林修棟，于 超，張芳華，王 冰，王培濤

(1.山東省石島氣象臺，山東 石島 264309；2.國家氣象中心，北京 100081；3.山東省煙臺市氣象局，山東 煙臺 264003；4.山東省濱州市氣象局，山東 濱州 256600)

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2014年春末華南一次暖區(qū)暴雨的成因初探及數(shù)值預(yù)報檢驗

林修棟1，于 超2，張芳華2，王 冰3，王培濤4

(1.山東省石島氣象臺，山東 石島 264309；2.國家氣象中心，北京 100081；3.山東省煙臺市氣象局，山東 煙臺 264003；4.山東省濱州市氣象局，山東 濱州 256600)

利用常規(guī)氣象觀測資料、自動站加密觀測資料和NCEP 1°×1°逐6 h的再分析資料以及衛(wèi)星云圖、雷達探測資料，對2014年5月8—10日華南暖區(qū)暴雨過程的成因進行了初步探討，同時對這次暴雨過程的EC、T639、JAPAN模式的預(yù)報性能也進行了檢驗等，結(jié)果表明：①邊界層西南急流、東南風急流造成的強烈輻合與廣東珠三角地區(qū)的強降水關(guān)系密切；②在有利的天氣尺度環(huán)境條件下，相繼發(fā)展的MCS具有明顯的Back-Building特征，MCS的低質(zhì)心結(jié)構(gòu)表明對流系統(tǒng)具有明顯的熱帶季風暖云對流性質(zhì)，具有極高的降水效率，有利于造成局地較高的累積降水量；③數(shù)值模式對影響系統(tǒng)及降水量級的預(yù)報存在一定偏差，尤其對強降水落區(qū)和強度的預(yù)報仍需進一步訂正，預(yù)報員受數(shù)值模式預(yù)報結(jié)果影響，對暴雨和大暴雨在華南中東部存在明顯的空報。對8日的暴雨過程的中尺度數(shù)值模擬表明，降水物理方案的選擇對于暖區(qū)對流系統(tǒng)的發(fā)生發(fā)展影響明顯，試驗結(jié)果表明在采用WM6的微物理方案下，母網(wǎng)格采用Grell對流參數(shù)化方案的Run02試驗降水模擬結(jié)果最為理想，一定程度上反映了暖區(qū)對流系統(tǒng)演變狀況。

華南暖區(qū)暴雨；MCS；LLJ；數(shù)值模式檢驗

1 引言

華南暖區(qū)暴雨一般是指發(fā)生在地面鋒面南側(cè)暖區(qū)里或是南嶺附近至南海北部沒有鋒面存在，華南沒有受冷空氣或變性冷高脊控制時產(chǎn)生的暴雨。20世紀70年代末開展的華南暴雨實驗研究肯定了華南前汛期暴雨和大暴雨主要是暖區(qū)暴雨的觀測事實[1]。經(jīng)過多年的研究，人們對華南暖區(qū)暴雨的認識逐漸深入，所取得的研究成果為更加準確地預(yù)報此類暴雨事件提供了依據(jù)。如從影響系統(tǒng)的角度出發(fā)，華南的預(yù)報員常把暖區(qū)暴雨分為3類：①“回流暴雨”，即由變性冷高脊后部氣流輻合或暖濕切變引起的暴雨；②由強西南季風爆發(fā)或強西南急流引起的暴雨；③由高空槽前和副熱帶急流共同作用引起的暴雨等。針對這些不同類型暴雨形勢及成因進行分析和研究所取得的成果，已成為目前暴雨預(yù)報的重要依據(jù)[2]。

暖區(qū)暴雨的形成與中尺度對流系統(tǒng)MCS的活動關(guān)系密切， 大多是由中β尺度對流系統(tǒng)直接影響造成的。馬禹等[3]在對1993—1995年我國夏季中尺度對流系統(tǒng)活動進行普查分析時發(fā)現(xiàn)，期間中β尺度對流系統(tǒng)的個數(shù)比中尺度對流系統(tǒng)個數(shù)多一倍以上。因此相對于中α尺度對流系統(tǒng)來說，中β尺度對流系統(tǒng)的活動對我國暴雨有著更重要的作用。目前針對這些直接引發(fā)暴雨的中β尺度對流系統(tǒng)的研究已成為暴雨研究中一項十分重要的內(nèi)容[4]，這些中β尺度對流系統(tǒng)的形成，除了有利的大尺度環(huán)境條件之外，與地形、邊界層過程(如重力流、中尺度輻合線、露點鋒、海陸風)、中尺度重力波等的觸發(fā)作用有著更密切的關(guān)系[5-6]，其中一部分影響因子在數(shù)值模擬實驗中得到了驗證[7]。對MCS的觸發(fā)和組織機制的研究方面，多數(shù)成果都強調(diào)了低空西南急流(LLJ)、對流不穩(wěn)定、對流凝結(jié)加熱的重要作用[8]，蒙偉光等[9]認為MCS造成的潛熱加熱對于中低層渦旋的形成具有決定性作用，并通過位渦反演進行了定量分析。此外，陳敏[10]等研究指明華南地區(qū)至少存在有鋒面對流系統(tǒng)、鋒前暖區(qū)對流系統(tǒng)兩類中尺度暴雨對流系統(tǒng)，但兩者在發(fā)展機制上也存在明顯差異[11]。

2014年5月8—10日，在多種天氣系統(tǒng)作用下，我國江南、華南地區(qū)出現(xiàn)一次大范圍的強降雨過程，針對此次過程的業(yè)務(wù)數(shù)值模式預(yù)報和主觀預(yù)報都出現(xiàn)了一定偏差。華南地區(qū)受到鋒面、LLJ、低層切變線等多種尺度天氣系統(tǒng)的共同作用，同時受到復(fù)雜的中尺度地形、海陸分布等外界因素影響，具有極大的預(yù)報難度和研究價值。本文利用常規(guī)氣象觀測資料、自動站加密觀測資料和NCEP1°×1°逐6 h的再分析資料以及衛(wèi)星云圖、雷達探測資料，重點分析此次過程中中尺度對流系統(tǒng)的演變特征和天氣尺度的環(huán)境條件，包括與強降水相關(guān)的MCS活動特征、強對流發(fā)生前后雷達顯著特征、水汽條件分析等，初步總結(jié)此次強降雨過程成因。同時，從業(yè)務(wù)預(yù)報需要出發(fā)，針對此次暖區(qū)暴雨過程中EC和T639模式預(yù)報性能進行了檢驗分析，并利用中尺度數(shù)值模擬檢驗了暖區(qū)暴雨對于降水物理過程的敏感性。

2 天氣實況

2014年5月8—10日，華南地區(qū)出現(xiàn)大范圍強降雨天氣，該過程覆蓋范圍廣、持續(xù)時間長、累積降雨量大、局地降雨強度強，其中，廣西東部、廣東西北部和南部降雨量為100～200 mm，廣東中部沿海部分地區(qū)、廣西東北部局地有250～350 mm，廣東深圳、中山、珠海、江門和陽江局地達400～600 mm，江門臺山市端芬鎮(zhèn)達834 mm。此外，局地降雨強度強，其中汕尾5月8日降雨180 mm，為該站歷史5月日雨量第6位；5月10日，廣東省臺山市上川島降雨272.9 mm，突破該站歷史5月日雨量極值[12]。

3 天氣尺度系統(tǒng)分析

3.1 暴雨主要影響系統(tǒng)

2014年5月7—8日，華南西部的200 hPa高空槽快速東移入海，從8日起，青藏高原東部上空200 hPa又生成一個新的高空槽，此后該槽緩慢東移，8日20時，該高空槽移至廣西上空，至10日14時，該槽緩慢東移至粵西地區(qū)，華南中東部地區(qū)始終處于槽前輻散區(qū)域中，此后該高空槽快速東移，整個華南地區(qū)轉(zhuǎn)為槽后西北氣流控制。南亞高壓位置較典型華南前汛期南亞高壓位置偏南，華南地區(qū)整體仍然處于西風帶控制下。500 hPa上副熱帶高壓脊線位于南海中部，與歷史同期相比較為偏南，西脊點位置較為偏西，整體不太利于西南季風的爆發(fā)(圖略)。

在西風帶控制下，華南地區(qū)上空氣流相對平直，500 hPa短波槽活動頻繁，從天氣尺度上還是有利于低層暖濕氣流的增強。8日起隨著高空短波槽從華南西部東移，低層切變線北抬到江南中部，華南地區(qū)低空始終處于偏南氣流控制下，降雨具有明顯的暖區(qū)暴雨性質(zhì)。從850 hPa的θse分析，華南中南部已經(jīng)高于季風指標定義的340 K，表明西南氣流具有高水汽含量以及內(nèi)在的對流不穩(wěn)定屬性，有利于華南地區(qū)水汽輸送，并出現(xiàn)具有高降水效率的熱帶季風性質(zhì)對流。從陽江單站低層探空風速的時間演變看，8日下午850 hPa和925 hPa低空急流也同時開始加強，在急流其出口區(qū)的右側(cè)強降雨也幾乎同步加強，陽江站(由于陽江站降水資料缺測，以離其最近的恩平站代替)6 h雨量達120 mm以上(圖1a)。在整個過程期間，低層LLJ雖然在最大風速上有一定波動，但低層顯著的暖濕平流輸送條件始終沒有發(fā)生大的變化(圖略)，高θse的氣流輸送導(dǎo)致的水汽輸送、局地對流不穩(wěn)定性的增強都有利于暖區(qū)中對流系統(tǒng)的發(fā)生發(fā)展，最終導(dǎo)致持續(xù)性暴雨出現(xiàn)。

3.2 水汽條件分析

LLJ的建立機制相對復(fù)雜。從天氣尺度系統(tǒng)分析，隨著短波槽東移發(fā)展，與副高之間氣壓梯度增強，有利于LLJ的建立。從8日20時地面氣壓場可見(圖略)，在云貴桂三省交界高原山地地區(qū)，在日間輻射加熱作用下，地面出現(xiàn)了明顯的熱低壓系統(tǒng)，在熱低壓東部邊緣氣壓梯度增強，也有利于LLJ的形成。

低空急流(LLJ)加強有利于低空水汽輸送和輻合生成，有利于強降雨的發(fā)生發(fā)展。圖3表明廣東南部LLJ在8日14時建立，20時達到最強。由廣東陽江和深圳(探空資料采用香港站)850 hPa和925 hPa風速與其后6 h降水量可知，8日14—20時，陽江850 hPa風速迅速增大到16 m·s-1，925 hPa風速增大到12 m·s-1，同一時段深圳站850 hPa風速迅速增大到14 m·s-1，925 hPa風速增大到12 m·s-1,在上述風速增大過程中，降雨也相應(yīng)加強，風速減小，降雨強度也減弱。925 hPa上廣東中南部沿海地區(qū)出現(xiàn)西南、東南兩支急流匯合造成強烈輻合，由此引起的低層抬升對廣東中東部沿海區(qū)域性暴雨的產(chǎn)生有關(guān)鍵作用。

從絕對水汽條件看，8日14時兩廣大部區(qū)域的850 hPa比濕都>12 g·kg-1(圖2a)，整層可降水含量>40 mm，沿海地區(qū)>55 mm。在強盛的西南氣流持續(xù)水汽輸送作用下，兩廣地區(qū)一直保持較高的整層可降水含量。從水汽動力條件看，8—9日來自南海和中南半島的兩支西南氣流，在華南中南部地區(qū)產(chǎn)生較強的水汽通量輻合，持續(xù)時間較長，有利于產(chǎn)生持續(xù)性暴雨。分析區(qū)域平均的水汽通量散度垂直分布的時間演變特征發(fā)現(xiàn)(圖2b)，水汽通量輻合集中在850 hPa以下，中心在975 hPa，強度達-3×10-5g·cm-2·hPa-1·s-1，持續(xù)的水汽輸送和輻合為暴雨的產(chǎn)生提供了充沛的水汽條件。

圖1 恩平(a)和深圳(b)5月8日14時—9日08時850 hPa、925 hPa風速及其后6 h雨量Fig.1 a and b respectively are wind speed of 850 hPa and 925 hPa and Rainfall in 6 hours later of Enping and Shenzhen from 2 p.m. on May 8th to 8 a.m. on May 9th

圖2 8日14時850 hPa比濕(實線，單位：g·kg-1)與風場(a)，陰影區(qū)為整層可降水含量(單位：mm)；區(qū)域平均(107～119°E，19～25°N)水汽通量散度(b)(單位：10-5 g·cm-2·hPa-1·s-1)垂直分布隨時間的變化Fig.2 a is the specific humidity (real lines, unit: g·kg-1) and wind field at 2 p.m. on 8th，Shadow zone is the precipitation of entire layer(unit: mm)；b is change of the vertical distribution of regional average divergence of moisture flux (unit: 10-5 g·cm-2·hPa-1·s-1)as time

4 MCS活動特征分析

4.1 MCS紅外云圖特征

8日對流活動自午后13時00分開始爆發(fā)(圖4a)，持續(xù)性發(fā)展MCS激發(fā)的地點有3處，一處從兩廣交界附近的十萬大山附近開始迅速發(fā)展，其余兩處位于廣東沿海。從兩廣交界處的發(fā)展的MCS-A1在東移動過程中迅速發(fā)展，其水平尺度迅速增大，并與附近激發(fā)的中β尺度的MCS有合并過程。8日20時對流系統(tǒng)到達廣東東部，具有明顯的近圓狀冷云云頂，其外圍尺度接近MCC的水平，組織方式具有明顯的Back-Building特征。該MCS的生命史極長，東移入海以后還延續(xù)了相當長的時間。

圖3 MCS移動路徑和華南區(qū)地形Fig.3 MCS mobile path and the topography of Southern China

9日03時(圖4b)，MCS-A1主體已經(jīng)移出廣東到達海面，廣東珠江口附近的降水基本停止。受到MCS-A1后部冷池出流影響，從珠江口西岸到近海出現(xiàn)一系列中β尺度的MCS，構(gòu)成明顯的弧狀對流線，其中在珠江口附近的對流系統(tǒng)MCS-A2發(fā)展最快，持續(xù)時間也較長，該MCS的組織特征具有也明顯的Back-Building特征，其系統(tǒng)中心在珠江口西部停滯長達8 h，造成珠江口西岸的強降雨，MCS-A2在9日夜間后減弱并緩慢南壓，9日22時左右趨于結(jié)束。

圖4 8日13時(a)和9日03時(b)紅外云圖Fig.4 a and b respectively are Infrared cloud image at 1 p.m. on 8th and at 3 a.m. on 9th

10日08時，華南大部地區(qū)位于200 hPa槽后，受大尺度下沉氣流影響，對流發(fā)展受到抑制，華南大部地區(qū)以淺薄對流為主，沒有出現(xiàn)強的降水。10日14時之后華南地區(qū)轉(zhuǎn)受200 hPa高空急流出流區(qū)輻散氣流控制，廣東陽江附近又開始有局地對流開始發(fā)展(圖5a-b)，造成陽江局地出現(xiàn)了186 mm的單日累積降水。11日早上冷鋒自江南地區(qū)南下，當冷鋒尾部進入廣西后，受到高空槽系統(tǒng)影響，廣西北部低層有低渦生成，伴隨MCS迅速發(fā)展并向東移動。對流系統(tǒng)進入廣東后有一定減弱趨勢；隨著鋒面接近，鋒區(qū)暖區(qū)中廣東西南部沿海的對流開始活躍，從陽江附近逐步東移的MCS發(fā)展較快，并逐步取代了減弱的鋒面對流系統(tǒng)(圖5c)；到了11日17時，在廣東南部沿海出現(xiàn)的較強的MCS-A3(圖5d)，入夜以后MCS-A3逐漸減弱消亡。

4.2 MCS形成強降雨的成因

Doswell(1996)分析了構(gòu)成暴洪的MCS特征[13]，指出總降雨量實質(zhì)是降雨效率與系統(tǒng)持續(xù)時間的乘積。對于相繼發(fā)生發(fā)展并影響珠江口地區(qū)的MCS-A1、MCS-A2、MCS-A3而言，系統(tǒng)整體移動的速度都相當慢，在局地停留的時間較長，每個MCS都形成了較大的降水量。從MCS-A1的成熟期反射率因子剖面圖分析(圖略)，對應(yīng)30 dBz的回波頂高一般不超過5 km，低質(zhì)心型分布的對流具備顯著的熱帶降水性質(zhì)，對流單體的降水效率極高，觀測表明線狀對流附近的降水強度可能高達50～90 mm，1～2 h就能夠形成暴雨或者大暴雨。

強降水的形成不但依賴于對流系統(tǒng)移動，也依賴于對流系統(tǒng)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。具體到每個單獨MCS，組織結(jié)構(gòu)中的MBE具有最高的降水效率，當MCS中的MBE形成與海岸線平行的線狀對流結(jié)構(gòu)后，對流線中的多個MBE相繼穩(wěn)定東移經(jīng)過珠江口周邊地區(qū)，對提高總降雨量起到關(guān)鍵性作用，這在成熟階段的MCS-A1、MCS-A3、陽江附近的暖區(qū)對流系統(tǒng)中都表現(xiàn)的相當顯著。梁巧倩(2002)針對華南地區(qū)的MCS統(tǒng)計分析也表明[14]，在華南地區(qū)形成強降雨的對流系統(tǒng)多以線狀對流系統(tǒng)為主。

5 模式與QPF預(yù)報檢驗分析及中尺度數(shù)值模擬

5.1 模式與QPF預(yù)報檢驗

以8日20時—9日20時較強降雨時段的降水預(yù)報為例，QPF主觀預(yù)報的暴雨區(qū)較實況降水量明顯偏大，而對珠三角地區(qū)的大暴雨區(qū)預(yù)報量級偏弱(圖略)；EC模式對珠三角地區(qū)的大暴雨中心有所體現(xiàn)但量級偏弱，對廣東東部沿海的暴雨預(yù)報量級偏弱(圖略)；T639和JAPAN模式對強降水中心預(yù)報存在較大偏差，量級明顯偏弱(圖略)。

圖5 10日08時(a)500 hPa探空與10日16時云圖，10日20時(b)850 hPa探空與11日02時紅外云圖，11日08時(c)500 hPa探空云圖，11日08時(d)850 hPa探空與11日17時云圖Fig.5 a)500 hPa upper-air observations at 8 a.m. on 10th and satellite images at 4 p.m. on 10th，b)850 hPa upper-air observations at 8 p.m. on 10th and satellite images at 2 a.m. on 11th，c) 500 hPa upper-air observations and satellite images at 8 a.m. on 11th，d) 850 hPa upper-air observations at 8 a.m. on 11th and satellite images at 5 a.m. on 11th

對850 hPa風場預(yù)報進行檢驗(圖略)發(fā)現(xiàn)，T639、EC模式對陽江和深圳站的風速預(yù)報均比實況偏弱4 m·s-1,且預(yù)報深圳站為西南風，而實況為東南風，從而導(dǎo)致輻合區(qū)存在嚴重誤差，對降水預(yù)報有較大的影響。對925 hPa風場預(yù)報的檢驗結(jié)果與850 hPa預(yù)報結(jié)果類似，對廣東中南部的輻合區(qū)預(yù)報效果較差。

5.2 中尺度數(shù)值模擬

利用WRFV3.5.1模式，對7日20時—9日08時之間的降水過程進行中尺度數(shù)值模擬，模式模擬采用三重雙向嵌套，最細分辨率為4 km。從模擬采用的4 km地形看(圖略)，對應(yīng)觸發(fā)對流有關(guān)鍵作用的兩廣交界處的云開大山、云霧山脈，已有了足夠的細節(jié)表現(xiàn)，但陽江附近的小尺度地形，4 km的模式分辨率還不足以體現(xiàn)。數(shù)值模擬時段對應(yīng)于MCS第1次爆發(fā)期間，重點分析中尺度數(shù)值模式在反映從8日中午前后的對流觸發(fā)、入夜后MCS在珠江口附近組織發(fā)展的狀況表現(xiàn)。模式主要參數(shù)、對流參數(shù)化和微物理過程方案的選擇如表1、表2所示。微物理過程(MP)：1=Kessler scheme，2=Lin et al. scheme，5=Ferrier (new Eta) microphysics，6=WSM 6-class graupel scheme。對流參數(shù)化(CU)：1=Kain-Fritsch (new Eta)；2=Betts-Miller-Janjic scheme；3=Grell-Freitas ensemble scheme

表1 模式的主要參數(shù)

表2 數(shù)值模擬試驗使用的物理方案

8日08時—9日08時在廣東河源—龍川一帶、沿海地區(qū)出現(xiàn)了兩條主要的暴雨帶，其中廣東恩平(207 mm)、汕尾(180 mm)出現(xiàn)了極大降雨中心。采用表2所示5種方案進行模擬的結(jié)果顯示(圖6)，雖然4 km-WRF模式對雨強和落區(qū)的表現(xiàn)不盡相同，但都不同程度體現(xiàn)了對于兩條強降雨帶的模擬能力，由此可見，對于暖區(qū)強降水，具有較高分辨率的中尺度模較全球模式可能具備一定優(yōu)勢。

由于采用雙向嵌套方案，4 km網(wǎng)格的降水結(jié)果顯然應(yīng)主要受微物理過程影響，但模擬結(jié)果表明在其他物理過程一致的情況下，母網(wǎng)格對流參數(shù)化方案也能夠在相當大的程度上影響細網(wǎng)格的模擬結(jié)果，這顯然與母網(wǎng)格的對流參數(shù)化方案的水汽、熱量調(diào)整處理方法以及通過細網(wǎng)格邊界的平流過程直接相關(guān)。從同樣采用WM6微物理方案的Run00-Run01-Run02方案看，其中在母網(wǎng)格KF和Grell方案影響下的降水結(jié)果較為接近，而母網(wǎng)格BM方案導(dǎo)致在細網(wǎng)格有較強的降水量出現(xiàn)，產(chǎn)生了較大范圍的200 mm以上的強降水帶，位置也相對偏北一些，與實況相比顯然屬于相對虛假的降水。

圖6 4 km-WRF 5種不同方案數(shù)值模擬8日08時—9日08時累積降水Fig.6 Five different schemes numerical simulation of 4 km-WRF Model for accumulated precipitation from 8 a.m. on 8th to 8 a.m. on 9th

從微物理過程對比的角度分析，采用WM6微物理方案的Run00-Run01-Run02、采用Kessler暖云微物理方案的Run03在模擬結(jié)果中均在珠江口附近出現(xiàn)超過200 mm的降水，kessler方案超過200 mm的降雨范圍過大，高估了降水量，但降水帶的位置與實況分布較為一致。采用Ferrier方案的Run04試驗最大降水量為100 mm左右，顯然是低估了降水量，降水帶位置也偏在珠江口西側(cè)，整體上是效果最佳的模擬結(jié)果。綜合數(shù)值試驗結(jié)果來看，針對8日的暖區(qū)暴雨過程，在采用WM6的微物理方案下，母網(wǎng)格采用Grell方案的Run02試驗?zāi)M結(jié)果最為理想。

圖7 8日14時(a)、8日20時(b)Run02試驗組合反射率Fig.7 a is the combinatorial reflectance of Run02 test at 2 p.m. on 8th，b is combinatorial reflectance of Run02 test at 8 p.m. on 8th

從Run02的模擬結(jié)果看(圖7)，8日午后14時有若干對流系統(tǒng)首先在廣東西南部云霧山附近觸發(fā)，在東移過程中增強較為明顯，與其它相對小尺度MCS有合并增強過程。8日20時MCS移動到珠江口，其組織結(jié)構(gòu)具有明顯的Back-Building特征，因此模式還是一定程度上反映了實際MCS的演變過程，其結(jié)果有待于進一步分析。

6 結(jié)論及討論

6.1 結(jié)論

①8—10日的強降雨過程發(fā)生在華南前汛期季風接近爆發(fā)之時，具有典型的暖區(qū)暴雨性質(zhì)。

②此次強降雨過程中有3次較為清楚的MCS發(fā)生發(fā)展過程，由于低層LLJ或者邊界層LLJ的維持，保證了環(huán)境場上大尺度水汽輸送以及對流不穩(wěn)定能量的維持；MCS的發(fā)展具有明顯的Back-Building特征，低質(zhì)心的暖云對流結(jié)構(gòu)表明降水具有明顯的熱帶季風對流降水性質(zhì)，具有極高的降水效率，有利于造成局地較高的累積降水量。

③數(shù)值模式對影響系統(tǒng)及降水量級的預(yù)報存在一定偏差，尤其對強降水落區(qū)和強度的預(yù)報仍需進一步訂正；預(yù)報員受模式影響，對暴雨和大暴雨在華南中東部存在明顯的空報；對8日的暖區(qū)暴雨過程，中尺度數(shù)值模擬表明Grell對流參數(shù)化方案下降水模擬結(jié)果最為理想，一定程度上反映了暖區(qū)對流系統(tǒng)的演變特征。

6.2 討論

廣東珠三角及東部沿海的暴雨和大暴雨落區(qū)和強度難以把握。此次過程中，華南中南部高層不斷有短波槽東移，中低層則處于切變系統(tǒng)南側(cè)的偏南氣流控制下，這種暖區(qū)內(nèi)暴雨強度和落區(qū)的預(yù)報難度較大?；诒疚牡姆治黾敖Y(jié)論，對業(yè)務(wù)預(yù)報改進提出以下建議：

①加強對數(shù)值預(yù)報天氣形勢分析和應(yīng)用。從本次大暴雨過程數(shù)值模式的應(yīng)用情況來看，EC和T639模式對中高緯大氣環(huán)流形勢和副高位置的預(yù)報與實況較為接近，但對低層風場的預(yù)報存在偏差。因此需檢驗數(shù)值模式預(yù)報的穩(wěn)定性，加強多模式的比較分析，利用實況場及時訂正環(huán)流形勢、風場、物理量場與降水落區(qū)、強度預(yù)報。

②進一步加強中尺度數(shù)值模式產(chǎn)品的應(yīng)用。相對于低分辨率全球模式，4 km-WRF中尺度模式對5月8日強降水過程的暴雨量級、落區(qū)預(yù)報有一定的指示意義，不同的參數(shù)化方案和微物理過程的選取會得到不同的結(jié)果，因此，在今后類似的強降水預(yù)報服務(wù)中，應(yīng)加強對中尺度數(shù)值模式的應(yīng)用，并及時改進調(diào)整模式的參數(shù)化方案，提高模式的降水預(yù)報能力。

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Preliminary analysis of cause and numerical forecast verification of a warm zone rainstorm occurred in South China from May 8thto 10th

LIN Xiudong1，YU Chao2，ZHANG Fanghua2，WANG Bing3，WANG Peitao4

(1.Meteorological Bureau of Shidao of Shandong Province, Weihai 264309, China；2.National Meteorological Center,Beijing 100081, China；3.Meteorological Bureau of Yantai，Yantai 264003, China；4.Meteorological Observatory of Binzhou，Binzhou 256600, China)

From May 8th to 10th，a large area heavy rain appeared in South China，which covered large area，lasted long time，had local rainfall intensity and had the obvious rainstorm characteristics of warm area. The rainstorm of warm area was directly related to multiple successive development of mesoscale convective system (MCS) activity. From 8thto 9th，short wave disturbance in middle and high altitude went through the area of Southern China，southwesterly flowed in low altitude enhanced，of which the humidity increased significantly in the boundary layer for the warm and moist advection transported，convective instability enhanced，was conducive to the development of convection system in warm zone. During the period from afternoon to night on 10th，South China was controlled by divergent flow in upper westerly jet exit region，convection in warm zone near Yangjiang and in front of the cold front were significantly developed. Synoptic analysis indicated that the strong convergence caused by southwesterly and southeasterly jet in boundary was closely related to the heavy rainfall in Guangdong Pearl River Delta region. Under the favorably synoptic environment condition，satellite and radar observations indicated obviously Back-building characteristics of successive development of MCS. Low barycenter fabric of MCS indicated that convection system had obvious tropical monsoon warm cloud convection nature，which had a very high precipitation efficiency and was conducive to result in higher local accumulation of precipitation. Numerical model had a level of bias to forecast precipitation and affecting systems，in particular，the prediction of strong precipitation area and intensity needed further correction；There was obvious false alarm for the prediction of storms and heavy rain making by forecasters whom were influenced by numerical model in the central and eastern of Southern China. Mesoscale numerical simulation for the storm on 8th indicated that the development of convection system in warm area was significantly affected by the Selection of precipitation physics program. The results show that Run02 rainfall simulation experiment mother grid using Grell convective parameterization scheme was most ideal，and to a certain extent reflected the evolution in warm area convection system status in the case of micro-physics program WM6.

Warm zone rainstorm; MCS; upper trough; low-level jet

1003-6598(2016)04-0044-08

2016-03-05

林修棟(1983—)，男，助工，主要從事天氣預(yù)報、防災(zāi)減災(zāi)服務(wù)等工作，E-mail:441833302@qq.com。

中國氣象局氣象關(guān)鍵技術(shù)集成與應(yīng)用項目“氣象預(yù)報科研業(yè)務(wù)結(jié)合”(CMAGJ2013ZX-ZH1)資助。

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