王銀平，崔春光，蘇愛芳，唐永蘭

（1.中國氣象局武漢暴雨研究所暴雨監(jiān)測預(yù)警湖北省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，武漢430074；2.河南省氣象臺，鄭州450007）

引 言

暴雨研究在中國大氣科學(xué)研究中具有十分重要的地位，特別是改革開放40 年來，我國在暴雨科學(xué)與預(yù)報(bào)研究方面涌現(xiàn)出大量成果(羅亞麗等，2020)，其中不少成果是以暴雨天氣個(gè)例分析論文呈現(xiàn)的。暴雨(含強(qiáng)降水)天氣個(gè)例分析論文(Analysis Paper on the Rainstorm Event，APRE)是指以過去或新近發(fā)生的一次或多次暴雨天氣過程為研究對象，分析暴雨的環(huán)流特征及其發(fā)生發(fā)展規(guī)律，為提高暴雨預(yù)報(bào)水平提供思路和線索的一類回顧性綜合研究論文。王銀平(2007)在定義天氣氣候診斷型論文的基礎(chǔ)上，將APRE 分為單個(gè)例診斷分析型、雙個(gè)例診斷分析型和多個(gè)例診斷分析型三種類型，繼而將各型再細(xì)分為單要素診斷分析型和綜合診斷分析型。本文中的APRE，特指針對一(兩、多)次暴雨過程進(jìn)行綜合診斷分析寫成的論文，主要包括對暴雨過程的特征分析、成因分析、觀測分析、預(yù)報(bào)分析、對比分析及其中尺度對流系統(tǒng)演變分析等，不含對特定系統(tǒng)、技術(shù)、方法、資料等在暴雨研究中的作用、影響、應(yīng)用、檢驗(yàn)等方面的論文。

目前，國內(nèi)許多工作在一線的預(yù)報(bào)員以及相關(guān)大專院校、科研院所的研究人員，為了展示自己的業(yè)務(wù)水平或科研成果，常常需要將自己撰寫的APRE 公開發(fā)表在科技期刊上。然而，能夠在大氣科學(xué)(氣象)類核心期刊上發(fā)表的APRE畢竟是少數(shù)，而大量的APRE會被這些期刊退稿。退稿原因是復(fù)雜的，但最根本的還是APRE 本身缺乏創(chuàng)新性。結(jié)構(gòu)上，一篇規(guī)范的供學(xué)術(shù)期刊發(fā)表的APRE 是由前置部分和主體部分組成，前置部分包括題名、作者署名、摘要、關(guān)鍵詞等，主體部分包括引言、正文、結(jié)論、參考文獻(xiàn)等，它們有機(jī)結(jié)合構(gòu)成一篇層次分明、邏輯嚴(yán)密的完整論文。寫作上，上述各部分及其構(gòu)成要素都有各自的寫作目的和要求。一篇APRE 能否發(fā)表，主要看作者在各部分及其構(gòu)成要素寫作求新上所下功夫有多深。本文結(jié)合近年來《暴雨災(zāi)害》APRE 來稿編審與發(fā)稿情況，挑選國內(nèi)核心期刊上已發(fā)表的多篇典型APRE 作為范例，就APRE 的題名、引言、正文、結(jié)論與討論寫作中的若干問題及如何求新進(jìn)行討論，期望為各級氣象臺站預(yù)報(bào)員或相關(guān)研究人員寫好此類論文提供參考。

1 題名的一般格式與求新技巧

不少作者投稿的APRE，其題名與已發(fā)表的論文題名雷同，既無特色，又無新意。究其原因，一是作者對題名擬定不重視，認(rèn)為只要論文內(nèi)容好，沒有必要在題名上“花心思”，更不值得在題名精雕細(xì)琢上下功夫；二是作者不知道如何避免題名雷同，并非不想在題名求新上下功夫，而是苦于無從下手。解決題名不新的問題，首先，要清楚科技論文題名的含義、要求與構(gòu)成要素。題名是以最恰當(dāng)、最簡明的詞語反映科技論文中最重要的特定內(nèi)容的邏輯組合(陳浩元，2000)。好的題名除了具有方便檢索的作用之外，還有吸引讀者“眼球”和廣泛傳播的功能?？萍颊撐念}名一般由研究對象、研究范圍和研究程度三要素構(gòu)成。研究對象是指統(tǒng)領(lǐng)科技論文全篇最關(guān)鍵、最核心的信息點(diǎn)，研究范圍是指對基于研究對象展開研究的內(nèi)容的限定，研究程度是指對該選題的研究深淺作出的客觀界定。根據(jù)題名“三要素”，APRE 題名一般格式是“×年×月×日×地一次暴雨過程分析”，其中，研究對象“暴雨過程”受時(shí)間(×年×月×日)、區(qū)域(×地)和數(shù)量(一次)等詞或短語限定(屬于基本限定)。一般格式作為一篇暴雨過程技術(shù)總結(jié)的題名尚可，但作為一篇嚴(yán)格意義上的學(xué)術(shù)論文的題名則無新意。APRE題名除“三要素”齊全之外，還要設(shè)法求新。如題名“一次華南西部低渦切變特大暴雨的中尺度特征分析”(黃明策等，2010)，其中，“特大暴雨”是研究對象，“中尺度特征”是研究范圍，“分析”是研究程度，“特大暴雨”之前的“一次”“華南西部”和“低渦切變”是對研究對象的前限定。此題名不僅表述準(zhǔn)確、簡明、通順，且專業(yè)特色鮮明、學(xué)術(shù)味較濃。

APRE 題名要在其一般格式上求新是有技巧的，即在研究對象“暴雨(或暴雨過程)”的前限定和/或后限定上找“竅門”。無論是前限定或后限定，都要準(zhǔn)確挑選相關(guān)的限定詞或短語。那些能讓題名出新的限定詞或短語往往是能反映暴雨特點(diǎn)及其時(shí)空特征或其他特征的專業(yè)術(shù)語及短語，所以，選限定詞應(yīng)盡量避免通用詞。從國內(nèi)核心期刊上已發(fā)表的有關(guān)APRE題名看，對研究對象“暴雨(或暴雨過程)”進(jìn)行前限定的限定詞或短語主要包括四類： 1) 暴雨發(fā)生的背景條件；2)暴雨誘發(fā)系統(tǒng)；3)暴雨時(shí)間特征；4)暴雨空間特征。各類常用限定詞或短語舉例見表1。

表1 作為研究對象的暴雨的前限定詞或短語分類與實(shí)例Table 1 Classification of the pre-determiner or phrase for the rainstorm as research object and the title cases.

由表1中實(shí)例可知，有的題名中除基本限定外，僅用一類前限定詞或短語，如“河北2007 年7 月18 日局地暴雨成因分析”，其中“局地”為空間特征限定。有的題名中則使用了多類前限定詞或短語，如“大氣層結(jié)對流穩(wěn)定條件下一次區(qū)域性暴雨的成因”，其中，“大氣層結(jié)對流穩(wěn)定條件下”為背景條件限定，“區(qū)域性”為空間特征限定。

至于如何對研究對象“暴雨(或暴雨過程)”進(jìn)行后限定并恰當(dāng)選用后限定詞或短語，其情形較為復(fù)雜，涉及暴雨研究的方方面面，主要包括與暴雨機(jī)理、探測、預(yù)報(bào)有關(guān)的理論與應(yīng)用的學(xué)科領(lǐng)域和專業(yè)方向以及研究的視角、技術(shù)、手段、方法等，如成因、環(huán)境條件、水汽條件、動(dòng)力機(jī)制、中尺度系統(tǒng)、衛(wèi)星云圖特征、雷達(dá)回波特征等，作為APRE 題名的后限定詞或短語在已發(fā)表論文中出現(xiàn)頻次較高。后限定詞或短語一旦確定，研究范圍隨之確定。如表1中題名“2016年江淮地區(qū)梅汛期首場持續(xù)性暴雨的持續(xù)原因初探”，“暴雨”被“持續(xù)原因”限定之后，其研究主題便一目了然。

此外，APRE題名中的研究程度，多用研究、分析、剖析、初探等詞語表達(dá)，這些詞在含義上差別不大，有時(shí)甚至可以互換，但在具體使用中仍需注意其細(xì)微差別。如研究，多用在與深究、闡釋、揭示等有關(guān)的題名中，分析往往在總結(jié)、歸納、提煉、比較、檢驗(yàn)等類型的APRE 題名中使用較多，而初探則適合于嘗試、探索、試驗(yàn)等類型的APRE題名。不少已發(fā)表的APRE題名中并未使用表示研究程度的詞語，但這并不意味這些詞語都是冗余之詞。如題名“2012年7月21日北京地區(qū)特大暴雨中尺度對流條件和特征初步分析”(方翀等，2012)，如果省略“初步分析”，并不影響題名的完整性和準(zhǔn)確性，但從當(dāng)年7月21日北京地區(qū)特大暴雨發(fā)生到該文當(dāng)年10 月份在《氣象》上公開發(fā)表只有短短3～4個(gè)月時(shí)間，由此推測作者對這次暴雨過程確實(shí)只作了初步分析，若將其省略，或許會違背作者發(fā)表此文時(shí)希望“繼續(xù)深究”或“拋磚引玉”的初衷。

綜上所述，根據(jù)可能包含的信息要素，APRE題名=發(fā)生時(shí)間+發(fā)生地點(diǎn)+數(shù)量+前限定詞或短語+暴雨(或暴雨過程)+研究范圍(后限定詞或短語)+研究程度。需要說明的是：在追求APRE題名求新時(shí)，題名中各信息要素可酌情增減，各要素排列順序也并非一成不變，可合理調(diào)整。

2 主體部分的寫作要點(diǎn)與創(chuàng)新

2.1 引言及其寫作

從內(nèi)在邏輯關(guān)系上，引言內(nèi)容按先后順序大致可分解為四個(gè)部分，即1)簡述研究理由，2)概述研究背景，3)提出研究問題，4)指明研究目的。本文將第1)部分作為開頭、第2)部分作為主干、第3)和4)部分作為結(jié)尾，分別對其寫作要點(diǎn)與如何創(chuàng)新討論如下。

2.1.2 如何開好頭

APRE引言以什么視點(diǎn)開頭以及開頭寫什么、怎么寫、如何體現(xiàn)創(chuàng)新，是一個(gè)需要反復(fù)斟酌、仔細(xì)琢磨的問題。在思考上述問題之前，有一個(gè)問題先要澄清，即此次暴雨過程是新個(gè)例還歷史個(gè)例。新個(gè)例是指新近發(fā)生的尚無人對其展開研究的暴雨個(gè)例，歷史個(gè)例是指發(fā)生在過去時(shí)間段且針對其已有部分或較多研究成果的暴雨個(gè)例。針對新個(gè)例和歷史個(gè)例的APRE引言寫作，作者需要思考和聚焦的問題各有側(cè)重。如果研究的是新個(gè)例，除了收集整理相關(guān)氣象資料和文獻(xiàn)資料之外，還要做一些基礎(chǔ)性統(tǒng)計(jì)分析工作，以便弄清如下事實(shí)：1)該過程屬于當(dāng)?shù)啬囊槐┯觐愋?、典型或不典型，該過程是否造成重大經(jīng)濟(jì)損失和社會影響；2)該過程與當(dāng)?shù)匾酝惐┯赀^程相比有何不同、具有哪些特點(diǎn)；3)該過程累積雨量、小時(shí)(分鐘)雨強(qiáng)、持續(xù)時(shí)間在當(dāng)?shù)貧v年同類過程統(tǒng)計(jì)中排位情況如何；4)過程的預(yù)報(bào)難度；5)前人(國內(nèi)外)在對同類暴雨天氣研究方面或方向都做了哪些工作、取得哪些成果。研究的若是歷史個(gè)例，作者除補(bǔ)充收集有關(guān)氣象資料外，應(yīng)將重點(diǎn)放在前人對該個(gè)例研究文獻(xiàn)的收集、整理和研讀上，全面了解他人從哪些方面做過哪些研究、獲得哪些研究結(jié)論；然后，考慮自己準(zhǔn)備在上述研究的基礎(chǔ)上做哪些新的思考和探索、可能會獲得什么新的認(rèn)識或結(jié)論。

因?yàn)楸┯赀^程有新個(gè)例與歷史個(gè)例之分，APRE引言開頭略有區(qū)別。新個(gè)例宜以介紹暴雨過程開頭，歷史個(gè)例適合以詮釋某地某類暴雨特征或介紹暴雨發(fā)生區(qū)域及其影響等開頭。如，同樣是研究北京2012 年“7.21”特大暴雨過程，趙洋洋等(2013)的論文投稿日期是2013 年3 月13 日，劉璐等(2015)的論文投稿日期是2014年1月21日，兩篇論文完稿時(shí)間相差不到一年，前者論文引言以介紹暴雨過程開頭，而后者論文則以介紹國內(nèi)外暴雨研究歷史開篇。再如，同樣是研究2017年廣州“5.7”特大暴雨過程中尺度系統(tǒng)并發(fā)表在《氣象》上的兩篇論文，田付友等(2018)以介紹暴雨過程開頭，而伍志方等(2018)則從華南暖區(qū)暴雨的定義及其分類開篇，投稿日期分別為2017 年9 月4日和2017 年8 月6 日，前后相差不到一個(gè)月?？梢?，APRE 引言開頭寫法非常靈活，具體從哪個(gè)角度開頭雖不完全取決于新個(gè)例或歷史個(gè)例，但相對而言，新手或基層臺站年輕預(yù)報(bào)員選擇以介紹暴雨過程開頭，可能更容易做到開門見山、緊扣主題。

怎樣陳述清楚這次暴雨過程的研究理由是APRE 引言開頭寫作的難點(diǎn)。APRE 引言開頭對研究理由的陳述雖然依文而定、靈活多樣，但大體上還是有章可循：1)介紹暴雨過程的雨情與災(zāi)情；2)簡述暴雨發(fā)生區(qū)域的地理環(huán)境、天氣氣候特點(diǎn)及暴雨對該地區(qū)的影響；3)詮釋不同類型暴雨或相關(guān)專業(yè)術(shù)語。對上述三種陳述內(nèi)容舉例說明如下(表2)。

表2 暴雨天氣個(gè)例分析論文引言開頭部分常見的三種寫法舉例Table 2 Example for the three common writing methods to the beginning part in the introduction of an analysis paper on the rainstorm event(APRE).

表2中，歸納了APRE引言開頭三種寫法的要點(diǎn)，寫法Ⅰ也可稱雨情開頭法，從介紹本次暴雨過程的雨情著眼，較適合于極端性明顯、造成災(zāi)情嚴(yán)重和社會影響極大的暴雨新個(gè)例；寫法Ⅱ也可稱區(qū)情開頭法，從本次暴雨過程發(fā)生區(qū)域的地理環(huán)境、天氣氣候特點(diǎn)及暴雨對該地區(qū)的影響說起，較適合于對某一區(qū)域典型暴雨過程的環(huán)流特征、物理成因、中尺度系統(tǒng)發(fā)生發(fā)展演變機(jī)制、可預(yù)報(bào)性等作深入分析或補(bǔ)充分析的歷史個(gè)例，其中，例(1)是從暴雨區(qū)域的地理環(huán)境條件開頭，例(2)是以暴雨區(qū)域常年降水狀況開頭，但兩例最終均落腳到了暴雨對當(dāng)?shù)氐闹聻?zāi)影響上；寫法Ⅲ也可稱釋義開頭法，較適合于某一地區(qū)發(fā)生的典型暴雨新個(gè)例或歷史個(gè)例，其研究或是為了解決分析典型暴雨或歷史個(gè)例中模糊不清的問題，或深入探討前人分析中未解決的問題，包括在新資料應(yīng)用中發(fā)現(xiàn)的新規(guī)律等?？傊?，無論以何種寫法開頭，都要體現(xiàn)一個(gè)“新”字。

2.1.2 如何概述研究背景

在引言開頭陳述清楚了對這次暴雨過程的研究理由之后，接下來就要概述與本研究相關(guān)的背景，這是引言的主干部分。概述研究背景的主要目的是表明學(xué)術(shù)研究的繼承性和連續(xù)性、發(fā)現(xiàn)以往研究存在的不足或缺陷、明確本研究與前人或他人相關(guān)工作的區(qū)別、反映作者的科研道德和科研水平。要清楚概述研究背景，作者需要查閱大量的前人文獻(xiàn)，充分理解這些文獻(xiàn)內(nèi)涵和適用性，以便全面了解本學(xué)科領(lǐng)域或?qū)I(yè)方向的研究歷程與現(xiàn)狀，確保背景概述全面、準(zhǔn)確、簡練且有針對性。在寫作中概述研究背景時(shí)，從網(wǎng)上檢索到的相關(guān)文獻(xiàn)成千上萬，但不能都引入論文，所以引文必須精挑細(xì)選。挑選引文，要在確保針對性原則基礎(chǔ)上把握時(shí)效性和權(quán)威性，盡量選新近發(fā)表文獻(xiàn)、選高端學(xué)術(shù)期刊文獻(xiàn)、選學(xué)術(shù)名家或大家經(jīng)典文獻(xiàn)。

引言寫作中，為了保證研究背景的概述質(zhì)量，要重視對科學(xué)問題的聚焦，或聚焦前人未解決的關(guān)鍵科學(xué)問題，或研究補(bǔ)充的、解釋不夠清晰的問題；如果撇開問題去概述研究背景，必然流于空泛，如按照類似“國內(nèi)外學(xué)者對暴雨開展了卓有成效的研究，并獲得大量成果”這樣的線索去描述研究背景，就很難用有限的篇幅將其陳述清楚，且引文的針對性也難保證。因此，在概述前，必須先弄清楚此次暴雨是什么類型的或什么背景條件下發(fā)生的暴雨以及關(guān)注的是暴雨的哪些方面，然后再選擇恰當(dāng)?shù)母攀龇椒?。通過聚焦科學(xué)問題對研究背景有兩種概述方法：一是聚焦問題分區(qū)域介紹研究成果。例如，周泓等(2015)撰寫的“云南省一次切變冷鋒型暴雨過程的中尺度對流系統(tǒng)分析”一文，作者聚焦我國切變線暴雨的天氣尺度特征、發(fā)生發(fā)展機(jī)制、降水落區(qū)判斷等問題，依次對我國南方地區(qū)切變線暴雨過程、北方地區(qū)切變線暴雨過程以及云南省切變冷鋒型暴雨過程的研究情況進(jìn)行介紹和評述。二是聚焦不同問題依次介紹研究成果。例如，湯歡等(2020)的論文“一次高原東移MCS與下游西南低渦作用并產(chǎn)生強(qiáng)降水事件的研究”，作者先是聚焦青藏高原MCS如何東移影響下游降水的問題對國內(nèi)外學(xué)者取得的系列研究成果進(jìn)行概述。然后，聚焦青藏高原東移MCS與初生于四川盆地附近的西南低渦之間的關(guān)系問題對相關(guān)研究成果進(jìn)行評述。無論是使用哪種概述方法，都是為了洞悉前人研究中還有哪些問題需進(jìn)一步開展研究，進(jìn)而引出論文的研究目的和意義。

2.1.3 如何收好尾

引言收尾主要是提出研究問題、指出研究目的，其中，如何提出問題是引言寫作的難點(diǎn)之一。問題的提出，應(yīng)建立在對相關(guān)背景文獻(xiàn)的深入閱讀和準(zhǔn)確理解上，但問題提出之前往往要用幾句話過渡，一方面表示對前人和前人科學(xué)貢獻(xiàn)表示尊重，另一方面客觀指出前人研究中的局限或不足。如“一次陜西關(guān)中強(qiáng)暴雨環(huán)境條件及中尺度系統(tǒng)分析”一文(慕建利等，2014)，其引言中的過渡文字為“這些研究不僅在理論上揭示了陜西暴雨形成的條件和原因，而且對指導(dǎo)陜西大范圍的、系統(tǒng)性的暴雨預(yù)報(bào)產(chǎn)生了積極的作用。但是，對于小范圍的、突發(fā)性的、短歷時(shí)的強(qiáng)暴雨預(yù)報(bào)的指導(dǎo)能力甚小，尤其是陜西中部地理環(huán)境復(fù)雜，大氣環(huán)流表現(xiàn)為不同的形勢，暴雨特別是極端暴雨形成的機(jī)理極其復(fù)雜，在現(xiàn)有認(rèn)識和方法的基礎(chǔ)上，暴雨預(yù)報(bào)時(shí)有失敗或不理想的狀況”。這些過渡文字為下文表明本文研究與前人或他人同類研究之不同起到鋪墊作用。接著，該文引言這樣結(jié)尾：“本次暴雨天氣過程突發(fā)性強(qiáng)，暴雨發(fā)生前沒有明顯的影響系統(tǒng)和偏南風(fēng)急流輸送水汽和不穩(wěn)定能量，暴雨區(qū)位于‘中緯度高壓壩控制’之中，給暴雨的預(yù)報(bào)帶來極大的困難，加之對該類暴雨研究極少，預(yù)報(bào)員很難找到暴雨預(yù)報(bào)的著眼點(diǎn)，從而使暴雨的預(yù)報(bào)出現(xiàn)了較大的誤差。科學(xué)認(rèn)識暴雨尤其是預(yù)報(bào)失敗或預(yù)報(bào)誤差較大的暴雨的環(huán)流特征及其發(fā)生發(fā)展規(guī)律是提高預(yù)報(bào)能力的必經(jīng)之路。所以，本文分析研究了該次極端暴雨過程?！敝链?，關(guān)于陜西關(guān)中這次強(qiáng)暴雨過程，為什么值得研究、存在什么問題、研究目的何在都表述得非常清楚了。

APRE引言中，提出本文要探討或解決的問題，可用直接陳述法和恰當(dāng)設(shè)問法（表3）。直接陳述法是用陳述句直接表述研究問題，恰當(dāng)設(shè)問法是以設(shè)問句間接呈現(xiàn)研究問題。

表3 暴雨天氣個(gè)例分析論文引言結(jié)尾部分的兩種寫法與范例Table 3 Two writing methods to the end part in the introduction of APRE and the cases.

從表3中可見，相對于直接陳述法，使用恰當(dāng)設(shè)問法能更清楚表明本文所要研究的問題，也更能引起讀者的注意。

引言結(jié)尾處一般需要指出研究的“預(yù)期目的”，往往只有一兩句話，但并非可有可無。預(yù)期目的在APRE中有兩個(gè)作用：1)與文后“討論”相互照應(yīng)；2)讓預(yù)報(bào)員或其他讀者在閱讀完全文后可以判斷該文是否達(dá)到預(yù)期目的、其研究有無學(xué)術(shù)價(jià)值或?qū)嵱脙r(jià)值。所以，預(yù)期目的在引言中一不能省略(除非顯而易見、不言而喻)；二不能模棱兩可、模糊不清。表3 中各范例結(jié)尾幾句話，對預(yù)期目的的表述都非常簡練、清楚，值得參考和借鑒。

2.2 正文部分及其寫作

APRE 的正文部分主要包括資料與方法、降水實(shí)況、環(huán)流形勢、環(huán)境條件、中尺度系統(tǒng)分析、暴雨天氣概念模型歸納，下文分別對其寫作要點(diǎn)與求新討論如下。

2.2.1 “資料與方法”不可或缺

從國內(nèi)氣象科技期刊上已發(fā)表的APRE 看，多數(shù)未將“資料與方法”單獨(dú)作為一節(jié)，即使有的論文中有“資料與方法”這節(jié)內(nèi)容，也十分簡單，寥寥數(shù)語，信息不全。如，只說明使用了哪些資料，未說明選用這些資料的理由；“方法”抽象籠統(tǒng)，甚至只字不提。這可能與作者不了解“資料與方法”在學(xué)術(shù)論文中的作用有關(guān)。學(xué)術(shù)論文中之所以要專門用一節(jié)提供資料與方法詳情，是為了讓有條件、有能力、有興趣的研究人員重復(fù)文中所作的分析，檢驗(yàn)其分析結(jié)果的可信性。只要是科學(xué)研究，不僅要求研究結(jié)果具有科學(xué)價(jià)值，還必須能夠“重復(fù)”，不能“重復(fù)”的研究，其研究結(jié)果不會為學(xué)術(shù)界認(rèn)可。

圖1 “資料與方法”寫作范例(摘自黃明策等，2010)Fig.1 Writing case of the materials and methods in APRE(adapted from Huang et al.,2010).

事實(shí)上，有的氣象科技期刊，如《氣象學(xué)報(bào)》《大氣科學(xué)》《大氣科學(xué)學(xué)報(bào)》，其發(fā)表的APRE 基本都有“資料與方法”一節(jié)。圖1 給出黃明策等(2010)發(fā)表在《氣象學(xué)報(bào)》上一篇APRE 對資料與方法的介紹。從中看到，作者在“資料說明與方法”中不僅說明了本文用到了哪些資料，還將這些資料在研究中所起的作用交待得十分清楚。在APRE 中“資料與方法”的具體寫作，一般是將“資料”與“方法”兩個(gè)部分分開來寫。如趙洋洋等(2013)發(fā)表在《氣象學(xué)報(bào)》上的一篇APRE，第2節(jié)標(biāo)題為“數(shù)據(jù)與方法”，再細(xì)分為三個(gè)小標(biāo)題，即“2.1 格點(diǎn)氣象數(shù)據(jù)”“2.2 降水?dāng)?shù)據(jù)”“2.3 環(huán)流分型方法”，并分別對該文所使用的兩類主要數(shù)據(jù)以及分析方法進(jìn)行了詳細(xì)說明。

由上述兩篇范文可知，對“資料”部分，不僅要介紹本文用到了哪些資料，還要指出這些資料在文中分別起到什么作用。此外，對“方法”部分，首先要說明選擇某一特定方法的理由；然后，說明本文采用這一(些)方法分別從哪些方面對“引言”中提出的問題進(jìn)行研究。介紹研究方法時(shí)，對他人方法中的原理、適用性、推導(dǎo)過程等的引述應(yīng)盡量簡化；對本專業(yè)研究領(lǐng)域熟知的研究方法，可以采用提供參考文獻(xiàn)的方式給出其出處。當(dāng)前，一篇APRE 能否在學(xué)術(shù)影響力較大的核心期刊上發(fā)表關(guān)鍵看論文有沒有新意，通過新資料和新方法的應(yīng)用來展現(xiàn)論文的創(chuàng)新性無疑是一種順利發(fā)表APRE的有效途徑。

2.2.2 “降水實(shí)況”分析精細(xì)化與關(guān)鍵問題聚焦

有的作者撰寫的APRE，整篇論文質(zhì)量不高，問題出在對降水實(shí)況的分析不夠精細(xì)化，如對有關(guān)重要信息交待不具體、不全面；或因不了解“降水實(shí)況”的寫法，寫得條理不清、邏輯性差。“降水實(shí)況”在APRE 中起到承上啟下的作用，目的是以此為出發(fā)點(diǎn)尋找預(yù)報(bào)中的難點(diǎn)和重點(diǎn)問題或暴雨形成機(jī)制中未解決的問題，只有厘清了這些問題，下文分析才有著眼點(diǎn)、突破口和學(xué)術(shù)探討價(jià)值。在高度概括暴雨過程的降水實(shí)況時(shí)，可能會涉及降水的影響系統(tǒng)、時(shí)間、區(qū)域、強(qiáng)度、特點(diǎn)以及災(zāi)情等，為了便于基層預(yù)報(bào)員理解和掌握“降水實(shí)況”的寫法，將其寫作可能涉及的內(nèi)容按照邏輯順序并結(jié)合典型案例歸納于表4中。

由表4 可知，在APRE 寫作中要做到降水實(shí)況分析精細(xì)化，就應(yīng)當(dāng)對雨量統(tǒng)計(jì)結(jié)果進(jìn)行準(zhǔn)確、全面、清晰地描述。對其中需要關(guān)注的細(xì)節(jié)補(bǔ)充說明如下：1)累積雨量由低到高，指根據(jù)需要統(tǒng)計(jì)暴雨區(qū)內(nèi)24 h累積雨量(或過程累積雨量)分別超過50 mm (暴雨)、100 mm(大暴雨)、200 mm(特大暴雨)等量級的站次、區(qū)域、分布形態(tài)、雨帶水平尺度(長或/和寬)，并指出最大累積降水量出現(xiàn)在何處(暴雨中心)、量值多大。一般先分析國家自動(dòng)站資料，后分析區(qū)域自動(dòng)站資料，也可同時(shí)分析國家自動(dòng)站和區(qū)域自動(dòng)站資料。2)暴雨強(qiáng)度由小到大，指統(tǒng)計(jì)暴雨中心站(1個(gè)或多個(gè))小時(shí)雨量變化，指出小時(shí)雨量分別超過10 mm、20 mm 或50 mm 等雨強(qiáng)的時(shí)段以及最大雨強(qiáng)出現(xiàn)在何時(shí)、量值多大。也可統(tǒng)計(jì)1 h降水量大于等于10 mm、20 mm或50 mm 的站次來反映強(qiáng)降水的范圍(可附逐小時(shí)降水站次演變圖)。3)災(zāi)情，在實(shí)際寫作過程中往往與降水特點(diǎn)放在一起敘述，如慕建利等(2014)的一篇論文中對災(zāi)情的表述：“由于特大暴雨過程具有發(fā)展迅速、降雨強(qiáng)度大、移速快、歷時(shí)短的特點(diǎn)，造成了寶雞、咸陽、西安等地發(fā)生嚴(yán)重的山洪等災(zāi)害，給當(dāng)?shù)厝嗣駧砹司薮蟮纳拓?cái)產(chǎn)損失。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，這場特大暴雨僅在關(guān)中地區(qū)造成9 人死亡，直接經(jīng)濟(jì)損失5 億元以上?！本褪请S“特點(diǎn)”給出的。4)實(shí)時(shí)預(yù)報(bào)，暴雨實(shí)時(shí)預(yù)報(bào)結(jié)果屬于表4 中未列出的其他信息，有的APRE會在“降水實(shí)況”的結(jié)尾部分提及當(dāng)?shù)馗骷墯庀笈_站或各種數(shù)值預(yù)報(bào)模式對暴雨過程的降水量級、落區(qū)等實(shí)際預(yù)報(bào)情況。如張雪晨等(2013)的一篇臺風(fēng)暴雨個(gè)例分析論文的“降水實(shí)況”一節(jié)最后指出：“以上特點(diǎn)決定了此次過程的預(yù)報(bào)難度大，且安徽省氣象臺晚間預(yù)報(bào)的最大量級也只是大雨到暴雨，實(shí)況降水量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了這個(gè)預(yù)報(bào)量級?！蓖ㄟ^對實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)預(yù)報(bào)的回顧，進(jìn)一步表明了該個(gè)例較高的研究價(jià)值。

表4 APRE“降水實(shí)況”的寫作參考順序與主要內(nèi)容Table 4 Writing order and main content of the precipitation situation in the APRE.

另外，還有必要需要說明的是：表4中針對各項(xiàng)內(nèi)容給出的典型案例摘自不同論文，并非每篇APRE 都必須呈現(xiàn)其中的所有信息，可以根據(jù)需要酌情選擇。具體如何選擇，則應(yīng)充分考慮暴雨過程的影響系統(tǒng)、持續(xù)時(shí)間以及強(qiáng)降水的性質(zhì)和范圍等?！敖邓畬?shí)況”的寫作順序也不是固定不變的，完全可以根據(jù)研究和表達(dá)的需要，對寫作順序作適當(dāng)調(diào)整，如對降水特點(diǎn)的歸納，既可以在順序2 中呈現(xiàn)，也可以在順序3中給出。

2.2.3 “環(huán)流形勢”分析應(yīng)當(dāng)層次分明

暴雨天氣發(fā)生需要相應(yīng)的有利環(huán)流形勢，在APRE寫作中有必要對暴雨大尺度環(huán)流背景和天氣尺度影響系統(tǒng)進(jìn)行概述。作為這節(jié)內(nèi)容的層次標(biāo)題，多用“環(huán)流形勢特征”“環(huán)流背景”“天氣尺度背景條件”“天氣系統(tǒng)”等術(shù)語，雖其表述不一，但分析內(nèi)容大同小異，多以環(huán)流特征和影響系統(tǒng)為重點(diǎn)。其具體分析對象因?qū)α鲗痈叨榷悾褐袑?00 hPa，主要關(guān)注高緯度地區(qū)環(huán)流型，中緯度地區(qū)西北太平洋副熱帶高壓、大陸高壓，低緯度地區(qū)熱帶低壓和熱帶輻合帶等；高層200 hPa(或250 hPa)，主要關(guān)注南亞高壓、高空西風(fēng)急流、輻散流場等；低層850 hPa(或700 hPa)，主要關(guān)注切變線、低渦、急流等；地面，主要關(guān)注鋒面系統(tǒng)、輻合線等。針對一些作者寫作“環(huán)流形勢”時(shí)層次欠分明，本文以祁麗燕等(2012)對2009 年7 月發(fā)生在廣西的一次持續(xù)性大范圍暴雨天氣過程的環(huán)流形勢分析為例(圖2)，略作說明。

圖2 “環(huán)流形勢分析”寫作范例(摘自祁麗燕等，2012)Fig.2 Writing case of the circulation pattern analysis in APRE(adapted from Qi et al.,2012).

從圖2 中可見，作者在第1 節(jié)“環(huán)流形勢分析”第1、2、3 段分別對強(qiáng)降水發(fā)生前、發(fā)生期間、結(jié)束時(shí)的環(huán)流形勢和影響系統(tǒng)進(jìn)行了分析，重點(diǎn)放在強(qiáng)降水發(fā)生前和發(fā)生期間，其分析層次清楚、主次分明、詳略得當(dāng)。但不足之處是作者并未對上述分析結(jié)果進(jìn)行小結(jié)，造成產(chǎn)生暴雨的天氣尺度系統(tǒng)和背景條件不夠明晰。

通常APRE 中對“環(huán)流形勢分析”應(yīng)有一個(gè)“小結(jié)”，主要關(guān)注三個(gè)方面： 1) 暴雨過程的主要影響系統(tǒng)；2)有利的系統(tǒng)配置；3)暴雨落區(qū)與主要系統(tǒng)的位置關(guān)系。如“一次華南西部低渦切變特大暴雨的中尺度特征分析”一文(黃明策等，2010)，其中單獨(dú)用一個(gè)自然段給出了對環(huán)流背景的分析結(jié)論。對其轉(zhuǎn)述如下：“分析表明：高原東部高空槽經(jīng)向度加大，迅速東移南壓，中低層西南渦移入廣西，并沿切變線東移，使廣西區(qū)域低層輻合加強(qiáng)，西南急流加強(qiáng)以及地面淺薄冷空氣的斜壓作用是暴雨產(chǎn)生的主要天氣尺度系統(tǒng)。這些天氣尺度系統(tǒng)的有效合理配置及相互作用，為中尺度系統(tǒng)的發(fā)展提供了十分有利的背景條件。”此“小結(jié)”不僅指明了暴雨產(chǎn)生的主要天氣尺度系統(tǒng)，也指出了各系統(tǒng)的配置與作用。

對暴雨過程環(huán)流形勢的分析一般都要輔之以相應(yīng)的天氣形勢圖。從近些來發(fā)表的APRE看，其中的天氣形勢圖趨少，甚至只給一幅綜合性疊加圖，將各高度場、溫度場與地面氣壓場特征線以及高低空主要系統(tǒng)與暴雨區(qū)繪制在一幅圖中，用以反映高低空系統(tǒng)與暴雨區(qū)的配置關(guān)系。也可直接用綜合天氣形勢圖概括，如以500 hPa位勢高度場疊加850 hPa風(fēng)場為底圖，再將低渦、槽線、切變線、高低空急流(以帶箭頭線表示)等系統(tǒng)疊加在底圖上，圖2中范例的“圖1”就是以這種方式制作的綜合天氣形勢圖(圖3)。

圖3 2009年7月2日20時(shí)500 hPa高度場(單位:gpm)與850 hPa風(fēng)場(m·s-1)疊加圖(粗黑實(shí)線為切變線，粗黑虛線為槽線)(摘自祁麗燕等，2012)Fig.3 Superposition of 500 hPa height(unit:gpm)and 850 hPa wind field(unit:m·s-1)at 20∶00 BT 2 July 2009(adapted from Qi et al.,2012).Solid line indicates shear line,and dotted line indicates trough line.

由于國內(nèi)外大尺度全球數(shù)值預(yù)報(bào)模式對天氣形勢的預(yù)報(bào)水平越來越高以及同類暴雨過程發(fā)生發(fā)展的大尺度環(huán)流形勢大同小異，有關(guān)暴雨過程環(huán)流形勢分析的篇幅在近年發(fā)表的APRE 中明顯縮減，但這并不意味環(huán)流形勢分析在APRE 寫作中可有可無，只是對作者分析什么、怎么分析、如何凝練提出了更高要求?！碍h(huán)流形勢”寫作中容易出現(xiàn)的問題除了層次不清楚外，再就是抓不住重點(diǎn)，具體表現(xiàn)：一是不重視地面圖分析，地面系統(tǒng)的作用常被忽略；二是強(qiáng)降水到底由什么系統(tǒng)造成，交待不清；三是沒有明確指出強(qiáng)降水落區(qū)與地面或中低層系統(tǒng)的位置關(guān)系。使暴雨環(huán)流形勢分析重點(diǎn)突出要把握兩點(diǎn)：1)著眼于暴雨發(fā)生前、發(fā)展中和減弱結(jié)束時(shí)的環(huán)流背景與重要天氣系統(tǒng)；2)落腳到不同系統(tǒng)的位置、強(qiáng)度、移速、垂直發(fā)展高度變化與暴雨發(fā)生發(fā)展的對應(yīng)關(guān)系上，從而印證此次暴雨過程的降水特征。如楊成芳等(2012)對山東一次大暴雨過程天氣背景的分析指出：“從雨區(qū)與高低空天氣系統(tǒng)的配置看，強(qiáng)降雨主要發(fā)生在925 hPa 切變線附近，降雨分布在925 hPa切變線的東北風(fēng)與850 hPa切變線的西南風(fēng)疊置區(qū)域?！弊髡邔Υ舜螐?qiáng)降水落區(qū)與暴雨主要影響系統(tǒng)的位置交待得十分清楚。

2.2.4 “環(huán)境條件”分析應(yīng)面向暴雨形成機(jī)制

暴雨發(fā)生發(fā)展及維持不僅需要有利的大尺度環(huán)流背景，還需要有利的環(huán)境條件，主要包括不穩(wěn)定條件、水汽條件、動(dòng)力條件。APRE 寫作中，在暴雨發(fā)生的環(huán)境條件及其相關(guān)物理量診斷分析中出現(xiàn)的問題也不少：分析目的不明確，忽視暴雨形成機(jī)制，局限于“看圖說話”；未突出本次暴雨個(gè)例不同于其他同類暴雨過程的特征，缺乏獨(dú)特認(rèn)識；簡單重復(fù)教科書中已有的原理和預(yù)報(bào)員熟知的知識點(diǎn)；單一分析環(huán)境物理量演變，沒有兼顧其與天氣影響系統(tǒng)發(fā)生發(fā)展、地面降水增強(qiáng)減弱的關(guān)系；環(huán)境場診斷分析的先后順序安排隨意。原則上，環(huán)境場診斷分析，先作天氣動(dòng)力學(xué)診斷分析，即先分析產(chǎn)生暴雨的熱力(對流不穩(wěn)定)和水汽條件，再分析動(dòng)力觸發(fā)機(jī)制、地形影響等。對各條件具體分析什么、怎么分析討論如下：

(1)熱力條件。暴雨通常包含對流性強(qiáng)降水，一般都產(chǎn)生在高溫高濕并具有強(qiáng)位勢不穩(wěn)定的區(qū)域(陶詩言等，2001)。假相當(dāng)位溫(θse)能夠反映大氣的溫濕狀況，其水平分布代表大氣中能量的分布特征，垂直分布反映大氣對流不穩(wěn)定，θse隨高度增加減小得越快，氣層對流不穩(wěn)定性越強(qiáng)。APRE中對于暴雨的熱力條件，多通過分析大氣對流穩(wěn)定度(?θse/?p)分析過暴雨中心所作的不同時(shí)刻的θse經(jīng)向或緯向剖面圖，反映不穩(wěn)定層結(jié)位于哪一高度范圍及其強(qiáng)度。近年來發(fā)表的APRE中，常用探空資料分析大氣層結(jié)穩(wěn)定度和對流發(fā)展，即選用暴雨區(qū)或鄰近區(qū)域1～2 個(gè)探空站分析其探空曲線，重點(diǎn)關(guān)注暴雨發(fā)生前對流有效位能(CAPE)和對流抑制能量(CIN)變化是否有利于對流發(fā)展，同時(shí)兼顧K指數(shù)、SI 指數(shù)、抬升指數(shù)(LI)等對流參數(shù)的變化。對CAPE 的計(jì)算，如果是午后暴雨還需要使用暴雨發(fā)生前的地面溫度和露點(diǎn)溫度對08時(shí)的探空進(jìn)行訂正。

(2)水汽條件。暴雨的形成要有充沛的水汽供應(yīng)，且暴雨區(qū)中低層水汽達(dá)到飽和，這已成為共識?？紤]到水汽對暴雨的作用及其影響一般發(fā)生在對流層中低層，APRE實(shí)際寫作中對水汽條件的分析，使用較多的物理診斷量有3個(gè)：1)暴雨過程各時(shí)次整層(1 000—200 hPa，各地層次范圍有區(qū)別)垂直積分水汽通量，以此分析暴雨過程水汽是否充沛、主要來源于何地及其通過什么系統(tǒng)輸送到暴雨區(qū)；2)暴雨區(qū)水汽收支，通過分析暴雨區(qū)水汽收支，弄清各層不同方向水汽輸送是否存在明顯差異；3)暴雨期間不同層次水汽通量散度，通過對水汽通量散度的分析，揭示哪一層水汽輻合大值區(qū)與暴雨區(qū)相吻合?；谒话慵性?00 hPa以下，APRE中常用700 hPa以下積分的水汽通量和水汽通量散度分析水汽來源和聚集，并給出對應(yīng)的圖。另外，暴雨中心站點(diǎn)水汽通量散度的時(shí)間變化與該站點(diǎn)降水強(qiáng)度變化的對應(yīng)關(guān)系也是關(guān)注的一個(gè)重點(diǎn)，即過暴雨中心站點(diǎn)作水汽通量散度時(shí)間-高度垂直剖面圖，分析輻合中心的高度(可能存在向下傳播)和量值(強(qiáng)度)隨時(shí)間變化，揭示其與降水開始、降水最強(qiáng)和降水減弱相對應(yīng)的輻合中心強(qiáng)度變化。

不少已發(fā)表的APRE 中，將低空急流作為對暴雨影響的水汽條件來分析，正是考慮到低空急流是一種動(dòng)量、熱量和水汽的高度集中帶，被認(rèn)為是給中緯度暴雨提供水汽和動(dòng)量最重要的機(jī)制(丁一匯，2005)，因此有些暴雨過程中將其作重點(diǎn)分析，特別是南方暴雨，通過加強(qiáng)對925 hPa超低空急流的分析，給出暴雨過程超低空急流的演變圖，揭示其對水汽輸送的影響，并盡可能與邊界層現(xiàn)象聯(lián)系起來。

(3)動(dòng)力條件。暴雨的發(fā)生發(fā)展，除了要有源源不斷的水汽輸送和水汽在暴雨區(qū)大量聚集之外，還要有動(dòng)力觸發(fā)和抬升機(jī)制。已發(fā)表的APRE 中，使用較多的反映大氣動(dòng)力場特征、描述大氣運(yùn)動(dòng)性質(zhì)和特點(diǎn)的物理量有渦度、散度、垂直速度、螺旋度、位渦、濕位渦等。具體使用這些物理量時(shí)，主要是利用從暴雨過程開始前到其結(jié)束時(shí)段過暴雨中心站點(diǎn)或暴雨區(qū)平均的各動(dòng)力參數(shù)的時(shí)間-高度剖面圖，分析對流層不同高度動(dòng)力參數(shù)在暴雨開始、最強(qiáng)和結(jié)束時(shí)的時(shí)空演變，圍繞有利于暴雨形成和加強(qiáng)的“低層輻合、高層輻散”的動(dòng)力結(jié)構(gòu)展開，重點(diǎn)關(guān)注正渦度區(qū)、輻合層和上升運(yùn)動(dòng)區(qū)的范圍和強(qiáng)度的時(shí)空變化與暴雨落區(qū)和強(qiáng)度的對應(yīng)關(guān)系，揭示有利于暴雨發(fā)生發(fā)展和維持的垂直結(jié)構(gòu)與配置。

近年來核心期刊發(fā)表的APRE 中，對對流層各高度渦度、散度與垂直速度場的分析越來越少，因?yàn)橥坏貐^(qū)暴雨過程的動(dòng)力垂直結(jié)構(gòu)與相互耦合結(jié)果大同小異，若對暴雨發(fā)生發(fā)展的作用不大，一般都可省略。需要注意的是，在APRE“動(dòng)力條件”分析部分，應(yīng)區(qū)分不同尺度動(dòng)力觸發(fā)作用的分析，如大尺度、中尺度和風(fēng)暴尺度的觸發(fā)作用，其中風(fēng)暴尺度的動(dòng)力觸發(fā)是目前關(guān)注的重點(diǎn)和難點(diǎn)，對其分析一般基于高時(shí)空分辨率的監(jiān)測資料(區(qū)域自動(dòng)站、風(fēng)廓線雷達(dá)、多普勒雷達(dá)等)或中尺度數(shù)值模擬結(jié)果。

(4)地形影響。地形在暴雨發(fā)生發(fā)展中的作用已得到普遍認(rèn)同(陶詩言，1985；翟國慶等，1995；薛紀(jì)善，1999；黃士松和李真光，1986)，它既可作為天氣系統(tǒng)的觸發(fā)機(jī)制和組織機(jī)制，也可引起天氣系統(tǒng)的增強(qiáng)、減弱和移動(dòng)。地形對暴雨發(fā)生發(fā)展的作用主要表現(xiàn)為動(dòng)力作用，包括有利的地形抬升對對流的觸發(fā)作用、地形阻塞導(dǎo)致對流和降水增強(qiáng)、地形迫使氣流繞流而在背風(fēng)坡形成輻合等(斯公望，1990；陳明等，1995)。另外，特殊地形與近地面層風(fēng)場的配合在局地強(qiáng)降水中具有重要作用，如山谷口迎風(fēng)坡、下風(fēng)坡地形和繞流出口區(qū)以及沿海向風(fēng)岸和山地迎風(fēng)坡區(qū)，往往是極強(qiáng)降水的易發(fā)地。因此，APRE寫作中，常通過對不同時(shí)次地形高度與地面自動(dòng)站風(fēng)場疊加圖的分析，揭示地形抬升對暴雨的作用。要分析清楚地形的影響，首先，要明確是什么山、什么走向、山的高度是多少，盡量避免空泛的定性描述以及帶有猜測性或不確定性的分析結(jié)果，要有必要的數(shù)據(jù)支持；其次，如果存在地形抬升作用，還要通過定量分析山前垂直速度增大或水汽輻合增強(qiáng)等來佐證。至于地形抬升作用到底對暴雨能產(chǎn)生有多大貢獻(xiàn)，僅從風(fēng)場變化不足以真實(shí)反映出來，還必須通過數(shù)值試驗(yàn)作進(jìn)一步驗(yàn)證(黃明策等，2010)。

不同的APRE 中，相關(guān)層次標(biāo)題并非都要用熱力條件、水汽條件、動(dòng)力條件、地形影響等，可以根據(jù)分析結(jié)果將有利的環(huán)境條件具體化，凝練出立意清晰、一目了然的標(biāo)題，如“熱力條件”改為“上干冷下暖濕的不穩(wěn)定層結(jié)是暴雨形成的有利條件”、“水汽條件”改為“異常充足的水汽是形成極端暴雨的關(guān)鍵條件之一”、“動(dòng)力條件”改為“低層強(qiáng)輻合與高層強(qiáng)輻散耦合是觸發(fā)暴雨的重要?jiǎng)恿C(jī)制”等。

總之，要提高暴雨發(fā)生發(fā)展環(huán)境條件的分析質(zhì)量，必須面向暴雨的形成機(jī)制，其中準(zhǔn)確把握暴雨的性質(zhì)很關(guān)鍵，其性質(zhì)不同，分析重點(diǎn)區(qū)別較大。如持續(xù)性暴雨過程，首先，要分析形成持續(xù)性暴雨的穩(wěn)定大尺度背景條件，因?yàn)榭刂瞥掷m(xù)性強(qiáng)暴雨的是穩(wěn)定的長波或超長波系統(tǒng)，而非天氣尺度系統(tǒng)，持續(xù)性暴雨的發(fā)生必須考慮大尺度背景，唯有穩(wěn)定的大尺度背景，暴雨才有可能發(fā)生；其次，確定引發(fā)持續(xù)性暴雨穩(wěn)定的大尺度背景條件之后，再對中低緯天氣系統(tǒng)特別是引發(fā)強(qiáng)降水的重要天氣系統(tǒng)進(jìn)行分析；最后，分析清楚了天氣尺度系統(tǒng)，再討論水汽輸送特征、冷空氣活動(dòng)特征、中尺度活動(dòng)等，并指出強(qiáng)降水出現(xiàn)的區(qū)域。

2.2.5 “中尺度系統(tǒng)分析”要突出其目的和要點(diǎn)

暴雨是一種中尺度現(xiàn)象，其產(chǎn)生與中尺度對流系統(tǒng)(MCS)的新生、移動(dòng)、合并、發(fā)展加強(qiáng)與維持關(guān)系密切。深入分析暴雨的MCS結(jié)構(gòu)特征和發(fā)展演變，不僅對揭示暴雨形成機(jī)理具有重要作用，還可為強(qiáng)降水天氣短臨預(yù)報(bào)和預(yù)警提供重要參考依據(jù)，MCS的發(fā)生發(fā)展情況可通過分析衛(wèi)星、雷達(dá)、地面自動(dòng)站等高時(shí)空分辨率監(jiān)測產(chǎn)品獲取。缺乏學(xué)術(shù)創(chuàng)新或業(yè)務(wù)指導(dǎo)性的“看圖說話”是APRE中對MCS分析最突出的問題，要避免或解決這一問題，首先必須明確中尺度分析的目的，將其分析落腳到揭示中小尺度系統(tǒng)的形成發(fā)展規(guī)律上，或動(dòng)力觸發(fā)條件方面，如陣風(fēng)鋒的對流觸發(fā)作用、雷暴高壓、冷池等；二是學(xué)習(xí)掌握有關(guān)中尺度分析方法。

(1)基于衛(wèi)星監(jiān)測的MCS分析研究。衛(wèi)星多通道監(jiān)測及其反演產(chǎn)品可以揭示MCS 的結(jié)構(gòu)和發(fā)展演變規(guī)律。由于衛(wèi)星紅外云圖反演的相當(dāng)黑體亮度溫度(TBB)在一定程度上能夠定量反映大氣中對流活動(dòng)的強(qiáng)弱，TBB 值越低，對流發(fā)展越深厚，因此在APRE 寫作過程中常選用TBB來分析MCS。一般選取-52 ℃作為中緯度陸地區(qū)域、-65 ℃作為熱帶地區(qū)的深對流云識 別 閾值(Meisner and Arkin，1987；Machado et al.，1992；Mapes，1993；Chen and Houze，1997；鄭永光等，2004；祈秀香和鄭永光，2009)。Maddox(1980)用3 h時(shí)間分辨率的靜止衛(wèi)星增強(qiáng)紅外云圖，以-32 ℃和-52 ℃的TBB 值將美國中部出現(xiàn)的近圓形、α中尺度系統(tǒng)定義為MCC。馬禹等(1997)按照Orlanski (1975)的尺度劃分標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合MCC的定義，對MCS種類進(jìn)行細(xì)化，分為為MαCS、MβCS、MγCS，該分類方法目前在APRE中使用較多。另外，對流云團(tuán)的生命史一般分為發(fā)生發(fā)展、成熟、減弱消亡三個(gè)階段，各階段以對流云團(tuán)的云頂亮溫劃分，不同地區(qū)暴雨過程中其劃分所依據(jù)的對流云團(tuán)云頂亮溫閾值略有不同。綜合來看，不同地區(qū)MCS的強(qiáng)天氣表現(xiàn)特征不同，且產(chǎn)生強(qiáng)天氣的階段和相對于MCS的位置也存在復(fù)雜的表現(xiàn)形式(蘇愛芳，2015)。

在APRE 中，使用逐小時(shí)衛(wèi)星云圖分析中尺度天氣系統(tǒng)演變的步驟如下：1)根據(jù)降水過程，提供強(qiáng)降水從開始、最強(qiáng)到減弱消失不同時(shí)次有代表性的云圖(一次過程給一幅圖是不夠的)；2)將逐時(shí)云頂TBB 變化與降水量變化聯(lián)系起來進(jìn)行比較，TBB最小值(負(fù)最大值)與小時(shí)雨量最大值(最強(qiáng)降水)不一定同步，要分析原因；3)關(guān)注云團(tuán)覆蓋區(qū)域，提供云頂TBB量化值；4)有云系(團(tuán))向暴雨區(qū)移入(也可能是原地新生)時(shí)，往往對應(yīng)某地降水開始，云系(團(tuán))移出(也可能原地減弱消失)，某地降水結(jié)束。如張雪晨等(2013)在分析安徽一次遠(yuǎn)距離臺風(fēng)暴雨中尺度對流系統(tǒng)時(shí)，認(rèn)為出現(xiàn)-32 ℃云頂亮溫是對流云團(tuán)發(fā)生發(fā)展階段的條件；其進(jìn)入成熟階段的條件是云頂亮溫小于-32 ℃的區(qū)域長軸約為2個(gè)緯距，短軸約為1個(gè)緯距，覆蓋面積達(dá)到20 000 km2，同時(shí)對流云團(tuán)邊緣TBB等值線變得密集、梯度開始增大，甚至出現(xiàn)-50 ℃的上沖云頂；減弱消亡階段的條件是冷云蓋變暖，云頂亮溫小于-32 ℃的區(qū)域逐漸變小，對流云團(tuán)邊緣TBB 等值線變得均勻，梯度減小。對流云團(tuán)是否在暴雨區(qū)上空維持，則要從環(huán)境風(fēng)場判斷，即看承載層的平均風(fēng)向和對流云團(tuán)的平流方向，如果平流和傳播的矢量和基本為零，暴雨區(qū)上空對流云團(tuán)則能維持。而黃明策等(2010)分析華南西部一次特大暴雨中尺度對流云團(tuán)的活動(dòng)特征時(shí)，認(rèn)為云頂亮溫小于-52 ℃時(shí)MCS 為生成階段、云頂亮溫小于-90 ℃進(jìn)入發(fā)展階段。

用衛(wèi)星云圖分析中尺度天氣系統(tǒng)，只有將云系(團(tuán))演變同高空和地面系統(tǒng)發(fā)生發(fā)展、地面降水增強(qiáng)減弱和維持聯(lián)系起來才有意義。這種關(guān)聯(lián)性綜合分析，應(yīng)建立在對雨情分析和環(huán)流背景分析細(xì)致精當(dāng)?shù)幕A(chǔ)上，并盡量在衛(wèi)星云圖上疊加相關(guān)信息。如俞小鼎(2012)對北京2012 年“7.21”特大暴雨成因的分析，通過對7 月20 日20 時(shí)疊加700 hPa 風(fēng)、溫度、露點(diǎn)分析場及地面冷鋒的風(fēng)云-2E 高分辨率紅外云圖的精細(xì)分析指出，整個(gè)河套地區(qū)存在一個(gè)具有類似臺風(fēng)的螺旋雨帶特征α中尺度渦旋，并揭示這個(gè)類似熱帶氣旋結(jié)構(gòu)的渦旋的形成發(fā)展與“7.21”特大暴雨之間的密切關(guān)系。再如，慕建利等(2014)對陜西關(guān)中一次強(qiáng)暴雨中尺度系統(tǒng)的分析，給出造成暴雨的α中尺度系統(tǒng)(MαCS)發(fā)生發(fā)展期間逐時(shí)TBB及其后1 h降水量與地形的關(guān)系圖，圖中清楚顯示了MαCS發(fā)生、發(fā)展加強(qiáng)、減弱消亡的全過程及其與強(qiáng)降水雨團(tuán)的關(guān)系以及關(guān)中特殊地理環(huán)境對它們的影響。上述制圖、用圖技巧和多要素綜合分析方法值得參考借鑒。

(2)基于雷達(dá)監(jiān)測的MCS分析研究。當(dāng)前已發(fā)表的核心期刊APRE中，常利用基本反射率因子圖、徑向速度圖和風(fēng)廓線圖等雷達(dá)產(chǎn)品對MCS及降水成因進(jìn)行分析。

(Ⅰ)雷達(dá)基本反射率因子分析。通過分析雷達(dá)反射率因子分布圖，能夠揭示對流回波單體或中尺度強(qiáng)回波帶與地面中尺度雨帶的對應(yīng)關(guān)系，但在APRE 中使用反射率因子分析暴雨中尺度對流系統(tǒng)時(shí)要注意選擇適量的雷達(dá)回波圖，以3～6幅為宜，其中，暴雨發(fā)生前1幅，降水最強(qiáng)階段2～3幅，減弱階段1幅；同時(shí)，對給出的每幅圖，在正文分析中都要提及，否則，就不必給出。具體分析中，要將雷達(dá)回波演變與影響系統(tǒng)的發(fā)生發(fā)展、地面降水增強(qiáng)減弱聯(lián)系起來，或是將強(qiáng)降水的形成、持續(xù)與增強(qiáng)同(強(qiáng))回波帶的生成、穩(wěn)定與發(fā)展以及回波頂高變化等聯(lián)系起來，進(jìn)一步揭示暴雨的形成與發(fā)展過程，避免“看圖說話”。

另外，在APRE 中常會用到反射率因子垂直剖面圖，即對強(qiáng)回波或超級單體回波沿入流方向穿過強(qiáng)中心作垂直剖面圖。從剖面圖上看MCS 的內(nèi)部結(jié)構(gòu)特征，重點(diǎn)關(guān)注≥50 dBz(或45 dBz等)回波頂?shù)母叨龋欠窀哂? ℃層高度，強(qiáng)回波高懸在什么位置，是否表現(xiàn)為有界弱回波區(qū)結(jié)構(gòu)等。如果用的是組合反射率因子圖，一定要考慮圖上過多零度層亮帶的干擾。

(Ⅱ)雷達(dá)徑向速度分析。多普勒天氣雷達(dá)速度產(chǎn)品能很好地反映降水或降水云體的風(fēng)場結(jié)構(gòu)，如中尺度輻合、中尺度切變線、中尺度輻合線、低空急流等造成暴雨的中小尺度系統(tǒng)，雷達(dá)徑向速度產(chǎn)品都可捕捉到(王福俠等，2014)。利用徑向速度產(chǎn)品分析判斷中小尺度系統(tǒng)的發(fā)展演變規(guī)律，對暴雨臨近預(yù)警具有預(yù)報(bào)意義。在APRE中分析徑向速度產(chǎn)品，主要關(guān)注點(diǎn)：一是高、低空急流，深厚持久的低空急流是大范圍暴雨的主要速度特征之一，高空急流是大范圍暴雨和區(qū)域暴雨共有的速度特征；二是中尺度輻合，如中尺度輻合線、β中尺度輻合、γ中尺度輻合，以及通過分析中小尺度輻合、中小尺度風(fēng)速切變和氣旋性輻合的發(fā)展過程及持續(xù)時(shí)間揭示強(qiáng)降水的發(fā)展演變及形成機(jī)制。

有的作者在APRE 中分析徑向速度產(chǎn)品會提到“逆風(fēng)區(qū)”“牛眼”等特征，這只是一種現(xiàn)象，其物理實(shí)質(zhì)是什么？是風(fēng)場輻合、還是中尺度渦旋？與當(dāng)?shù)貜?qiáng)降水形成有何關(guān)系？對“現(xiàn)象”背后的原因要進(jìn)行深入分析并給出科學(xué)解釋。

(Ⅲ)雷達(dá)風(fēng)廓線產(chǎn)品分析。借助雷達(dá)風(fēng)廓線圖可以直觀顯示低層暖濕氣流的變化，強(qiáng)對流風(fēng)暴有組織發(fā)展前都伴隨著整層暖平流加強(qiáng)，降水峰值出現(xiàn)一般都與低層暖濕急流加強(qiáng)、中低層風(fēng)切變有關(guān)(張雪晨等，2013)。因此，在APRE中分析風(fēng)廓線圖，重點(diǎn)要關(guān)注風(fēng)場演變在揭示MCS發(fā)生發(fā)展過程中具有的預(yù)示作用。

由于不同地區(qū)、不同氣候條件下不同類型天氣過程的雷達(dá)產(chǎn)品特征和質(zhì)量不盡相同，這增加了各種雷達(dá)資料應(yīng)用的復(fù)雜性，需要作者尤其是一線預(yù)報(bào)員不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，分析比較不同天氣背景下、不同季節(jié)雷達(dá)產(chǎn)品的特征，并在必要時(shí)改進(jìn)其閾值設(shè)置。

(3)基于地面觀測的MCS 分析。有的APRE 中會利用地面加密自動(dòng)站觀測資料分析MCS。例如，通過對高時(shí)空分辨率加密自動(dòng)雨量站資料的分析，揭示地面降水和暴雨過程的中尺度特征；也有用地面自動(dòng)氣象站分鐘級風(fēng)、溫度和濕度資料分析地面中尺度天氣系統(tǒng)的發(fā)展演變。其分析重點(diǎn)關(guān)注： 中尺度風(fēng)場輻合線位于何地，其左、右兩側(cè)各吹什么風(fēng)；地面強(qiáng)降水落區(qū)及其強(qiáng)弱隨著中尺度輻合線的移動(dòng)、位置、強(qiáng)度如何變化；地面風(fēng)場與1 h變壓場對中尺度風(fēng)場輻合線演變的反映等，以及地面中高壓、中尺度鋒發(fā)展演變與暴雨中尺度機(jī)制等的關(guān)系。

2.2.6 “暴雨天氣概念模型”要盡量刻畫高低空典型系統(tǒng)的相互作用及其形成機(jī)制

APRE 寫作中，有的作者會綜合環(huán)流背景和環(huán)境條件的分析結(jié)果，歸納本次暴雨天氣過程的概念模型，隨文給出其三維概念模型圖。如，莊曉翠等(2017)在分析新疆北部2013 年6 月20—21 日區(qū)域性暴雨天氣成因并與前期南疆暴雨對比后，制作了阿勒泰地區(qū)東部暴雨天氣過程概念模型圖(圖4)，針對模型圖，作者從高層(200 hPa)到中層(500 hPa)，再到低層(700 hPa與850 hPa)和地面，分別描述了各層天氣系統(tǒng)及其對暴雨發(fā)生發(fā)展的作用。再如，杜小玲等(2016)利用多種資料分析了2014 年7 月貴州一次持續(xù)性暴雨過程的中尺度環(huán)境場特征及貴陽極端降水成因，并以多個(gè)時(shí)次不同要素資料進(jìn)行合成分析，構(gòu)建了此次梅雨鋒西段持續(xù)性暴雨三維的天氣學(xué)模型(圖略)。

APRE中是否需要?dú)w納暴雨過程的三維概念模型或天氣學(xué)模型，可從兩個(gè)方面考慮：一是此前是否有人對此類暴雨的概念模型或天氣學(xué)模型進(jìn)行過歸納；二是即使前人對此類暴雨的概念模型或天氣學(xué)模型有過歸納，但存在不夠全面或準(zhǔn)確等問題，需要重新完善。并非每篇APRE中都需要?dú)w納暴雨天氣概念模型，如果模型能較好地刻畫高低空典型系統(tǒng)的相互作用及其形成機(jī)制，對加深特定區(qū)域特定類型暴雨天氣認(rèn)識和提高其預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率還有幫助的。

圖4 阿勒泰地區(qū)東部暴雨天氣過程概念模型(摘自莊曉翠等，2017)Fig.4 Concept model of rare rainstorm event in eastern part of Aletai(adapted from Zhuang et al.,2017).

2.3 “結(jié)論與討論”及其寫作

“結(jié)論與討論”在APRE 中篇幅不大，但要寫好也非易事。此部分一般包括三個(gè)信息項(xiàng)，即提示項(xiàng)、結(jié)論項(xiàng)、討論項(xiàng)。提示項(xiàng)是指標(biāo)題“結(jié)論與討論”與結(jié)論項(xiàng)之間的一段過渡文字，便于引出“結(jié)論”，起提示作用。結(jié)論項(xiàng)是從正文中提煉出幾點(diǎn)重要結(jié)論順序羅列，要求從多個(gè)側(cè)面回答引言中提出的問題，正文中沒有分析到的內(nèi)容不能寫進(jìn)結(jié)論項(xiàng)。討論項(xiàng)要求闡明本研究能給預(yù)報(bào)員或其他專業(yè)人員帶來哪些啟發(fā)和新的思考，并盡可能指出本研究還存在哪些問題及其解決途徑或方向。上述三項(xiàng)的參考寫法見圖5。

圖5 APRE結(jié)論與討論部分的參考寫法Fig.5 Informal writing of the conclusion and discussion in APRE.

相對而言，上述三項(xiàng)中的結(jié)論項(xiàng)最難寫，其寫作質(zhì)量主要取決于作者對正文部分專業(yè)問題的學(xué)術(shù)認(rèn)識與分析水準(zhǔn)，也與作者對分析結(jié)果的提煉概括能力有關(guān)。一篇APRE，其結(jié)論項(xiàng)通常需要涵蓋若干關(guān)鍵點(diǎn)：1)此次暴雨過程的特點(diǎn)及其發(fā)生的有利環(huán)流形勢，其中哪一(些)系統(tǒng)為暴雨發(fā)生提供了有利的天氣尺度背景條件；2)暴雨區(qū)水汽的源地與輸送特征(或路徑)；3)暴雨過程的觸發(fā)系統(tǒng)，系統(tǒng)如何形成并起到何種作用；(4)是否存在地形影響與作用；(5)暴雨區(qū)中尺度降水過程與衛(wèi)星云圖上中尺度對流系統(tǒng)(MCS或MCC)生消演變的關(guān)系，暴雨落區(qū)與MCS或MCC的位置關(guān)系；(6)雷達(dá)探測產(chǎn)品能否證實(shí)暴雨發(fā)生前后有關(guān)重要系統(tǒng)(如低空急流、輻合線、垂直風(fēng)切變等)的存在和作用。

另外，圖5中討論項(xiàng)提到的回應(yīng)“引言”中的“預(yù)期目的”，是指針對諸如“進(jìn)一步提高對這類暴雨形成條件和機(jī)理的認(rèn)識，為當(dāng)?shù)卮祟惔蟊┯陮?shí)時(shí)業(yè)務(wù)預(yù)報(bào)提供參考依據(jù)”這樣的目的，就本文是否實(shí)現(xiàn)這一預(yù)期目的略作說明，最好能歸納出當(dāng)?shù)仡A(yù)報(bào)員今后遇到類似暴雨過程時(shí)，在掌握大尺度環(huán)流背景和主要影響系統(tǒng)的前提下重點(diǎn)關(guān)注和分析什么系統(tǒng)的生消演變、相互作用及其位置變化對暴雨落區(qū)、強(qiáng)度變化以及是否持續(xù)的指示意義。此外，“討論”中要客觀指出本個(gè)例研究中懸而未決的問題，問題要逐一羅列出來，并對如何解決這些問題給出確切的思路或方向。有的作者不重視“討論”寫作，三言兩語，無足輕重。例如，說“本文對這次暴雨過程的成因進(jìn)行了初步分析，但仍有一些問題需要后續(xù)開展大量研究工作做進(jìn)一步探索”，既不清楚究竟存在哪些問題，也不知道后續(xù)如何研究。這樣的“討論”無任何意義，對有興趣和能力研究此類暴雨的后來者沒有幫助。

3 其他相關(guān)問題

本文僅從題名、引言、正文、結(jié)論與討論部分對APRE 的寫作要點(diǎn)和求新問題進(jìn)行了討論，但實(shí)際寫作中還有一些問題也值得注意。

(1)在主體部分的構(gòu)思與寫作上下功夫、花氣力。APRE 的寫作難點(diǎn)主要存在于主體部分，包括資料與方法、降水實(shí)況、大尺度環(huán)流形勢與環(huán)境條件、中尺度對流系統(tǒng)演變特征等，克服其難點(diǎn)，需要作者充分利用分析與綜合方法，以創(chuàng)新點(diǎn)為軸心，分解主體，擴(kuò)展思路，深化認(rèn)識，揭示本質(zhì)，理順關(guān)系，綜合概括，形成資料與觀點(diǎn)的統(tǒng)一、論點(diǎn)與論據(jù)的融合。主體部分寫作風(fēng)格因人而異，但都應(yīng)做到“思路清晰、觀點(diǎn)明確、語言簡練、邏輯性強(qiáng)”(王玲，2004)。原則上，分析暴雨個(gè)例應(yīng)先說明使用的資料和研究方法，并概述降水實(shí)況；接著分析暴雨的環(huán)流形勢和物理?xiàng)l件，即產(chǎn)生暴雨的環(huán)流背景、熱力和水汽條件、動(dòng)力觸發(fā)機(jī)制、地形影響等；再分析中尺度特征(主要利用衛(wèi)星云圖、雷達(dá)產(chǎn)品、地面加密自動(dòng)站資料來完成)；最后，作綜合分析(若有可能)，歸納暴雨天氣的概念模型。

(2) 加強(qiáng)新資料、新方法的應(yīng)用。對一次暴雨過程，能否分析出新意，新資料、新方法應(yīng)用很重要。分析用的資料時(shí)空分辨率不高，就很難得到有意義的結(jié)論，如NCEP 1°×1°再分析資料，對局部暴雨研究分辨率太低，宜用0.25°×0.25°再分析資料或ECMWF ERA Interim(0.125°×0.125°)再分析資料。再如，分析造成暴雨的MCS 的作用和特征，僅靠常規(guī)觀測資料、自動(dòng)站資料和NCEP 再分析資料是不夠的，還需借助多普勒天氣雷達(dá)、風(fēng)廓線雷達(dá)、雙偏振雷達(dá)等探測資料進(jìn)行補(bǔ)充分析?？傊?，要多用本地本單位本人所掌握的第一手探測新資料，如加密自動(dòng)站、探空、雷達(dá)、閃電定位儀、GPS水汽、微波輻射計(jì)、外場試驗(yàn)等資料。

(3)明確暴雨過程的性質(zhì)或類型。將APRE 寫出新意確實(shí)不易，但并非不能突破，關(guān)鍵是要有求新意識、求索意愿與求實(shí)精神，具體到某次暴雨過程，先通過對其雨情、災(zāi)情的概括，聯(lián)系當(dāng)?shù)匾酝鶑?qiáng)降水記錄，總結(jié)此次過程的特點(diǎn)；再結(jié)合我國各級氣象臺站業(yè)務(wù)上使用的主要數(shù)值預(yù)報(bào)模式(如T639、ECMWF、JMA等)對此次過程的預(yù)報(bào)表現(xiàn)，提煉出本文要研究解決的科學(xué)問題。同時(shí)，開宗明義，確定此次暴雨過程的性質(zhì)或類型。不同性質(zhì)或類型的暴雨過程，其分析角度和思路是不同的，把握此過程不同于當(dāng)?shù)匾酝惐┯赀^程的特點(diǎn)是開展暴雨個(gè)例研究的出發(fā)點(diǎn)，也是寫作APRE的現(xiàn)實(shí)需要。

(4)歸納暴雨或強(qiáng)降水臨近預(yù)警指標(biāo)。研究的無論是以往或新近發(fā)生的典型或非典型暴雨過程，一個(gè)重要目的就是提煉出對當(dāng)前預(yù)報(bào)業(yè)務(wù)和預(yù)報(bào)員有指導(dǎo)意義的預(yù)報(bào)預(yù)警著眼點(diǎn)，尤其是衛(wèi)星云圖或雷達(dá)回波圖上的重要特征，諸如懸垂回波、中氣旋、“列車效應(yīng)”等，不應(yīng)只是滿足于說清楚暴雨的影響系統(tǒng)有哪些、環(huán)境條件如何、水汽從何而來等，這些內(nèi)容在以往發(fā)表的諸多研究論文或教科書中基本都能找到。

(5)科研與寫作雙管齊下。從寫作層面看，要真正寫好APRE 的每一部分，作者必須以堅(jiān)實(shí)的科學(xué)研究為基礎(chǔ)，內(nèi)修專業(yè)素養(yǎng)，外練寫作技能，不斷提高對暴雨機(jī)理及其預(yù)報(bào)理論的認(rèn)識，克服寫作疏漏，切忌盲目模仿他人文獻(xiàn)，堅(jiān)持在寫作實(shí)踐中鍛煉研究能力、掌握研究方法、提高研究效率、積累寫作經(jīng)驗(yàn)(王銀平，2007)。具體到APRE 寫作求新，對于資料和方法、降水實(shí)況、環(huán)流背景和物理?xiàng)l件(動(dòng)力、熱力、水汽條件和地形作用)、中尺度系統(tǒng)演變特征、天氣概念模型等部分，其內(nèi)容可增可減、可詳可略，結(jié)構(gòu)上也并非嚴(yán)格遵循這一順序，可視具體個(gè)例和研究重點(diǎn)酌情安排。