到21日08時(shí)。

6月21日20時(shí)(圖4b)，500 hPa南支槽在貴州中部發(fā)展，懷化處在槽前西南氣流中，副高加強(qiáng)西伸至沿海一帶，700 hPa為一致的西南氣流，850 hPa切變線北抬至懷化北中部地區(qū)，地面準(zhǔn)靜止鋒隨著地面高壓的變性而消失，湖南處在地面變性高壓底后部，強(qiáng)降雨主要集中在850 hPa切變線附近，由于地面無冷空氣配合，加之中低層風(fēng)速較小，切變也由南北風(fēng)冷式切變轉(zhuǎn)為偏南風(fēng)與偏東風(fēng)切變，輻合強(qiáng)度明顯減弱，這一階段的降雨強(qiáng)度也較第一階段明顯減弱，隨著副高進(jìn)一步西伸北進(jìn)，低層切變也隨之北抬，雨帶北移減弱。到23日整個(gè)降雨過程結(jié)束。

圖4 2018年6月20日08時(shí)(a)和2018年6月21日20時(shí)形勢(shì)配置圖(b)Fig.4 analysis of weather situation at 08∶00 BT 20June2018(a) and 20∶00 BT 21June2018

3 環(huán)境場(chǎng)條件分析

3.1 水汽條件

通過對(duì)各層次的水汽條件進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)925 hPa的水汽通量與水汽通量散度對(duì)這次過程降水落區(qū)及強(qiáng)度有更佳的指示意義，這次過程的水汽主要從孟加拉灣經(jīng)西南氣流輸送而來，來自孟加拉灣較強(qiáng)的水汽通道一直維持到6月22日20時(shí)。

第一階段，19日20時(shí)(圖5a)，懷化中南部地區(qū)925 hPa比濕均在16～18 g/kg以上，這一帶水汽通量相對(duì)較大，南北兩支氣流在這一帶交匯，導(dǎo)致這一帶水汽高度集中，形成-10×10-5g·cm-1·hPa-1·s-1的強(qiáng)水汽通量輻合中心，位于該中心附近的懷化南部會(huì)同、洪江地區(qū)出現(xiàn)了較強(qiáng)降雨，會(huì)同站小時(shí)雨強(qiáng)達(dá)79.7 mm；20日02時(shí)(圖5b)，水汽通量大值區(qū)及水汽通量輻合中心略有減弱南壓，雨帶隨之略有減弱南壓，到21日02時(shí)(圖5c)水汽通量大值區(qū)及水汽通量輻合中心移至懷化南部與貴州、廣西交界一帶，強(qiáng)降雨區(qū)隨之移動(dòng)；這一階段中，16～18 g/kg比濕大值區(qū)、水汽通量大值區(qū)及水汽通量輻合中心在懷化南部地區(qū)維持時(shí)間長(zhǎng)，使得這一帶水汽充沛，造成這一帶持續(xù)強(qiáng)降雨的出現(xiàn)。

第二階段，22日20時(shí)(圖5d)，降水集中地區(qū)925 hPa比濕在16～18 g/kg，水汽輸送較第一階段弱，水汽集中程度也較第一階段小，到23日08時(shí)，水汽輸送與集中程度進(jìn)一步減弱，降雨過程隨之減弱并趨于結(jié)束。

對(duì)比兩階段水汽條件，第一階段比濕大值區(qū)、水汽通量大值區(qū)及水汽通量輻合中心在懷化南部維持時(shí)間較第二階段長(zhǎng)，且水汽輸送與集中程度較第二階段強(qiáng)，導(dǎo)致第一階段降雨強(qiáng)度較第二階段強(qiáng)、強(qiáng)降雨持續(xù)時(shí)間較第二階段長(zhǎng)。

3.2 能量條件

在暴雨發(fā)生前，地面倒槽發(fā)展，有利于對(duì)流層低層增溫增濕和不穩(wěn)定能量積累。第一階段，19日20時(shí)(圖6a)，850 hPa假相當(dāng)位溫(θse)等值線密集帶(鋒區(qū))位于湘中偏北及懷化北部地區(qū)，能量鋒區(qū)較強(qiáng)，有利于觸發(fā)強(qiáng)對(duì)流天氣，懷化中南部地區(qū)假相當(dāng)位溫在358K以上，位于能量鋒前的高能舌區(qū)內(nèi)，且這一帶850 hPa與500 hPa假相當(dāng)位溫差(Δθse850-500)達(dá)12～16 K，層結(jié)極不穩(wěn)定，強(qiáng)降雨就發(fā)生在能量鋒前高溫高濕的不穩(wěn)定層結(jié)中，21日08時(shí)之前，懷化南部一直處在能量鋒前的高能舌內(nèi)，Δθse850-500在8 K以上，對(duì)應(yīng)了第一階段懷化南部持續(xù)強(qiáng)降雨天氣，21日08時(shí)之后，由于強(qiáng)降雨導(dǎo)致能量釋放，能量鋒區(qū)明顯減弱，高能舌的強(qiáng)度也減弱，第一階段降雨結(jié)束。

第二階段，22日20時(shí)(圖6b)，能量鋒區(qū)位于湖北及湘東北地區(qū)，懷化中部略偏西一帶假相當(dāng)位溫為352～354 K，這一帶Δθse850-500在2～4 K，高能舌維持時(shí)間較短、不穩(wěn)定能量較第一階段偏弱，且能量鋒區(qū)位置偏北，導(dǎo)致這一階段強(qiáng)降水持續(xù)時(shí)間較第一階段短，降水強(qiáng)度也較第一階段弱。

3.3 動(dòng)力條件

由于這次過程的兩個(gè)階段強(qiáng)降雨都出現(xiàn)在110°E附近，因此對(duì)散度和垂直速度沿110°E的經(jīng)向垂直剖面進(jìn)行分析。第一階段，20日02時(shí)(圖7a)，強(qiáng)降水集中的懷化中南部地區(qū)(實(shí)心三角形標(biāo)記處)，700 hPa以下為負(fù)散度，約為-3×10-5s-1，700 hPa以上為正散度，為“低層輻合、高層輻散”結(jié)構(gòu)，同時(shí)這一帶垂直上升速度達(dá)0.6 Pa/s，強(qiáng)上升氣流伸展高度達(dá)400 hPa以上；第二階段； 22日20時(shí)(圖7b)，強(qiáng)降水集中的懷化中部偏西地區(qū)(實(shí)心方框標(biāo)記處)，700 hPa以下為輻合區(qū)，700～

圖5 925 hPa水汽通量(矢量箭頭，單位： g·cm-1· hPa-1·s-1)、水汽通量散度(色斑，單位：10-7g·cm-2· hPa-1·s-1)和比濕(等值線，單位：g/kg)疊加圖(a、19日20時(shí)，b、20日02時(shí)，c、21日02時(shí)，d、22日20時(shí))Fig.5 Water vapor flux(Vector arrow，unit: g·cm-1· hPa-1·s-1) and its divergence (Coloring,unit: 10-7g·cm-2· hPa-1·s-1)and Specific humidity(Contour,unit: g/kg) at 925 hPa (a,20∶00 BT 19June b,02∶00 BT 20June c,02∶00 BT 21June d,20∶00 BT 22June)

圖6 850 hPa假相當(dāng)位溫(等值線，單位：K)及其與500 hPa假相當(dāng)位溫差(Δθse850-500，色斑，單位：K)疊加圖(a、19日20時(shí)，b、22日20時(shí))Fig.6 Potential pseudo-equivalent temperature at 850 hPa (Contour,unit:K) and Δθse850-500 (Coloring,unit: K) (a,20∶00 BT 19June b,20∶00 BT 22June)

400 hPa為輻散區(qū)，400～200 hPa為弱輻合區(qū)，結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，雖然這一帶垂直上升速度達(dá)0.6 Pa/s，但強(qiáng)上升氣流伸展高度僅達(dá)600 hPa?？梢姡谝欢ǖ乃c熱力條件下，低層輻合、高層輻散的動(dòng)力結(jié)構(gòu)更有利于動(dòng)力抽吸及強(qiáng)降雨的持續(xù)，同時(shí)，垂直上升速度大值區(qū)伸展高度與降水強(qiáng)度也有一定的對(duì)應(yīng)關(guān)系。

為進(jìn)一步分析降雨區(qū)上空的上升運(yùn)動(dòng)，分別選取兩階段中降水較集中時(shí)次，分析沿110°E經(jīng)向垂直環(huán)流剖面，第一階段，19日20時(shí)(圖8a)，在20～28°N，有一垂直環(huán)流,在22～28°N為垂直環(huán)流的上升支，而懷化中南部地區(qū)(26～27°N之間)正處于該上升支中，上升氣流將低空暖濕氣流向上輸送，有利于對(duì)流不穩(wěn)定發(fā)展，在這一階段的強(qiáng)降雨中，環(huán)流中心北側(cè)的上升支能達(dá)到200 hPa以上高度；第二階段，23日02時(shí)(圖8b)，垂直環(huán)流位于26～31°N，懷化中部地區(qū)(27～28°N)處于該垂直環(huán)流上升支中，但這一階段降水區(qū)上升支只能達(dá)到500 hPa的高度。

由上述分析可見，強(qiáng)降水區(qū)往往出現(xiàn)在垂直環(huán)流的上升運(yùn)動(dòng)支，且該上升運(yùn)動(dòng)支能達(dá)到的高度與降水強(qiáng)度有一定的關(guān)系。

圖7 散度(等值線，單位：10-5·s-1)和垂直速度(色斑，單位：Pa/s)沿110°E經(jīng)向垂直剖面(a，20日02時(shí)；b，22日20時(shí))Fig.7 The divergence(contour，unit：10-5·s-1)and vertical velocity(Coloring，unit: Pa/s) along 110°E longitudinal section(a,02∶00 BT 20June b,20∶00 BT 22June)

圖8 19日20時(shí)(a)及23日02時(shí)(b)沿110°E的v-ω合成流場(chǎng)(v，單位為m/s；ω放大50倍，單位為Pa/s；灰色陰影為地形)Fig.8 The vertical cross section of v-ω synthetic flow field along 110°E(v,unit:m/s ；ω, Magnified 50 times，unit:Pa/s；Grey shadow area was terrain)(a, 20∶00 BT 19June b,02∶00 BT 23June)

4 中尺度特征分析

4.1 中尺度濾波分析

為了研究疊加在大尺度環(huán)流場(chǎng)上的中尺度擾動(dòng)，基于Barnes濾波原理，設(shè)計(jì)一套中尺度濾波方案，濾去低通濾波場(chǎng)得到中尺度流場(chǎng)。

濾波前的200 hPa流場(chǎng)上，6月20日02時(shí)—23日08時(shí)懷化均受偏北氣流控制，無明顯的輻散中心。濾波后，第一階段，6月19日08時(shí)，在湘北出現(xiàn)一條東西向的輻散帶，20日02時(shí)(圖9a)，輻散帶移到湘中偏南地區(qū)，懷化南部的會(huì)同地區(qū)正處在該輻散帶上，20日14時(shí)，輻散范圍減小；第二階段，22日20時(shí)(圖9b)，湘中地區(qū)出現(xiàn)輻散帶，懷化中部地區(qū)正處在氣流的輻散區(qū)內(nèi)。

濾波前的850 hPa流場(chǎng)上，第一階段，19日20時(shí)，在湖北東部有一個(gè)低渦，切變線呈東北—西南向經(jīng)湘東北到達(dá)懷化北部地區(qū)，20日02時(shí)位于懷化地區(qū)的切變線消失，懷化中南部受西南氣流控制；第二階段，22日20時(shí)，在湘西北及懷化北部地區(qū)存在偏東風(fēng)與偏南風(fēng)的氣流輻合區(qū)。濾波后，19日20時(shí)，湘東北到懷化北部及貴州東南部到懷化南部分別有一條中尺度輻合線生成，20日02時(shí)(圖9c)，兩條輻合線逐漸合并，位于200 hPa輻散帶附近，處于200 hPa輻散帶與850 hPa輻合帶之間的懷化南部地區(qū)出現(xiàn)了強(qiáng)降雨；22日20時(shí)(圖9d)，在湘西北、湘東北、湘中及貴州東部各存在一個(gè)中尺度渦旋，處在各渦旋之間的懷化北中部地區(qū)有一條中尺度輻合線生成，與此時(shí)200 hPa輻散帶相交，懷化中部地區(qū)正處于相交區(qū)域內(nèi)，出現(xiàn)了較強(qiáng)降雨。

從中尺度濾波分析可以發(fā)現(xiàn)，對(duì)流層低層的中尺度輻合線是造成這次強(qiáng)降雨過程的主要中尺度系統(tǒng)，高層輻散氣流起到明顯的抽吸作用，形成低層輻合，高層輻散的形勢(shì)，有利于中尺度系統(tǒng)發(fā)生發(fā)展，強(qiáng)降雨出現(xiàn)在850 hPa中尺度輻合帶與200 hPa中尺度輻散帶之間。

4.2 地面輻合線

邊界層輻合線是強(qiáng)對(duì)流天氣重要的觸發(fā)系統(tǒng)，分析地面圖(圖10)，第一階段，6月19日08時(shí)—20日08時(shí)懷化地區(qū)一直有一條輻合線(準(zhǔn)靜止鋒)存在并自北向南移動(dòng)，且其移動(dòng)速度較為緩慢，強(qiáng)降水位置與輻合線對(duì)應(yīng)較好。而第二階段，地面并無輻合線生成，這也導(dǎo)致了這次過程第一階段降雨強(qiáng)度較第二階段強(qiáng)。

圖9 Barness帶通濾波后的200 hPa (a、b，藍(lán)色線條為輻散帶)和850 hPa (c、d，紅色線條為輻合帶)中尺度流場(chǎng)(ac：2018年6月20日02時(shí)，bd：2018年6月22日20時(shí))Fig.9 Mesoscale flow field by barness bandpass filter on 200 hPa (ab,The blue line is the divergence zone) and on 850 hPa (cd,The red line is a convergence zone) (ac,02∶00 BT 20June bd，20∶00 BT 22June)

圖10 2018年6月19日08時(shí)—20日08時(shí)間隔6 h地面輻合線(準(zhǔn)靜止鋒)位置Fig.10 The ground convergence line (quasi stationary front) interval 6 hours from 08∶00 BT 19June to 08∶00 BT 20June2018

4.3 雷達(dá)回波特征分析

第一階段，6月19日22時(shí)，強(qiáng)降雨回波在會(huì)同地區(qū)發(fā)展并維持，組合反射率回波圖(圖11a)上，從貴州東部到懷化南部會(huì)同縣延伸出一條狹長(zhǎng)的帶狀回波，反射率中心強(qiáng)度在45～50 dBz以上，強(qiáng)回波中心亦呈帶狀，反射率因子梯度大，回波帶呈準(zhǔn)東西向移動(dòng)；對(duì)應(yīng)時(shí)次1.5°(圖11b)、2.4°(圖略)、3.4°(圖11c)仰角基本徑向速度圖上可以看到，強(qiáng)回波帶上空有輻合存在，且輻合抬升的伸展高度較高，有利于回波的生成和發(fā)展；沿線狀回波移動(dòng)方向做剖面(圖11d)，有6個(gè)質(zhì)心高度在4 km左右的對(duì)流單體呈線狀排列，其中心強(qiáng)度均在45 dBz以上，表現(xiàn)出明顯的“強(qiáng)回波低質(zhì)心”特征，具有高效的降雨效率，對(duì)流單體移動(dòng)方向與線狀回波帶移向基本平行，形成明顯的“列車效應(yīng)”，加之風(fēng)暴徑向移速僅為2 m/s，使得降雨單體依次經(jīng)過會(huì)同地區(qū)，強(qiáng)降雨在同一地區(qū)高度疊加，致使會(huì)同縣出現(xiàn)了小時(shí)雨強(qiáng)達(dá)79.7 mm短時(shí)強(qiáng)降雨天氣。

第二階段降雨回波呈片狀分布，以中心強(qiáng)度為45 dBz左右的層積混合降雨回波為主，降雨強(qiáng)度較第一階段明顯減弱，但在懷化中部偏西的芷江、麻陽(yáng)地區(qū)有出現(xiàn)小時(shí)雨強(qiáng)30 mm左右的短時(shí)強(qiáng)降雨天氣，從6月23日06時(shí)43分組合反射率圖(圖12a)上芷江、麻陽(yáng)有45 dBz左右的強(qiáng)回波發(fā)展，在其上空0.5°仰角基本徑向速度圖(圖12b)對(duì)應(yīng)有輻合存在，且4.3°仰角(圖12c)有輻散與之對(duì)應(yīng)，中高層的輻散抽吸作用和低層輻合使得芷江、麻陽(yáng)處回波加深發(fā)展，垂直剖面圖(圖12d)上高強(qiáng)度低質(zhì)心回波特征，給芷江、麻陽(yáng)帶來高效率的降雨，但是整個(gè)回波向北移動(dòng)較快，無法在同一地區(qū)形成持續(xù)性強(qiáng)降雨，所以此階段累積降雨較第一階段弱。

圖11 懷化雷達(dá)站2018年6月19日22時(shí)24分組合反射率(a，單位：dBz)、1.5°(b)及3.4°(c)仰角雷達(dá)基本徑向速度圖(單位：m/s)、沿線狀回波移動(dòng)方向剖面圖(d)Fig.11 Composite reflectivity factor(a,unit: dBz),Radial velocity at 1.5°(b) and 3.4°(c)elevation (unit: m/s),vertical cross section of radar reflectivity along moving direction of echo (d)of Huaihua radar station at 22∶24 BT 19June 2018

圖12 懷化雷達(dá)站2018年6月23日06時(shí)43分組合反射率(a，單位：dBz)、0.5°(b)及4.3°(c)仰角基本徑向速度圖(單位：m/s))、垂直剖面圖(d)Fig.12 Composite reflectivity factor(a,unit: dBz),Radial velocity (unit: m/s) at 0.5° elevation(b) and at 4.3°elevation(c),vertical cross section of radar reflectivity (d)of Huaihua radar station at 06:43 BT 23June 2018

5 結(jié)論

①總體來說此次強(qiáng)降雨天氣過程具有強(qiáng)度強(qiáng)、持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)、累積雨量大、降雨范圍廣等特點(diǎn)；具體分析來看，這次過程可以分為兩個(gè)階段，對(duì)比兩階段降雨，發(fā)現(xiàn)第一階段累積雨量更大、短時(shí)強(qiáng)降水強(qiáng)度更大、持續(xù)時(shí)間更長(zhǎng)、分布范圍更廣。

②第一階段主要影響系統(tǒng)為850 hPa及925 hPa切變線與地面準(zhǔn)靜止鋒，為鋒面降雨，而第二階段主要影響系統(tǒng)為南支槽、850 hPa及925 hPa切變線，表現(xiàn)為暖區(qū)降雨特點(diǎn)。

③強(qiáng)降雨出現(xiàn)在925 hPa比濕大于16 g/kg區(qū)域與水汽通量大值區(qū)及水汽通量輻合區(qū)疊加的區(qū)域。

④第一階段能量鋒前高溫高濕的不穩(wěn)定層結(jié)有利于強(qiáng)降水的發(fā)生，第二階段能量鋒區(qū)位置偏北，不穩(wěn)定能量較第一階段弱，因此降水強(qiáng)度較第一階段弱。

⑤低層輻合、高層輻散的結(jié)構(gòu)更有利于動(dòng)力抽吸及強(qiáng)降雨的持續(xù)，且垂直上升速度大值區(qū)伸展高度與降水強(qiáng)度有一定的對(duì)應(yīng)關(guān)系；強(qiáng)降雨區(qū)往往出現(xiàn)在垂直環(huán)流的上升運(yùn)動(dòng)支，且該上升運(yùn)動(dòng)支能達(dá)到的高度與降水強(qiáng)度有一定的對(duì)應(yīng)關(guān)系。

⑥中尺度濾波實(shí)驗(yàn)?zāi)茌^好的分離出中尺度系統(tǒng)，對(duì)流層低層的中尺度輻合線是造成這次強(qiáng)降雨過程的主要中尺度系統(tǒng)，高層輻散氣流起到明顯的抽吸作用，形成低層輻合，高層輻散的形勢(shì)，有利于中尺度系統(tǒng)發(fā)生發(fā)展，強(qiáng)降雨出現(xiàn)在850 hPa中尺度輻合帶與200 hPa中尺度輻散帶之間。地面輻合線(靜止鋒)為這次過程第一階段的觸發(fā)系統(tǒng)。

⑦兩階段的雷達(dá)回波均表現(xiàn)出強(qiáng)回波低質(zhì)心特征，單體最大強(qiáng)度達(dá)45～50 dBz以上，強(qiáng)回波中心高度位于4 km高度附近，但第一階段出現(xiàn)明顯“列車效應(yīng)”、風(fēng)暴徑向移速較慢，因此降水強(qiáng)度更大、持續(xù)時(shí)間更長(zhǎng)。