2013—07—03山西南部區(qū)域性大暴雨成因分析

李冬梅+劉婉莉+趙華+陳雪珍+趙建武+周濤

摘 要：2013-07-03山西南部出現(xiàn)區(qū)域性大暴雨，19個縣達(dá)到暴雨，其中，8個縣的降水量≥100 mm，1 h最大雨強(qiáng)達(dá)54.6 mm。利用常規(guī)氣象觀測資料、地面加密自動站資料、衛(wèi)星云圖資料、雷達(dá)資料對此次區(qū)域性大暴雨成因進(jìn)行分析，結(jié)果表明：①此次大暴雨過程發(fā)生在兩槽一脊、副高穩(wěn)定、200 hPa反氣旋的大尺度環(huán)流背景下，超低空急流加強(qiáng)、低層正渦度、強(qiáng)的上升氣流是大暴雨發(fā)生的環(huán)境條件，大暴雨發(fā)生在濕區(qū)梯度鋒上；②大暴雨由午后熱對流產(chǎn)生的暴雨云團(tuán)和中尺度對流系統(tǒng)造成，熱對流云團(tuán)發(fā)生在超低空急流左前側(cè)、山西南部中條山、王屋山的迎風(fēng)坡和喇叭口地形收縮處，地形抬升作用觸發(fā)熱對流；中尺度對流系統(tǒng)由4個對流云團(tuán)組成，地面中尺度渦旋是中尺度對流系統(tǒng)的主要觸發(fā)系統(tǒng)。

關(guān)鍵詞：大暴雨；中尺度對流系統(tǒng)；中尺度渦旋；成因

中圖分類號：P458.1+21.1 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：2095-6835（2014）12-0138-04

暴雨是在有利的大尺度環(huán)流背景下產(chǎn)生的中尺度現(xiàn)象。顧清源等研究低空急流和冷空氣在副高西北側(cè)暴雨中觸發(fā)作用和中尺度特征，孫繼松等研究“7.21”北京大暴雨系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)演變特征及成因分析，苗愛梅等對山西暴雨過程中MCC與一般云團(tuán)進(jìn)行了對比分析，趙桂香對一次阻高背景下地形對晉南特大暴雨的作用進(jìn)行分析，國內(nèi)外氣象學(xué)者對大暴雨的研究取得了豐碩的研究成果，但是，局地大暴雨預(yù)報依然是一個普遍性難題。2013-07-03山西南部大暴雨落區(qū)從大尺度環(huán)流背景場上來說，很難提前24 h預(yù)報出來，利用常規(guī)氣象資料、地面加密自動站資料、衛(wèi)星云圖資料、雷達(dá)資料，對此次大暴雨過程進(jìn)行深入研究，提煉出大暴雨發(fā)生的中尺度信息和先兆信息，進(jìn)一步提高大暴雨的預(yù)報能力。

1 區(qū)域性大暴雨特征分析

2013-07-03T08：00—2013-07-04T08：00，山西南部的臨汾、長治、晉城、運(yùn)城等地出現(xiàn)了區(qū)域性暴雨天氣，如圖1所示，雨帶呈東北—西南向，水平尺度200 km，19個縣達(dá)到暴雨，其中，8個縣降水量≥100 mm（含縣境內(nèi)區(qū)域站資料），達(dá)到大暴雨。強(qiáng)降雨主要集中在山西東南部，最大降水量為晉城市的陽城124.7 mm，其次是運(yùn)城市的絳縣110.1 mm。

分析大暴雨中心的逐小時降水量，如圖2所示，強(qiáng)降雨分為兩個階段：第一階段發(fā)生在2013-07-03T15：00—T17：00，為午后熱對流，范圍較小，最大雨強(qiáng)為陽城的20.7 mm/h；第二個階段發(fā)生在2013-07-04T01：00—07：00，受β中尺度對流系統(tǒng)影響，最大雨強(qiáng)為絳縣的54.6 mm/h（2013-07-04T02：00）。強(qiáng)降雨造成部分縣市農(nóng)作物受災(zāi)，房屋倒塌、損毀，城市洪澇，損失嚴(yán)重。

此次降水過程表現(xiàn)為強(qiáng)對流特點(diǎn)，降水時間集中、雨強(qiáng)大、局地災(zāi)害重，大暴雨中心位于山西南部中條山迎風(fēng)坡和王屋山的喇叭口地形收縮處，由午后熱對流引發(fā)的一般暴雨云團(tuán)和MβCS造成。

2 區(qū)域性暴雨環(huán)境條件分析

2.1 抬升和垂直風(fēng)切變條件分析

2013-07-03T08：00，如圖3所示，500 hPa上中緯度地區(qū)為兩槽一脊型，槽區(qū)有明顯的冷低壓中心，分別位于烏拉爾山和我國東北地區(qū)，貝加爾湖南側(cè)為一高脊，脊中高原東部的青海湖附近有短波槽生成，副熱帶高壓西伸北抬至30°N，山西南部受東北冷渦底部、副高外圍偏南氣流影響控制。2013-07-03T20：00東北冷渦加深，冷空氣從華北平原向南擴(kuò)散，同時，高原槽發(fā)展東移與冷渦后部的冷空氣結(jié)合，觸發(fā)不穩(wěn)定能量釋放。

2013-07-03T08：00，700 hPa河套中部有冷暖切變線形成，T20：00隨著東北冷渦得加深，暖切變北側(cè)東北風(fēng)增大，受槽后西北風(fēng)、槽前西南風(fēng)、渦后東北風(fēng)3股氣流影響，冷暖切變線在陜西北部—山西中部交界處加強(qiáng)并形成較強(qiáng)的輻合中心。850 hPa切變線位于山西東南部，為冷渦后部西北風(fēng)與副高邊緣西南氣流之間切變。200 hPa高原上為高壓脊控制，高空急流呈反氣旋式彎曲，強(qiáng)的高空輻散有利于垂直運(yùn)動發(fā)展，山西南部大暴雨區(qū)位于高空急流出口區(qū)右側(cè)、低層850 hPa切變上。

2013-07-03T08：00，如圖4所示，925 hPa有東北風(fēng)與西南風(fēng)的流場輻合，輻合線與850 hPa切變線位置一致，其南側(cè)在武漢—阜陽—徐州有一支≥20 m/s的超低空西南急流，T20：00西南急流北進(jìn)，并出現(xiàn)偏南風(fēng)分支，南支急流頭位于山西東南部。在急流頭左側(cè)水汽輻合和正渦度輸送增強(qiáng)，山西南部大暴雨位于南支急流頭左側(cè)200 km處。

地面圖上（2013-07-02T08：00—2013-07-03T08：00）東北地區(qū)地面氣旋發(fā)展加深，河套—華北為弱高壓控制，2013-07-03T14：00，受山西南部暖低壓控制，氣溫升高，午后沿中條山南端迎風(fēng)坡產(chǎn)生熱對流。2013-07- 03T20：00，如圖5所示，從東北氣旋中心到山西南部受冷鋒影響，激發(fā)中尺度對流系統(tǒng)產(chǎn)生暴雨天氣。

2.2 特征物理量分析

2.2.1 不穩(wěn)定度條件

強(qiáng)降雨開始前，山西南部大氣層結(jié)處于條件不穩(wěn)定狀態(tài)。2013-07-02T08：00—2013-07-03T08：00，k指數(shù)>40 ℃，SI指數(shù)<-1 ℃，對流穩(wěn)定度指數(shù)IC<-10 ℃，△θse500*-850<-4 ℃。200 hPa以下風(fēng)隨高度順時針旋轉(zhuǎn)，深厚的暖平流利于對流有效位能積聚。強(qiáng)降雨臨近（201-07-03T20：00），925 hPa西南急流南支加強(qiáng)，左側(cè)氣旋切變和風(fēng)速輻合增強(qiáng)，造成強(qiáng)的對流不穩(wěn)區(qū)。在山西東南部抬升指數(shù)（LI）增為-2 ℃，如圖6所示，Cape增為1 600 J/kg，如圖7所示。根據(jù)公式計算，在Cape中心可產(chǎn)生56 m/s的垂直上升速度，強(qiáng)度的上升氣流引發(fā)MβCS在中心區(qū)域生成、發(fā)展，從而產(chǎn)生大暴雨。

2.2.2 水汽條件

水汽通量散度場上2013-07-03T08：00（圖略）水汽輻合位于低空急流左前側(cè)，最大輻合中心位于925 hPa，在超低空急流左側(cè)有-13×10-8 g（cm2·hpa·s）輻合中心，超低空水汽輻合有利于午后對流發(fā)展。2013-07-03T20：00時，如圖8所示，隨著高空槽東移，槽前西南風(fēng)加大，700 hPa以下山西中南部為水汽通量輻合區(qū)，最大值位于700 hPa。在切變線節(jié)點(diǎn)處有<-30×10-8 g（cm2·hpa·s）的輻合中心，山西南部大暴雨位于-10×10-8 g（cm2·hpa·s）的包圍區(qū)。

在比濕場上，暴雨發(fā)生前（2013-07-03T08：00）低層比濕開始增加，700 hPa以下比濕較大，最大值位于925 hPa比濕>18 g/kg，T20：00濕區(qū)范圍擴(kuò)大，700 hPa在高原東部—陜西中部為高濕區(qū)，如圖9所示，中心值>14 g/kg，山西中部為干區(qū)，中心值<3 g/kg。干濕中心相差11 g/kg，在山西南部形成西北—東南向的濕度鋒，大暴雨發(fā)生在濕區(qū)梯度鋒上。

2.2.3 動力條件

在渦度場上，暴雨發(fā)生前期低層正渦度增大，如圖10所示，850 hPa為20×10-5 hPa/s，500 hPa以上轉(zhuǎn)為負(fù)渦度，300 hPa為-25×10-5 hPa/s，低層正渦度與高層負(fù)渦度發(fā)生耦合作用，有利于對流抬升發(fā)展，暴雨區(qū)位于低層正渦度中心的東側(cè)。在垂直速度場上，2013-07-03T20：00，如圖11所示，500～250 hPa的垂直速度<-20×10-2 hPa/s，最強(qiáng)上升速度位于400 hpa，值為-39×10-2 hPa/s，而850 hPa為下沉氣流，垂直速度為5×10-2 hPa/s。強(qiáng)的上升氣流出現(xiàn)在較高層次，低層下沉氣流位于對流云后側(cè)，有利于觸發(fā)新對流云團(tuán)生成。

3 中尺度分析

3.1 地面中尺度分析

自動站風(fēng)場分析，熱對流發(fā)生前3 h（2013-07-03T11：00）垣曲、陽城附近有中尺度輻合線生成。隨著地面氣溫得升高，2013-07-03T14：00，中尺度輻合線上有對流云團(tuán)生成；2013-07-03T16：00—17：00，如圖12a所示，陽城中尺度輻合線加強(qiáng)為中尺度渦旋，受地形輻合抬升作用，對流加強(qiáng)；2013-07-03T23：00，如圖12b所示，山西中南部東北風(fēng)加大，同時，絳縣西南側(cè)、中條山北端的迎風(fēng)坡上有中尺度渦旋生成，并維持至2013-07-04T00：00，造成強(qiáng)對流云團(tuán)在中尺度渦旋處加強(qiáng)為MβCS。2013-07-04T 01：00，如圖12c所示，東北氣流繼續(xù)加強(qiáng)，冷空氣從對流云團(tuán)后部侵入，抬升作用使新的對流云團(tuán)生成。

3.2 對流云團(tuán)和MβCS結(jié)構(gòu)演變

山西南部大暴雨是由午后熱對流形成的暴雨云團(tuán)和水平尺度為200～300 km的MβCS造成的。利用衛(wèi)星云圖、雷達(dá)資料對發(fā)生大暴雨的成因進(jìn)行詳細(xì)分析，揭示了大暴雨的形成過程，為短臨預(yù)報提供依據(jù)。

3.2.1 對流云團(tuán)的演變

2013-07-03T14：00，三門峽雷達(dá)回波上（圖13a）沿地面中尺度輻合線有2個回波帶R1、R2生成，分別位于中條山、王屋山迎風(fēng)坡。2013-07-03T15：00（圖13b）受低空偏南氣流引導(dǎo)，中條山區(qū)形成的對流云帶向北移動，受王屋山地形（海拔2 321 m）阻擋折向東移動，T16：00（圖13c）對流單體在王屋山和太行山交界的喇叭口地形處收縮加強(qiáng)為暴雨云團(tuán)，回波強(qiáng)度為45 dbz，高度為3.5 km。衛(wèi)星云圖上（圖略）暴雨云團(tuán)為帶狀結(jié)構(gòu)，水平尺度為100 km，冷云蓋中心TBB值為-40 ℃，<-32 ℃冷云面積5 000 km2。

熱對流云團(tuán)生成前，山西西南部最高氣溫達(dá)38.6 ℃，高溫高濕利于形成強(qiáng)對流天氣。在地形作用下，對流云帶沿王屋山南坡一字排開，列車效應(yīng)造成陽城出現(xiàn)第一階段的強(qiáng)降雨，3 h累計降水3.2.2 MβCS的演變

MβCS的演變可分為以下三個階段。

3.2.2.1 初生和加強(qiáng)階段

MβCS由對流云團(tuán)B，C，D組成，初生階段對流云團(tuán)各自形成并發(fā)展。其中，B和D云團(tuán)發(fā)展為β中尺度對流云團(tuán)。2013-07-03T23：00（圖14a）切變線云系移入山西后分裂為2個對流云團(tuán)——A和B ，其中，A云團(tuán)外型不規(guī)則，沿700 hPa暖切變向東移動，中心TBB值由-52 ℃提高到-32 ℃，冷云蓋面積減小，2013-07-04T03：00移出山西。在其影響范圍內(nèi)，12 h累計雨量為10～23 mm。B云團(tuán)受高空氣流引導(dǎo)向東南方向移動，2013-07-03T23：30（圖14b）在越過黃河時，受濕的下墊面影響，對流云團(tuán)加強(qiáng)為外型呈橢圓形，水平尺度200 km，中心TBB值-55 ℃的對流云團(tuán)造成山西呂梁發(fā)生13 mm/h的強(qiáng)降雨。C云團(tuán)為高空槽東移在山西西南部觸發(fā)的對流云團(tuán)，生成后沿地面輻合線向東北方向移動。D云團(tuán)為地面東南氣流加強(qiáng)后2013-07-03T21：00在中條山區(qū)再次生成的對流云團(tuán)，2013-07-03T22：00—T23：00在原地發(fā)展，并向東南方向移動，中心TBB值為-65 ℃，<-52 ℃的冷云蓋面積9 500 km2，造成垣曲縣境內(nèi)出現(xiàn)50 mm/h的強(qiáng)降雨。

3.2.2.2 成熟和合并階段

B，C對流云團(tuán)在地面中尺度渦旋的強(qiáng)上升氣流作用下加強(qiáng)為MβCS，冷云蓋面積擴(kuò)大，接近MCC。2013-07-04T00：00，雷達(dá)速度圖上（圖略）地面中尺度渦旋處有強(qiáng)的中尺度輻合中心并維持至2013-07-04T00：30。2013-07-04T01：00（圖14c）B云團(tuán)與對流云團(tuán)C在地面中尺度渦旋處合并加強(qiáng)，水平尺度為300 km，中心TBB值為-59 ℃，≤-52 ℃冷云區(qū)面積為45 000 km2的MβCS，≤-32 ℃的冷云蓋面積為180 000 km2。2013-07-04T02：00（圖14d）MβCS發(fā)展為橢圓形，近似于MCC，進(jìn)入成熟期，長軸沿順時針方向傾斜，造成以絳縣為中心的強(qiáng)降雨，最大雨強(qiáng)為54.6 mm/h。其前側(cè)的對流云團(tuán)D，TBB值升高趨于減弱階段；其后側(cè)由于地面東北風(fēng)加強(qiáng)，冷的入流使MβCS后部有新的云團(tuán)E生成。

3.2.2.3 再生和消亡階段

2013-07-04T03：00（圖14e）D云團(tuán)減弱消亡，MβCS云團(tuán)長軸發(fā)生順時針旋轉(zhuǎn)，中心值TBB開始升高，其后側(cè)E云團(tuán)冷云蓋面積不斷擴(kuò)大。2013-07-04T05：00（圖14f）MβCS減弱消亡，E云團(tuán)發(fā)展為橢圓形，中心TBB值<-52 ℃，影響陽城、絳縣雨強(qiáng)，發(fā)生>15 mm/h的強(qiáng)降雨。2013-07-04T07：00，E云團(tuán)減弱移出山西，山西降水強(qiáng)度減弱。

影響山西南部出現(xiàn)大暴雨天氣的為中尺度對流系統(tǒng)（MβCS），由4個中尺度對流云團(tuán)B，C，D，E組成，并在濕區(qū)梯度鋒上發(fā)展、合并、再生。2013-07-03T23：00初生，2013-07-04T01：00—2013-07-04T03：00成熟，成熟持續(xù)時間3 h，水平尺度為300 km，TBB≤-52 ℃的冷云蓋面積為45 000 km2，≤-32 ℃的冷云蓋面積為180 000 km2，2013-07-04T05：00，對流云團(tuán)E生成，2013-07-04T07：00減弱。MβCS從生成到減弱維持9 h。由于受4個對流云團(tuán)的影響，大暴雨中心呈現(xiàn)2峰和3鋒，小時雨強(qiáng)大，強(qiáng)降雨發(fā)生在TBB低值中心并呈現(xiàn)明顯的陣性。

4 小結(jié)

山西南部大暴雨發(fā)生在兩槽一脊、副高穩(wěn)定、200 hPa反氣旋的大環(huán)流背景下，超低空急流為大暴雨發(fā)生提供了充沛水汽，偏南分支增強(qiáng)了低層氣旋式輻合，東北冷渦后部干冷空氣侵入在山西南部形成濕區(qū)梯度鋒，為暴雨發(fā)生提供了動力條件。大暴雨發(fā)生時，大氣層結(jié)條件不穩(wěn)定，低層正渦度、高層負(fù)渦度有利于天氣系統(tǒng)的加強(qiáng)，高空輻散的抽吸有利于強(qiáng)降雨的產(chǎn)生，大暴雨發(fā)生前對流有效位能增大、中層水汽輻合增強(qiáng)，大暴雨發(fā)生在濕區(qū)梯度鋒上。

大暴雨是由午后熱對流形成的暴雨云團(tuán)和水平尺度為200～300 km的MβCS造成的。暴雨云團(tuán)由午后地形抬升作用引發(fā)，雷達(dá)回波上為多個對流單體沿王屋山南端迎風(fēng)坡東移合并加強(qiáng)；衛(wèi)星云圖上呈帶狀，水平尺度為100 km，冷云蓋中心TBB值為-40 ℃，<-32 ℃的冷云蓋面積為5 000 km2。MβCS在衛(wèi)星云圖上由4個中尺度對流云團(tuán)組成，是由高空槽東移觸發(fā)的對流系統(tǒng)，成熟期發(fā)展為橢圓形，持續(xù)時間3 h，長軸沿順時針方向傾斜，TBB水平尺度為300 km，<-52 ℃的冷云蓋面積為45 000 km2，<-32 ℃的冷云蓋面積為180 000 km2，接近MCC。強(qiáng)降雨發(fā)生在TBB低值中心。

地面中尺度渦旋是大暴雨發(fā)生的直接影響系統(tǒng)，地面中尺度渦旋產(chǎn)生使地面冷空氣增強(qiáng)，東北風(fēng)加大，在中條山北端的迎風(fēng)坡上，較大暴雨發(fā)生提前3 h。地面中尺度渦旋產(chǎn)生的強(qiáng)烈上升氣流是MβCS的主要觸發(fā)機(jī)制，在地面中尺度渦旋作用下，對流云團(tuán)在其中心附近合并、加強(qiáng)，形成54.6 mm/h的強(qiáng)降雨。同時，地面東北風(fēng)加強(qiáng)使MβCS后部冷的入流加強(qiáng)，促使新的對流云團(tuán)生成。

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[10]壽紹文.中尺度氣象學(xué)[M].北京：氣象出版社，2003.

〔編輯：白潔〕

3.2.2.3 再生和消亡階段

2013-07-04T03：00（圖14e）D云團(tuán)減弱消亡，MβCS云團(tuán)長軸發(fā)生順時針旋轉(zhuǎn)，中心值TBB開始升高，其后側(cè)E云團(tuán)冷云蓋面積不斷擴(kuò)大。2013-07-04T05：00（圖14f）MβCS減弱消亡，E云團(tuán)發(fā)展為橢圓形，中心TBB值<-52 ℃，影響陽城、絳縣雨強(qiáng)，發(fā)生>15 mm/h的強(qiáng)降雨。2013-07-04T07：00，E云團(tuán)減弱移出山西，山西降水強(qiáng)度減弱。

影響山西南部出現(xiàn)大暴雨天氣的為中尺度對流系統(tǒng)（MβCS），由4個中尺度對流云團(tuán)B，C，D，E組成，并在濕區(qū)梯度鋒上發(fā)展、合并、再生。2013-07-03T23：00初生，2013-07-04T01：00—2013-07-04T03：00成熟，成熟持續(xù)時間3 h，水平尺度為300 km，TBB≤-52 ℃的冷云蓋面積為45 000 km2，≤-32 ℃的冷云蓋面積為180 000 km2，2013-07-04T05：00，對流云團(tuán)E生成，2013-07-04T07：00減弱。MβCS從生成到減弱維持9 h。由于受4個對流云團(tuán)的影響，大暴雨中心呈現(xiàn)2峰和3鋒，小時雨強(qiáng)大，強(qiáng)降雨發(fā)生在TBB低值中心并呈現(xiàn)明顯的陣性。

4 小結(jié)

山西南部大暴雨發(fā)生在兩槽一脊、副高穩(wěn)定、200 hPa反氣旋的大環(huán)流背景下，超低空急流為大暴雨發(fā)生提供了充沛水汽，偏南分支增強(qiáng)了低層氣旋式輻合，東北冷渦后部干冷空氣侵入在山西南部形成濕區(qū)梯度鋒，為暴雨發(fā)生提供了動力條件。大暴雨發(fā)生時，大氣層結(jié)條件不穩(wěn)定，低層正渦度、高層負(fù)渦度有利于天氣系統(tǒng)的加強(qiáng)，高空輻散的抽吸有利于強(qiáng)降雨的產(chǎn)生，大暴雨發(fā)生前對流有效位能增大、中層水汽輻合增強(qiáng)，大暴雨發(fā)生在濕區(qū)梯度鋒上。

大暴雨是由午后熱對流形成的暴雨云團(tuán)和水平尺度為200～300 km的MβCS造成的。暴雨云團(tuán)由午后地形抬升作用引發(fā)，雷達(dá)回波上為多個對流單體沿王屋山南端迎風(fēng)坡東移合并加強(qiáng)；衛(wèi)星云圖上呈帶狀，水平尺度為100 km，冷云蓋中心TBB值為-40 ℃，<-32 ℃的冷云蓋面積為5 000 km2。MβCS在衛(wèi)星云圖上由4個中尺度對流云團(tuán)組成，是由高空槽東移觸發(fā)的對流系統(tǒng)，成熟期發(fā)展為橢圓形，持續(xù)時間3 h，長軸沿順時針方向傾斜，TBB水平尺度為300 km，<-52 ℃的冷云蓋面積為45 000 km2，<-32 ℃的冷云蓋面積為180 000 km2，接近MCC。強(qiáng)降雨發(fā)生在TBB低值中心。

地面中尺度渦旋是大暴雨發(fā)生的直接影響系統(tǒng)，地面中尺度渦旋產(chǎn)生使地面冷空氣增強(qiáng)，東北風(fēng)加大，在中條山北端的迎風(fēng)坡上，較大暴雨發(fā)生提前3 h。地面中尺度渦旋產(chǎn)生的強(qiáng)烈上升氣流是MβCS的主要觸發(fā)機(jī)制，在地面中尺度渦旋作用下，對流云團(tuán)在其中心附近合并、加強(qiáng)，形成54.6 mm/h的強(qiáng)降雨。同時，地面東北風(fēng)加強(qiáng)使MβCS后部冷的入流加強(qiáng)，促使新的對流云團(tuán)生成。

參考文獻(xiàn)

[1]顧清源，肖遞祥，黃楚惠，等.低空急流在副高西北側(cè)連續(xù)性暴雨中的觸發(fā)作用[J].氣象，2009，35（4）：59-67.

[2]孫繼松，何娜，王國榮，等.“7.21”北京大暴雨系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)演變特征及成因初探[J].暴雨災(zāi)害，2012，31（3）：218-225.

[3]苗愛梅，董春卿，張紅雨，等.“0811”暴雨過程中MCC與一般暴雨云團(tuán)對比分析[J].高原氣象，2012，31（3）：731-744.

[4]趙桂香.一次阻高背景下地形對晉南特大暴雨的作用分析[J].高原氣象，2009，28（4）：897-901.

[5]苗愛梅，賈利東，李苗，等.2009年山西5次橫切變暴雨的對比分析[J].氣象，2011，37（8）：956-967.

[6]趙桂香，趙建鋒，楊東，等.山西一次大暴雨過程云圖及環(huán)境場特征分析[J] .高原氣象，2013，32（6）：1747-1757.

[7]孫繼松.氣流的垂直分布對地形雨落區(qū)的影響[J].高原氣象，2005，24（1）：62-68.

[8]矯梅燕，畢寶貴.夏季北京地區(qū)強(qiáng)地形雨中尺度結(jié)構(gòu)分析[J].氣象，2005，31（6）：9-14.

[9]陳靜，矯梅燕，李川.青藏高原東側(cè)一次β中尺度對流系統(tǒng)的數(shù)值模擬[J].高原氣象，2003，22（增刊）：90-101.

[10]壽紹文.中尺度氣象學(xué)[M].北京：氣象出版社，2003.

〔編輯：白潔〕

3.2.2.3 再生和消亡階段

2013-07-04T03：00（圖14e）D云團(tuán)減弱消亡，MβCS云團(tuán)長軸發(fā)生順時針旋轉(zhuǎn)，中心值TBB開始升高，其后側(cè)E云團(tuán)冷云蓋面積不斷擴(kuò)大。2013-07-04T05：00（圖14f）MβCS減弱消亡，E云團(tuán)發(fā)展為橢圓形，中心TBB值<-52 ℃，影響陽城、絳縣雨強(qiáng)，發(fā)生>15 mm/h的強(qiáng)降雨。2013-07-04T07：00，E云團(tuán)減弱移出山西，山西降水強(qiáng)度減弱。

影響山西南部出現(xiàn)大暴雨天氣的為中尺度對流系統(tǒng)（MβCS），由4個中尺度對流云團(tuán)B，C，D，E組成，并在濕區(qū)梯度鋒上發(fā)展、合并、再生。2013-07-03T23：00初生，2013-07-04T01：00—2013-07-04T03：00成熟，成熟持續(xù)時間3 h，水平尺度為300 km，TBB≤-52 ℃的冷云蓋面積為45 000 km2，≤-32 ℃的冷云蓋面積為180 000 km2，2013-07-04T05：00，對流云團(tuán)E生成，2013-07-04T07：00減弱。MβCS從生成到減弱維持9 h。由于受4個對流云團(tuán)的影響，大暴雨中心呈現(xiàn)2峰和3鋒，小時雨強(qiáng)大，強(qiáng)降雨發(fā)生在TBB低值中心并呈現(xiàn)明顯的陣性。

4 小結(jié)

山西南部大暴雨發(fā)生在兩槽一脊、副高穩(wěn)定、200 hPa反氣旋的大環(huán)流背景下，超低空急流為大暴雨發(fā)生提供了充沛水汽，偏南分支增強(qiáng)了低層氣旋式輻合，東北冷渦后部干冷空氣侵入在山西南部形成濕區(qū)梯度鋒，為暴雨發(fā)生提供了動力條件。大暴雨發(fā)生時，大氣層結(jié)條件不穩(wěn)定，低層正渦度、高層負(fù)渦度有利于天氣系統(tǒng)的加強(qiáng)，高空輻散的抽吸有利于強(qiáng)降雨的產(chǎn)生，大暴雨發(fā)生前對流有效位能增大、中層水汽輻合增強(qiáng)，大暴雨發(fā)生在濕區(qū)梯度鋒上。

大暴雨是由午后熱對流形成的暴雨云團(tuán)和水平尺度為200～300 km的MβCS造成的。暴雨云團(tuán)由午后地形抬升作用引發(fā)，雷達(dá)回波上為多個對流單體沿王屋山南端迎風(fēng)坡東移合并加強(qiáng)；衛(wèi)星云圖上呈帶狀，水平尺度為100 km，冷云蓋中心TBB值為-40 ℃，<-32 ℃的冷云蓋面積為5 000 km2。MβCS在衛(wèi)星云圖上由4個中尺度對流云團(tuán)組成，是由高空槽東移觸發(fā)的對流系統(tǒng)，成熟期發(fā)展為橢圓形，持續(xù)時間3 h，長軸沿順時針方向傾斜，TBB水平尺度為300 km，<-52 ℃的冷云蓋面積為45 000 km2，<-32 ℃的冷云蓋面積為180 000 km2，接近MCC。強(qiáng)降雨發(fā)生在TBB低值中心。

地面中尺度渦旋是大暴雨發(fā)生的直接影響系統(tǒng)，地面中尺度渦旋產(chǎn)生使地面冷空氣增強(qiáng)，東北風(fēng)加大，在中條山北端的迎風(fēng)坡上，較大暴雨發(fā)生提前3 h。地面中尺度渦旋產(chǎn)生的強(qiáng)烈上升氣流是MβCS的主要觸發(fā)機(jī)制，在地面中尺度渦旋作用下，對流云團(tuán)在其中心附近合并、加強(qiáng)，形成54.6 mm/h的強(qiáng)降雨。同時，地面東北風(fēng)加強(qiáng)使MβCS后部冷的入流加強(qiáng)，促使新的對流云團(tuán)生成。

參考文獻(xiàn)

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[2]孫繼松，何娜，王國榮，等.“7.21”北京大暴雨系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)演變特征及成因初探[J].暴雨災(zāi)害，2012，31（3）：218-225.

[3]苗愛梅，董春卿，張紅雨，等.“0811”暴雨過程中MCC與一般暴雨云團(tuán)對比分析[J].高原氣象，2012，31（3）：731-744.

[4]趙桂香.一次阻高背景下地形對晉南特大暴雨的作用分析[J].高原氣象，2009，28（4）：897-901.

[5]苗愛梅，賈利東，李苗，等.2009年山西5次橫切變暴雨的對比分析[J].氣象，2011，37（8）：956-967.

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[7]孫繼松.氣流的垂直分布對地形雨落區(qū)的影響[J].高原氣象，2005，24（1）：62-68.

[8]矯梅燕，畢寶貴.夏季北京地區(qū)強(qiáng)地形雨中尺度結(jié)構(gòu)分析[J].氣象，2005，31（6）：9-14.

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[10]壽紹文.中尺度氣象學(xué)[M].北京：氣象出版社，2003.

〔編輯：白潔〕