陳芳麗，劉顯通，曾丹丹,3，姜帥,4，甘泉，梁家杰,5

(1.惠州市氣象局，廣東 惠州516001；2.中國(guó)氣象局廣州熱帶海洋氣象研究所，廣東 廣州510641；3.河源市氣象局，廣東 河源517000；4.惠州市突發(fā)事件預(yù)警信息發(fā)布中心，廣東 惠州516001；5.陽(yáng)江市氣象局，廣東 陽(yáng)江529599)

1 引 言

不同于鋒面和臺(tái)風(fēng)等產(chǎn)生的暴雨，高溫、高濕環(huán)境背景下產(chǎn)生的華南暖區(qū)暴雨具有降水效率高、強(qiáng)度大、影響范圍小、突發(fā)性強(qiáng)、地域性明顯和降水時(shí)段集中等特點(diǎn)，其形成條件往往呈現(xiàn)為環(huán)境大氣水汽含量充沛、熱動(dòng)力不穩(wěn)定性強(qiáng)和天氣尺度斜壓性強(qiáng)迫不明顯等，同時(shí)由于特殊地形和海陸熱力差異的外強(qiáng)迫作用顯著，以及海上邊界層西南（偏南）氣流觀測(cè)數(shù)據(jù)的不足等，導(dǎo)致對(duì)影響系統(tǒng)的分析和掌握容易出現(xiàn)時(shí)間和空間上的偏差，而目前我國(guó)預(yù)報(bào)業(yè)務(wù)中使用的全球數(shù)值預(yù)報(bào)模式對(duì)暖區(qū)暴雨的預(yù)報(bào)能力十分有限，高分辨率中尺度數(shù)值模式的預(yù)報(bào)效果也不盡人意[1-2]，雖然在實(shí)際業(yè)務(wù)中預(yù)報(bào)人員會(huì)根據(jù)經(jīng)驗(yàn)等進(jìn)行主觀訂正，但對(duì)其落區(qū)、量級(jí)、影響時(shí)間等仍不能很好地把握，預(yù)報(bào)結(jié)論與實(shí)況往往存在較大的偏差，甚至出現(xiàn)完全漏報(bào)等情況，因此暖區(qū)暴雨一直是預(yù)報(bào)業(yè)務(wù)中的難點(diǎn)問(wèn)題之一。

暖區(qū)暴雨發(fā)生在較復(fù)雜的背景下，地形的外強(qiáng)迫作用不可忽視[3-7]，暖區(qū)暴雨發(fā)生頻率最高的華南地區(qū)更是如此[8-11]，因此，很多學(xué)者對(duì)于地形在華南暖區(qū)暴雨中的作用研究給予高度重視，對(duì)其進(jìn)行數(shù)值模擬實(shí)驗(yàn)是重要的研究方向之一，如王堅(jiān)紅等[12]通過(guò)WRF數(shù)值模擬結(jié)果指出粵西地形偏南暖濕氣流的正面阻擋和狹管效應(yīng)造成暴雨頻繁特征，粵東沿海山脈的側(cè)向阻擋與摩擦效應(yīng)不僅增強(qiáng)西南輻合線強(qiáng)度也加強(qiáng)垂直上升運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度；Du等[13]通過(guò)敏感性試驗(yàn)?zāi)M了華南沿海地區(qū)地形、海岸線等對(duì)對(duì)流觸發(fā)和發(fā)展的影響，指出局部小地形可以調(diào)控對(duì)流觸發(fā)和發(fā)展的位置和時(shí)間；孫健等[14]指出華南地區(qū)復(fù)雜的地形為暴雨提供主要的動(dòng)力作用；孫建華等[15]指出中尺度地形尤其是喇叭口地形對(duì)強(qiáng)暴雨的強(qiáng)度和落區(qū)有一定的影響；劉蕾等[16]指出地形重力波拖曳可以使能量在中層輻散，導(dǎo)致氣流的垂直上升運(yùn)動(dòng)加強(qiáng)，從而使降水出現(xiàn)明顯增幅；李博等[17]指出華南地區(qū)數(shù)百米的山地可影響到對(duì)流層中上層環(huán)流變化。也有學(xué)者利用觀測(cè)數(shù)據(jù)和再分析資料研究了暖區(qū)暴雨個(gè)例中地形的作用，如夏如娣等[18]指出南嶺山脈的喇叭口地形對(duì)偏南暖濕氣流有明顯的輻合抬升作用；于鑫等[19]指出地形的動(dòng)力抬升和輻合作用在有的粵西沿海局地短時(shí)大暴雨個(gè)例中并不明顯；葉朗明等[20]則指出地形對(duì)一次弱天氣背景下粵西沿海暖區(qū)局地特大暴雨的觸發(fā)起重要作用；汪海恒等[21]指出峽谷和喇叭口地形加強(qiáng)了偏南氣流的匯入和輻合作用?？梢?jiàn)海岸線、沿海地形、喇叭口地形和峽谷等對(duì)暖區(qū)降水強(qiáng)度和落區(qū)的重要作用，同時(shí)，不同尺度地形對(duì)降水的作用不同[22]。

2020年6月5—9日，廣東省出現(xiàn)了自2005年（“05.6”特大暴雨洪澇）以來(lái)最強(qiáng)的一次“龍舟水”降水過(guò)程，具有持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)、暴雨范圍廣、累積雨量大、短時(shí)強(qiáng)度強(qiáng)、強(qiáng)降水區(qū)域集中的特點(diǎn)，惠州龍門龍?zhí)朵浀昧巳∵^(guò)程最大降水量974.3 mm，其中7日夜間到8日為此輪降水峰值期，珠三角北部降水量級(jí)達(dá)大暴雨到特大暴雨，該區(qū)域最大24 h累積降水量為廣州增城正果何屋377.5 mm，期間主雨帶沿南嶺南側(cè)的迎風(fēng)坡緩慢移動(dòng)，體現(xiàn)了地形對(duì)強(qiáng)降水的增幅作用，因此，本研究通過(guò)對(duì)7日夜間到8日強(qiáng)降水過(guò)程中大氣環(huán)流背景場(chǎng)和雷達(dá)回波等特征，以及珠三角北部地形作用的分析，旨在闡釋弱高空短波槽、強(qiáng)盛低空西南暖濕氣流和邊界層西南（偏南）氣流共同影響下，珠三角北部地形在此次強(qiáng)降水過(guò)程中的重要作用，以期為今后此類重大天氣過(guò)程的預(yù)報(bào)預(yù)測(cè)服務(wù)提供更詳細(xì)的理論依據(jù)。

2 資料與方法

本研究主要通過(guò)天氣學(xué)統(tǒng)計(jì)進(jìn)行分析。所用數(shù)據(jù)包括2020年6月7—8日ERA5（the fifth generation ECMWF reanalysis）逐小時(shí)全球再分析數(shù)據(jù)，水平分辨率為0.25°×0.25°，垂直分辨率17層；地面實(shí)況觀測(cè)和探空資料，廣東風(fēng)廓線雷達(dá)產(chǎn)品和雷達(dá)拼圖產(chǎn)品。地形數(shù)據(jù)來(lái)自satellite geodesy全球地形數(shù)據(jù)和MICAPS中國(guó)矢量地形。

3 強(qiáng)降水的時(shí)空演變和大氣環(huán)流背景特征分析

3.1 強(qiáng)降水的時(shí)空演變特征

2020年6月7日20:00—8日20:00（北京時(shí)，下同），珠三角北部≥200 mm的強(qiáng)降水落區(qū)主要出現(xiàn)在清遠(yuǎn)南部-廣州東北部-惠州西北部，大致呈西北-東南向的弧形分布（圖1），其中以從化鰲頭和增江流域的龍門永漢、麻榨-增城正果附近地區(qū)累計(jì)雨量最大。從地形分布特征來(lái)看，珠三角地區(qū)是一個(gè)達(dá)數(shù)百公里范圍、向東南開(kāi)口的“喇叭口”地形[22]，其南臨南海，北端的清遠(yuǎn)、從化一帶與南嶺相接，交界處最高山峰海拔不足1 300 m，其中北回歸線上的南昆山位于從化、增城和龍門交界處，平均海拔約600 m。結(jié)合地形與強(qiáng)降水落區(qū)可以明顯的看出，強(qiáng)降水落區(qū)位于珠三角北部與南嶺南側(cè)，主雨帶沿南嶺山脈南側(cè)地形分布，即地形對(duì)此次強(qiáng)降水落區(qū)等具有重要影響。

進(jìn)一步分析珠三角北部強(qiáng)降水的空間變化特征，標(biāo)示出降水強(qiáng)度≥50 mm/h的雨團(tuán)位置（圖2a），根據(jù)雨團(tuán)移動(dòng)路徑時(shí)間演變劃分，大致可分為3個(gè)階段：第1階段，強(qiáng)降水主要出現(xiàn)在清遠(yuǎn)南部到廣州東北部一帶；第2階段，雨帶逐漸東移南壓，至南昆山西側(cè)邊緣的增江流域附近，為最強(qiáng)降水時(shí)段；第3階段，強(qiáng)降水落區(qū)處于南昆山山脈東南側(cè)邊緣地帶，呈減弱趨勢(shì)。根據(jù)3個(gè)階段內(nèi)各氣象監(jiān)測(cè)站降水量大小，選取代表站點(diǎn)逐時(shí)降水量來(lái)分析強(qiáng)降水的時(shí)間變化特征（圖2b），代表站位置如圖1所示，第1階段代表站點(diǎn)為從化鰲頭，強(qiáng)降水主要發(fā)生在7日20:00—8日02:00；第2階段為點(diǎn)線表示的5個(gè)站點(diǎn)，累積降水量均超過(guò)300 mm，強(qiáng)降水集中在8日凌晨和上午，持續(xù)時(shí)間最長(zhǎng)；實(shí)線為第3階段降水量排名前2的站點(diǎn)，強(qiáng)降水主要發(fā)生8日中午前后，持續(xù)時(shí)間最短。

圖1 2020年6月7日20:00—8日20:00珠三角北部累積降水量(等值線)和地形分布(陰影區(qū)，單位：m)

圖2 2020年6月7日20:00—8日20:00珠三角北部雨團(tuán)移動(dòng)路徑(a)和代表站點(diǎn)逐時(shí)降水量(b)a中陰影為地形，單位：m；閉合細(xì)線構(gòu)成區(qū)域?yàn)榻邓畯?qiáng)度超過(guò)50 mm/h區(qū)域，線上的值為時(shí)間，黑色斷線箭頭為雨團(tuán)移動(dòng)方向；①②③橢圓形粗紅色線區(qū)域表征雨團(tuán)移動(dòng)的三個(gè)階段區(qū)域。

3.2 大氣環(huán)流背景特征

此次強(qiáng)降水發(fā)生在典型的廣東暖區(qū)暴雨大氣環(huán)流形勢(shì)背景下，主要影響系統(tǒng)為對(duì)流層中層弱短波槽、低空西南氣流和邊界層西南（偏南）氣流等。

7日夜間—8日早晨，華南地區(qū)地面受低壓槽控制，廣東境內(nèi)海平面等壓線呈東北偏北-西南偏南向（圖略）；500 hPa多弱短波槽活動(dòng)（圖3a、3b、3c），其中湘西南-桂東北的弱短波槽東移南壓至粵北-珠三角一帶，8日白天弱短波槽移出珠三角地區(qū)后，強(qiáng)降水區(qū)及其上游以偏西風(fēng)為主。結(jié)合MICAPS數(shù)據(jù)分析可知（圖略），7日生成于云貴高原東部的低渦，在向偏東北方向移動(dòng)過(guò)程中引起其東南側(cè)邊界層風(fēng)場(chǎng)氣旋式彎曲，使得珠江口附近偏南風(fēng)風(fēng)量增加，如圖3d所示，7日20:00珠三角處于850 hPa為低空西南氣流控制，950 hPa上南海西北部西南急流輸送至珠三角區(qū)域時(shí)轉(zhuǎn)為偏南風(fēng)風(fēng)向，珠三角地區(qū)由南向北風(fēng)速逐漸減小，形成明顯風(fēng)速輻合，沿23.5°N經(jīng)強(qiáng)降水區(qū)的垂直風(fēng)場(chǎng)和散度場(chǎng)（圖4a）上可以看出，113°E附近的對(duì)流層低層為輻合區(qū)，邊界層為較淺薄的偏南風(fēng)，即此時(shí)暖濕氣流在珠三角北部形成了輻合抬升，導(dǎo)致第1階段強(qiáng)降水的發(fā)生發(fā)展。

8日02:00（圖3e），對(duì)流層低層風(fēng)速出現(xiàn)明顯增大，950 hPa珠三角上空風(fēng)向氣旋式曲率減小，珠三角北部邊界層風(fēng)速輻合明顯加強(qiáng)（圖4b），并向東擴(kuò)展，第2階段區(qū)域內(nèi)降水強(qiáng)度逐漸增強(qiáng)。隨著高空短波槽繼續(xù)向粵北-珠三角一帶東移南壓，層低層暖濕氣流的輻合抬升，利于強(qiáng)降水的發(fā)生發(fā)展。即，隨著短波槽的東移南壓和對(duì)流層低層風(fēng)向的順時(shí)針偏轉(zhuǎn)，使得雨區(qū)沿地形逐漸南壓，形成了第2和第3階段的強(qiáng)降水。08:00，850 hPa風(fēng)向已轉(zhuǎn)為向西南偏西風(fēng)（圖3f），950 hPa珠江口也轉(zhuǎn)為西南風(fēng)，邊界層強(qiáng)輻合區(qū)繼續(xù)東擴(kuò)（圖4c），同時(shí)垂直向上延伸，呈現(xiàn)出顯著的低層輻合-高層輻散的高低空配置形勢(shì)，造成對(duì)流

圖3 2020年6月7日20:00(a、d)和8日02:00(b、e)和08:00(c、f)500 hPa風(fēng)場(chǎng)和高度場(chǎng)(等值線，間隔2 dagpm)（a、b、c）以及850 hPa風(fēng)場(chǎng)(紅色風(fēng)向桿)、950 hPa風(fēng)場(chǎng)(藍(lán)色風(fēng)向桿)和950 hPa全風(fēng)速(等值線，≥10 m/s（)d、e、f）紅色斷線框?yàn)閺?qiáng)降水區(qū)，a、b、c中深紅色實(shí)線為槽線。

圖4 2020年6月7日20:00(a)、8日02:00(b)和08:00(c)沿23.5°N的風(fēng)場(chǎng)(風(fēng)向桿)和散度場(chǎng)(陰影區(qū)為負(fù)值，單位：10-1 s-1)垂直-經(jīng)向剖面

上述分析指出，除高空短波槽對(duì)強(qiáng)降水的動(dòng)力抬升作用，對(duì)流層低層暖濕氣流的演變起著至關(guān)重要的作用，不同于再分析資料和實(shí)況數(shù)據(jù)，時(shí)空分辨率更高的風(fēng)廓線雷達(dá)產(chǎn)品可清晰地顯示出對(duì)流層低層暖濕氣流，尤其是邊界層氣流演變的時(shí)空特征。珠海風(fēng)廓線雷達(dá)位于珠江口西側(cè)沿海，強(qiáng)降水區(qū)南側(cè)西南（偏南）風(fēng)的上風(fēng)區(qū)，分析該站垂直風(fēng)場(chǎng)（圖5）可以發(fā)現(xiàn)，7日夜間—8日850 hPa層上西南急流強(qiáng)度變化不明顯，但在925~1 000 hPa邊界層上風(fēng)速變化顯著，存在明顯的日變化特征[23]，超過(guò)10 m/s大風(fēng)速的下邊界3次明顯的向下擴(kuò)展至460 m以下，時(shí)間大致為7日23:00、8日04:00和07:00前后，表明邊界層西南（偏南）風(fēng)風(fēng)速明顯的增大過(guò)程。8日早晨至上午大風(fēng)速下邊界緩慢抬升，但始終維持在460 m以下，結(jié)合圖2b中降水逐時(shí)變化可以看出，每次大風(fēng)速下邊界出現(xiàn)明顯下擴(kuò)時(shí)，珠三角北部的雨強(qiáng)也隨之增強(qiáng)。

圖5 2020年6月7日19:30—8日14:00珠海風(fēng)廓線雷達(dá)風(fēng)羽 時(shí)間間隔30 min，紅色箭頭或線段表示10.8 m/s風(fēng)速的下邊界擴(kuò)展方向、高度位置。

在上述天氣尺度系統(tǒng)影響下，分析7日20:00強(qiáng)降水區(qū)西側(cè)的清遠(yuǎn)探空（圖6）可以看出，400 hPa以下存在深厚的濕層，對(duì)流有效位能（CAPE）為1 228.1 J/kg，對(duì)流抑制能量（CIN）為15.9 J/kg，K指數(shù)高達(dá)41.9℃，通過(guò)計(jì)算可知大氣可降水量為77.9 kg/m2，表明大氣層結(jié)處于不穩(wěn)定狀態(tài)，且水汽充沛，對(duì)流易被觸發(fā)，對(duì)流類型以短時(shí)強(qiáng)降水為主。

圖6 2020年6月7日20:00清遠(yuǎn)探空?qǐng)D

綜上所述，東移南壓的短波槽為此次強(qiáng)降水提供了動(dòng)力抬升條件，而低空西南暖濕氣流和邊界層西南（偏南）氣流形成的風(fēng)速輻合及脈動(dòng)等為強(qiáng)降水的發(fā)生發(fā)展提供了充沛的水汽和熱力不穩(wěn)定條件，利于珠三角北部強(qiáng)降水的發(fā)生發(fā)展。

4 雷達(dá)回波演變特征

不同于梅雨期間地形作用下產(chǎn)生的具有組織化帶狀特征回波[24]，如圖7所示，此次過(guò)程中強(qiáng)降水回波表現(xiàn)為團(tuán)狀結(jié)構(gòu)，多以對(duì)流單體形態(tài)生消，并伴隨明顯的“列車效應(yīng)”現(xiàn)象。為便于表述和歸納，根據(jù)對(duì)流單體生成和主要活動(dòng)區(qū)域大致劃分了4個(gè)區(qū)，分別標(biāo)以A、B、C、D區(qū)，其中A區(qū)為清遠(yuǎn)南部-廣州北部地區(qū)，B區(qū)為增城-龍門西部-博羅西部地區(qū)，C區(qū)為在珠江口西側(cè)沿海觸發(fā)后發(fā)展起來(lái)的降水回波活動(dòng)區(qū)，D區(qū)為佛山至清遠(yuǎn)佛岡一帶生成東移的降水回波活動(dòng)區(qū)，其中A、B區(qū)為此次過(guò)程的珠三角北部至南嶺南側(cè)的主雨帶區(qū)域。

圖7 2020年6月7日20:00—8日14:00廣東省雷達(dá)拼圖的組合反射率特征(單位：dBZ，A~D為對(duì)流活動(dòng)區(qū)域編號(hào))

隨著邊界層偏南氣流增強(qiáng)，輸送至清遠(yuǎn)南部-廣州北部一帶，A區(qū)內(nèi)對(duì)流單體不斷生成，其中7日22:00—23:00期間對(duì)流單體具有明顯的后向傳播特征（圖略），最大回波強(qiáng)度超過(guò)50 dBZ。7日23:00—8日02:00清遠(yuǎn)南部-廣州北部對(duì)流單體東移緩慢，強(qiáng)度變化不大，期間清遠(yuǎn)清城區(qū)最大時(shí)雨量達(dá)121.9 mm，即不斷生成和緩慢東移的對(duì)流單體造成了第1階段的強(qiáng)降水；8日02:00后，隨著弱高空短波槽東移南壓，以及邊界層風(fēng)速再次加強(qiáng)和風(fēng)向漸轉(zhuǎn)為西南風(fēng)，A區(qū)西側(cè)清新至鰲頭的強(qiáng)回波逐漸減弱，降水回波逐漸向南昆山附近匯聚，第2階段強(qiáng)降水逐漸加強(qiáng)。8日凌晨至08:00，降水回波的活躍區(qū)域主要在B區(qū)和C區(qū)，凌晨珠江口的東莞附近有回波不斷生成、發(fā)展，并向東北向移動(dòng)匯入B區(qū)，04:00—05:00博羅北部出現(xiàn)明顯“列車效應(yīng)”現(xiàn)象（圖略），而C區(qū)生成并加強(qiáng)的回波在東移過(guò)程中，北段06:00后并入B區(qū)，加強(qiáng)了正果-麻榨-永漢的降水強(qiáng)度，增城正果最大時(shí)雨量為80.1 mm；D區(qū)降水回波在8日上午生成，東移加強(qiáng)后11:00并入B區(qū)，此時(shí)博羅境內(nèi)最大時(shí)雨量也達(dá)88.7 mm，12:00后回波主要位于南昆山南側(cè)，回波移速加快，呈減弱態(tài)勢(shì)，形成了第3階段強(qiáng)降水。上述分析表明強(qiáng)降水回波主要分布在珠三角北部和南嶺南側(cè)，但3個(gè)階段內(nèi)強(qiáng)降水回波的持續(xù)時(shí)間、強(qiáng)度，以及回波觸發(fā)地、傳播和移動(dòng)方向等存在差異。

5 地形對(duì)強(qiáng)降水的增幅作用

上述分析可知，在有利的大氣環(huán)流背景下，此次過(guò)程中主雨帶與地形走勢(shì)一致，強(qiáng)降水的發(fā)生發(fā)展與地形和影響系統(tǒng)的演變密切相關(guān)。

5.1 珠三角北部地形對(duì)強(qiáng)降水的輻合抬升和攔截作用

當(dāng)邊界層西南（偏南）風(fēng)從南海西北部向珠三角平原輸送時(shí)，受粗糙下墊面摩擦，風(fēng)速由南向北呈減小趨勢(shì)，形成急流前側(cè)的風(fēng)速輻合，疊加珠三角北部地形對(duì)氣流抬升和阻擋等作用，造成珠三角北部對(duì)流觸發(fā)和發(fā)展。

第1階段，隨著邊界層偏南暖濕氣流加速，珠三角北部水汽通量輻合強(qiáng)度隨之不斷增大（圖8a），且最大值中心位于南嶺南側(cè)的清遠(yuǎn)南部和從化西部，該區(qū)域垂直速度負(fù)值區(qū)強(qiáng)度亦不斷增強(qiáng)（圖8d），地面實(shí)況10 m風(fēng)場(chǎng)上也可以分析出較明顯東南風(fēng)與東北風(fēng)形成的中尺度輻合線（圖略），利于對(duì)流的發(fā)展和維持，表明地形對(duì)邊界層偏南暖濕氣流起到抬升和阻攔作用[22]，雷達(dá)圖上強(qiáng)降水回波平行于山脈緩慢東移。同時(shí)，7日22:00—23:00珠三角西北側(cè)有新對(duì)流單體生成，并沿地形較快速向東北移動(dòng)，與強(qiáng)降水區(qū)內(nèi)對(duì)流單體合并。另外，由于邊界層偏南風(fēng)速脈動(dòng)和珠江口海岸地形的共同作用，珠江口東側(cè)東莞附近也有新的對(duì)流單體不斷生成，隨后向東北移至增城到博羅一帶地區(qū)。

第2階段，8日02:00—04:00南海北部至珠三角上空邊界層偏南風(fēng)風(fēng)速再次出現(xiàn)脈沖，使得珠三角地區(qū)水汽通量輻合和垂直上升運(yùn)動(dòng)明顯增強(qiáng)，二者最大值中心均位于珠三角與南嶺交界處附近（圖8b、8e），即在海岸地形和南嶺山脈的動(dòng)力抬升作用下，不僅觸發(fā)了沿海新的對(duì)流單體生成，同時(shí)也使得A、B區(qū)降水增強(qiáng)，其中B區(qū)降水更為顯著（圖2b）。8日06:00—08:00邊界層西南風(fēng)風(fēng)速再次出現(xiàn)脈沖，水汽輻合區(qū)隨著風(fēng)向的轉(zhuǎn)變已移至南昆山西南側(cè)的從化-增城，亦為山前最強(qiáng)（圖8c），垂直方向表現(xiàn)為對(duì)流層低層水汽輻合區(qū)厚度增大、強(qiáng)度增強(qiáng)，垂直速度負(fù)值中心顯著增強(qiáng)（圖8f），此時(shí)，不同方向的對(duì)流單體向增城-南昆山一帶匯集，回波強(qiáng)度維持在50 dBZ左右，小時(shí)雨強(qiáng)超過(guò)80 mm，當(dāng)對(duì)流回波翻過(guò)南昆山繼續(xù)東移時(shí)，強(qiáng)度則呈明顯的減弱趨勢(shì)，因此，第2階段在增城東北部至南昆山西南側(cè)地形對(duì)邊界層西南氣流的抬升和攔截作用，使得該區(qū)域出現(xiàn)了此過(guò)程的最強(qiáng)降水中心。

圖8 2020年6月7日20:00(a、c)和8日02:00(b、d)和08:00(c、f)950 hPa水汽通量散度場(chǎng)（a~c，間隔5×10-8 g/(cm2?hPa?s)和沿113.5°E垂直-緯向水汽通量散度場(chǎng)(填色)和垂直速度場(chǎng)(等值線，間隔2×10-1 Pa/s)剖面圖（d~f） 黑色三角形為南嶺南側(cè)位置。

第3階段，強(qiáng)降水主要由D區(qū)的降水回波東移加強(qiáng)并入B區(qū)后形成。8日10:00開(kāi)始邊界層大風(fēng)速下邊界逐漸抬高，11:30后邊界層西南風(fēng)風(fēng)速明顯減弱，氣流輻合和抬升條件趨于減弱（圖略）。當(dāng)回波移至南昆山南側(cè)，進(jìn)入博羅西部后，下墊面變?yōu)榍鹆旰推皆?，山脈阻擋作用減弱，在影響系統(tǒng)作用下，回波移速加快，東移南壓至惠州中部地區(qū)時(shí)，回波強(qiáng)度已減弱到40 dBZ左右。

綜上所述，在高空短波槽東移南壓、低空西南急流和邊界層西南（偏南）急流演變下，南海西北部邊界層偏南（西南）急流出現(xiàn)多次脈動(dòng)，沿海地形的抬升作用使得新的對(duì)流單體在珠江口附近生成和發(fā)展，同時(shí)由于南嶺南側(cè)地形對(duì)邊界層氣流的阻擋和攔截，邊界層西南（偏南）急流在山前形成明顯的輻合抬升，造成了珠三角北側(cè)新對(duì)流單體不斷生成，并沿地形減慢移動(dòng)和不斷匯聚，增強(qiáng)了珠三角北部降水強(qiáng)度，導(dǎo)致了此次強(qiáng)降水的發(fā)生、發(fā)展。

5.2 珠三角北部地形對(duì)強(qiáng)降水的維持作用

此次強(qiáng)降水過(guò)程具有持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)的特點(diǎn)，這與海陸熱力差異、冷池和邊界層偏南（西南）暖濕氣流脈沖等有關(guān)。從第3.2節(jié)對(duì)大氣環(huán)流背景的分析可知，此次過(guò)程并無(wú)冷空氣南下滲入廣東。分析地面2 m露點(diǎn)溫度（圖9）和氣溫（圖略）可知，強(qiáng)降水區(qū)存在西北-東南向的露點(diǎn)鋒，露點(diǎn)鋒附近T-Td小于1℃。珠三角地區(qū)露點(diǎn)溫度一直維持26℃以上，呈現(xiàn)出由珠江口向北部伸展的暖舌，同時(shí)南嶺山區(qū)由于降水和夜間大陸氣溫下降等形成氣溫和露點(diǎn)溫度低值區(qū)，24℃等露點(diǎn)溫度線在早晨南壓最明顯，08:00露點(diǎn)鋒梯度達(dá)到最大（圖9c），龍門至增城之間的溫差約4℃/（100 km），即隨著邊界層暖濕氣流的不斷脈沖，使得珠三角地區(qū)暖舌維持，而強(qiáng)降水區(qū)北側(cè)23～24℃等溫線逐漸南壓，由于邊界層暖濕氣流的頂托作用，使得南嶺南部至珠三角北部露點(diǎn)鋒強(qiáng)度不斷增強(qiáng)，且長(zhǎng)時(shí)間維持，露點(diǎn)鋒的增強(qiáng)和維持使得該區(qū)域內(nèi)一直處于大氣層結(jié)不穩(wěn)定狀態(tài)，利于強(qiáng)降水的發(fā)展和維持。

圖9 2020年6月7日20:00(a)和8日02:00(b)和08:00(c)2 m露點(diǎn)溫度場(chǎng)(等值線，間隔1℃)和10 m風(fēng)場(chǎng)(風(fēng)向桿)紅色斷線框?yàn)閺?qiáng)降水區(qū)，填色為地形。

此外，分析地面高時(shí)空分辨率的氣象監(jiān)測(cè)站實(shí)況風(fēng)場(chǎng)，可以發(fā)現(xiàn)，第2階段內(nèi)由于降水產(chǎn)生的冷池出流與邊界層增強(qiáng)的西南-偏南氣流，在龍門永漢-增城正果附近形成了明顯的地面輻合線，04:00和07:00最顯著（圖10），而該區(qū)域處于南昆山與羅浮山之間的河谷、丘陵地帶，從增城風(fēng)廓線雷達(dá)垂直風(fēng)場(chǎng)（圖11）也可以看出，8日上午該站邊界層轉(zhuǎn)為東北-偏北風(fēng)。對(duì)應(yīng)于圖2降水的時(shí)空分布，地面輻合線的出現(xiàn)和增強(qiáng)與該區(qū)域內(nèi)強(qiáng)降水的維持和增強(qiáng)時(shí)間一致。

圖10 2020年6月8日04:00(a)和07:00(b)地面氣象監(jiān)測(cè)站風(fēng)場(chǎng) 藍(lán)色實(shí)線箭頭為東北和偏北流線，紅色實(shí)線箭頭為西南和偏南流線，藍(lán)色雙斷線為風(fēng)向輻合線。填色為地形。圓點(diǎn)為代表站點(diǎn)。

圖11 2020年6月7日20:00—8日14:00增城風(fēng)廓線雷達(dá)風(fēng)羽(時(shí)間間隔：30 min)

因此，露點(diǎn)鋒的增強(qiáng)和維持使得珠三角北部大氣層結(jié)長(zhǎng)時(shí)間處于不穩(wěn)定狀態(tài)，為該區(qū)域內(nèi)強(qiáng)降水的發(fā)展和維持提供了熱力不穩(wěn)定條件，而地面輻合線的存在加強(qiáng)了對(duì)流層底層氣流的輻合抬升，進(jìn)一步增強(qiáng)了強(qiáng)降水區(qū)的降水強(qiáng)度。

6 小 結(jié)

（1）6月7日夜間—8日白天珠三角北部強(qiáng)降水發(fā)生在廣東“龍舟水”期間，強(qiáng)降雨帶沿南嶺南部山脈邊緣呈西北-東南向弧形分布，體現(xiàn)了地形對(duì)強(qiáng)降水的重要影響。

（2）此次珠三角北部強(qiáng)降水過(guò)程是在典型的暖區(qū)暴雨環(huán)流特征的背景下發(fā)生的，主要影響系統(tǒng)為對(duì)流層中層弱短波槽擾動(dòng)、低空急流和邊界層急流脈沖等，東移南壓的短波槽為此次強(qiáng)降水提供了有利的動(dòng)力抬升條件，而低空西南暖濕氣流和邊界層西南（偏南）氣流形成的風(fēng)速輻合及脈動(dòng)等為強(qiáng)降水的發(fā)生發(fā)展提供了充沛的水汽和熱力不穩(wěn)定條件，利于珠三角北部強(qiáng)降水的發(fā)生發(fā)展。

（3）此次過(guò)程中強(qiáng)降水回波表現(xiàn)為團(tuán)狀結(jié)構(gòu)，多以對(duì)流單體形態(tài)生消，伴隨明顯的“列車效應(yīng)”現(xiàn)象。3個(gè)不同發(fā)展階段內(nèi)強(qiáng)降水回波的持續(xù)時(shí)間、強(qiáng)度，以及回波觸發(fā)地、傳播和移動(dòng)方向等存在差異。

（4）在有利的天氣尺度系統(tǒng)影響下，南嶺南側(cè)地形對(duì)邊界層氣流的阻擋和攔截，使得氣流在珠三角北部形成明顯的輻合抬升，造成對(duì)流單體在南嶺南側(cè)移速減慢和匯聚，增強(qiáng)了降水強(qiáng)度，導(dǎo)致了此次強(qiáng)降水的發(fā)生、發(fā)展。

（5）強(qiáng)降水長(zhǎng)時(shí)間的持續(xù)與海陸熱力差異、冷池和邊界層暖濕氣流脈沖等引起的地面露點(diǎn)鋒和中尺度輻合線長(zhǎng)時(shí)間維持有關(guān)。露點(diǎn)鋒不斷增強(qiáng)和維持使得珠三角北部大氣層結(jié)長(zhǎng)時(shí)間處于不穩(wěn)定狀態(tài)，為該區(qū)域內(nèi)強(qiáng)降水的發(fā)展和維持提供了熱力不穩(wěn)定條件，而地面輻合線的存在加強(qiáng)了對(duì)流層底層氣流的輻合抬升，進(jìn)一步增強(qiáng)了強(qiáng)降水區(qū)的降水強(qiáng)度。