楊芳園，甄廷忠，鄒靈宇，王占良，石寶靈，潘婭婷

（昆明市氣象局，云南 昆明 650034）

短時(shí)強(qiáng)降水是對(duì)流系統(tǒng)在短時(shí)間內(nèi)（6 h以?xún)?nèi)）造成的較大雨量，是昆明市夏季較為常見(jiàn)的致災(zāi)性嚴(yán)重的強(qiáng)對(duì)流天氣之一，易造成城市內(nèi)澇，農(nóng)田漬澇，也是引發(fā)山洪滑坡、泥石流等地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的主要原因，對(duì)城市運(yùn)行、公共安全、人民生命安全等造成了嚴(yán)重的影響，因此加強(qiáng)短時(shí)強(qiáng)降水產(chǎn)生的機(jī)理研究及臨近監(jiān)測(cè)預(yù)警均有非常重要的意義。

近些年，國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)短時(shí)強(qiáng)降水過(guò)程產(chǎn)生的機(jī)理做了大量的研究[1-3]。劉裕祿等[4]統(tǒng)計(jì)分析了2015年發(fā)生在黃山地區(qū)的短時(shí)強(qiáng)降雨時(shí)空分布，研究了地形動(dòng)力阻擋和熱力作用對(duì)強(qiáng)降雨的增幅作用，短時(shí)強(qiáng)降雨的發(fā)生次數(shù)及分布與山脈形態(tài)一致，與地形高度密切相關(guān)，黃山風(fēng)景區(qū)地形對(duì)降水量的增幅作用在迎風(fēng)坡可達(dá)60%。陳永仁等[5]指出，地形與短時(shí)強(qiáng)降水的發(fā)生有一定的相關(guān)性，地形能夠激發(fā)更多的短時(shí)強(qiáng)降雨過(guò)程的發(fā)生；劉蕾等[6]指出，地形會(huì)使迎風(fēng)坡的西南暖濕氣流與低層冷空氣交匯產(chǎn)生的垂直擾動(dòng)疊加，從而激發(fā)垂直上升運(yùn)動(dòng)強(qiáng)烈發(fā)展并觸發(fā)對(duì)流不穩(wěn)定發(fā)展。金少華等[7]對(duì)發(fā)生在哀牢山東側(cè)的大暴雨天氣過(guò)程進(jìn)行診斷分析，探究了云南哀牢山地形在暴雨過(guò)程中的作用。目前隨著常規(guī)觀測(cè)資料時(shí)空分辨率的提高及新一代天氣雷達(dá)資料的廣泛應(yīng)用，短時(shí)強(qiáng)降水的分析研究和預(yù)報(bào)預(yù)警服務(wù)水平有了很大的提高。支樹(shù)林等[8]利用常規(guī)資料分析了南昌地區(qū)一次夜間發(fā)展起來(lái)的致災(zāi)大暴雨天氣過(guò)程的中尺度對(duì)流條件，指出南昌西側(cè)的山地地形與東側(cè)的鄱陽(yáng)湖水體共同作用，增強(qiáng)了觸發(fā)抬升條件，有利于該區(qū)域降水的加強(qiáng)和維持，且相對(duì)組合反射率CR、雷達(dá)回波液態(tài)含水量產(chǎn)品VIL值隨時(shí)間的變化對(duì)雨強(qiáng)預(yù)報(bào)具有更顯著的指示作用。馬月枝等[9]利用區(qū)域自動(dòng)站觀測(cè)資料、多普勒雷達(dá)監(jiān)測(cè)產(chǎn)品等資料在研究新鄉(xiāng)強(qiáng)對(duì)流過(guò)程中指出，雷暴外流邊界也是強(qiáng)對(duì)流的重要觸發(fā)機(jī)制，太行山東側(cè)的雷暴外流邊界受地形抬升作用，導(dǎo)致了局地短時(shí)強(qiáng)降水天氣。郝瑩等[10]統(tǒng)計(jì)分析了安徽1995—2010年不同強(qiáng)度的短時(shí)強(qiáng)降水的時(shí)空分布及雷達(dá)回波特征，建立了短時(shí)強(qiáng)降水的3種概念模型。段鶴等[11]對(duì)云南普洱、西雙版納537次短時(shí)強(qiáng)降水天氣過(guò)程進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，建立了3種短時(shí)強(qiáng)降水概念模型，給出了短時(shí)強(qiáng)降水的回波特征，并探討了輻合作用與強(qiáng)降水維持時(shí)間的關(guān)系，DVIL與降水量間的關(guān)系。

近些年昆明市主城區(qū)強(qiáng)降水的分布特征，一是降水以歷時(shí)短、強(qiáng)度大、局地性強(qiáng)的單點(diǎn)性短時(shí)強(qiáng)降水或暴雨為主；二是受復(fù)雜地形影響較大。昆明短時(shí)強(qiáng)降水主要由中小尺度系統(tǒng)引起，引發(fā)的城市內(nèi)澇已成為各界普遍關(guān)注的城市問(wèn)題，目前利用區(qū)域站分鐘數(shù)據(jù)對(duì)短時(shí)強(qiáng)降水天氣的形成機(jī)制、影響過(guò)程以及地形在昆明市降水過(guò)程中的作用研究相對(duì)較少。2018年6月8日夜間至9日凌晨昆明市南部縣區(qū)出現(xiàn)了大雨到暴雨，局部大暴雨的天氣，造成了嚴(yán)重的城市內(nèi)澇。基于前人研究的基礎(chǔ)上[12-13]，本文利用NCEP 1°×1°再分析資料、多普勒天氣雷達(dá)及5 min地面自動(dòng)站加密觀測(cè)資料，從環(huán)流背景、雷達(dá)中尺度特征等方面進(jìn)行研究，探討了強(qiáng)降水的雷達(dá)回波特征，地形對(duì)強(qiáng)降水的增幅作用，以及5 min雨量與組合反射率、雨強(qiáng)分布間的關(guān)系，以期在復(fù)雜地形下，利用實(shí)時(shí)常規(guī)觀測(cè)資料，為昆明市局地短時(shí)強(qiáng)降水天氣的精細(xì)化預(yù)報(bào)及臨近預(yù)警提供一定的參考依據(jù)，進(jìn)一步提高短時(shí)強(qiáng)降水的預(yù)報(bào)預(yù)警能力。

1 降水概況

2018年6月8日20時(shí)—9日02時(shí)，昆明市南部縣區(qū)出現(xiàn)中到大雨，局部暴雨至大暴雨的天氣，并伴有明顯的雷電活動(dòng)，本次過(guò)程全市自動(dòng)氣象觀測(cè)站共出現(xiàn)1站大暴雨，61站暴雨，140站大雨。圖1給出了2018年6月8日19時(shí)—9日02時(shí)短時(shí)強(qiáng)降水（≥20 mm/h）落區(qū)，及主城區(qū)護(hù)國(guó)路、石林尾乍黑村逐小時(shí)降水量。該過(guò)程以短時(shí)強(qiáng)降水為主，范圍主要集中在昆明主城區(qū)，強(qiáng)降水出現(xiàn)時(shí)間集中在8日20—21時(shí)，最大小時(shí)雨強(qiáng)達(dá)51.5 mm，之后降水開(kāi)始向東南方向移動(dòng)，全市最大降水量出現(xiàn)在石林尾乍黑村，24 h降水量為105.4 mm，2 h累積為79.6 mm（8日23時(shí)—9日01時(shí)）。由于本次降水時(shí)間集中，雨強(qiáng)大，局地性強(qiáng)，短時(shí)強(qiáng)降水大部集中在昆明主城區(qū)，引起了嚴(yán)重的城市內(nèi)澇，昆明主城多條道路被淹，積水深度達(dá)50 cm及以上，多條路段交通中斷，城市交通幾乎癱瘓，造成了很大的社會(huì)影響。

2 環(huán)流背景

2.1 天氣形勢(shì)

2018年6月8日08時(shí)，高原上有短波槽，20時(shí)（圖2a）高原槽逐漸東移至四川東部—滇東北一帶，584線(xiàn)位于昆明北部，溫度槽明顯落后于高原槽，槽后的西北氣流與溫度槽有一定的夾角，不斷引導(dǎo)高層冷空氣南下，孟加拉灣附近有季風(fēng)低壓存在，云圖上，低壓附近云系活躍，云南處于低壓外圍且不斷有對(duì)流云系生成，有利于水汽不斷向云南上空輸送。08時(shí)700 hPa在四川中部存在切變線(xiàn)，20時(shí)切變已快速南壓至哀牢山附近，從圖2b可見(jiàn)，切變后部（橢圓區(qū)域）風(fēng)速較大，且有明顯的溫度槽，冷平流輸送明顯，有利于低層冷空氣向云南輸送。孟加拉灣低壓與切變線(xiàn)的共同影響為本次過(guò)程提供了較好的動(dòng)力條件。

圖1 6月8日19時(shí)—9日02時(shí)昆明市短時(shí)強(qiáng)降水（a）及主城區(qū)護(hù)國(guó)路、石林尾乍黑村區(qū)域自動(dòng)站逐小時(shí)降水量（b）

8日20時(shí)地面冷鋒位于昆明北部，冷鋒后部有6～14 ℃的負(fù)變溫，2～7 hPa的正變壓，在低層偏東風(fēng)的引導(dǎo)下，從貴州回流的冷空氣影響到滇中地區(qū)。鋒面系統(tǒng)在地面流場(chǎng)上的表現(xiàn)一般為風(fēng)向上的輻合，且鋒面附近存在明顯的氣象要素變化[14]。從逐小時(shí)地面流場(chǎng)演變過(guò)程分析（圖3），東北風(fēng)攜帶南下的冷空氣與西南風(fēng)攜帶的暖空氣剛好在昆明附近交匯，結(jié)合氣象要素變化，20時(shí)輻合線(xiàn)位于昆明東部（圖3a），與鋒面位置基本一致，可用輻合線(xiàn)代替鋒面位置。21時(shí)鋒面剛好位于昆明附近，主城位于強(qiáng)輻合區(qū)內(nèi)（圖3b），與強(qiáng)降水的開(kāi)始時(shí)間相吻合，地面冷鋒與地面輻合線(xiàn)為本次局地短時(shí)強(qiáng)降水的發(fā)生發(fā)展提供了較好的抬升觸發(fā)機(jī)制。

2.2 中尺度環(huán)境特征

2.2.1水汽條件

短時(shí)強(qiáng)降水的發(fā)生除了上述天氣形勢(shì)提供的動(dòng)力機(jī)制外，充沛的水汽條件也必不可少。圖4給出的是2018年6月8日20時(shí)700 hPa的水汽通量和水汽通量散度圖（黑點(diǎn)位置為昆明），水汽通量表示水汽輸送的強(qiáng)度和方向，水汽通量散度能反映水汽通量的輻散和輻合。在96°～98°E附近有6×10-3g·cm-1·hPa-1·s-1的強(qiáng)水汽通量區(qū)，在滇東北至曲靖市一帶有8×10-3g·cm-1·hPa-1·s-1的強(qiáng)水汽通量區(qū)，表明本次過(guò)程有兩支水汽向云南上空輸送，一支是來(lái)自孟加拉灣低壓外圍的輸送，一支是切變后部的東北氣流向南輸送水汽，且北支水汽輸送略強(qiáng)于南支水汽輸送。從矢量看，兩支水汽剛好在昆明上空交匯，昆明地區(qū)處于4×10-3g·cm-1·hPa-1·s-1的水汽通量區(qū)，且昆明上空處于-50×10-6g·cm-2·hPa-1·s-1的強(qiáng)水汽輻合中心，當(dāng)兩支水汽輸送到昆明時(shí)就會(huì)產(chǎn)生較強(qiáng)的輻合上升，為本次過(guò)程提供了水汽條件。

2.2.2不穩(wěn)定條件

圖2 2018年6月8日20時(shí)500 hPa（a）和700 hPa（b）環(huán)流形勢(shì)場(chǎng)（單位：dagpm，黑色實(shí)線(xiàn)，黑色粗線(xiàn)500 hPa為槽線(xiàn)，700 hPa為切變線(xiàn)）和溫度場(chǎng)（單位：℃，灰色虛線(xiàn)）

圖3 2018年6月8日20時(shí)（a）和21時(shí)（b）逐小時(shí)前2 min地面流場(chǎng)

圖4 2018年6月8日20時(shí)700 hPa水汽通量（等值線(xiàn)，單位：10-3 g·cm-1·hPa-1·s-1，矢量方向表示水汽輸送方向）和水汽通量散度（陰影，單位：10-6g·cm-2·hPa-1·s-1）

為探討分析本次強(qiáng)對(duì)流天氣產(chǎn)生的中尺度環(huán)境特征，表1給出了當(dāng)日08時(shí)和20時(shí)昆明單站探空物理量。強(qiáng)降水發(fā)生前和發(fā)生過(guò)程中，昆明上空濕層深厚，特別是發(fā)生過(guò)程中濕層更加深厚。低層從08時(shí)的西南風(fēng)轉(zhuǎn)變?yōu)?0時(shí)的東南風(fēng)，風(fēng)向的轉(zhuǎn)變使得低層垂直風(fēng)切變有所增強(qiáng)，弱垂直風(fēng)切變更有利于產(chǎn)生對(duì)流暴雨。由表1可知，對(duì)流有效位能（Convective Available Potential Energy，CAPE）由0.3 J·kg-1增加至217.3 J·kg-1，雖然增加得不明顯，但是由于午后增溫，大氣對(duì)流不穩(wěn)定度有所增加，強(qiáng)對(duì)流天氣出現(xiàn)的可能性明顯增大。對(duì)流抑制能量（Convection Inhibition，CIN）從0 J·kg-1增加至83.1 J·kg-1，CIN如果太大，對(duì)流抑制強(qiáng)，強(qiáng)對(duì)流天氣不容易發(fā)生；CIN如果太小，不利于不穩(wěn)定能量在低層積聚，也不容易發(fā)生太強(qiáng)的對(duì)流，而一定的CIN有利于能量的積蓄和強(qiáng)對(duì)流天氣的產(chǎn)生，因此20時(shí)83.1 J·kg-1的對(duì)流抑制能量有利于強(qiáng)對(duì)流活動(dòng)的發(fā)展。沙氏指數(shù)（Showalter Index，SI）由0.38 ℃降低至-2.59 ℃，表明大氣層結(jié)不穩(wěn)定，發(fā)生雷暴的可能性較大[15]，對(duì)強(qiáng)對(duì)流天氣的發(fā)生發(fā)展有顯著的指示意義；地面抬升指數(shù)（Lifting Index，LI）也從1.93 K降低至-1.43 K，表明昆明附近存在有利的抬升條件，為對(duì)流性降水提供了有利的環(huán)境條件[8]。根據(jù)云的微物理理論，暖云的降水效率要明顯高于冷云，降水系統(tǒng)中暖云層越厚，越有利于高降水效率的產(chǎn)生，暖云層的厚度可以用抬升凝結(jié)高度（LCL）到融化層（0 ℃層高度）高度間的厚度來(lái)估算[16]。08—20時(shí)，昆明站的0 ℃層高度從5 205.4 m增至5 354.7 m，抬升凝結(jié)高度（TCL_P）從727.2 hPa升至704.9 hPa，經(jīng)計(jì)算20時(shí)相對(duì)08時(shí)暖云層厚度有所減小，減小幅度在51 m，但20時(shí)的暖云層厚度仍然較厚，厚的暖云層保證了降水系統(tǒng)中云粒子在下沉氣流中較少地被蒸發(fā)，降水效率較高。因此，在濕層深厚、一定的對(duì)流不穩(wěn)定能量及垂直風(fēng)切變、抬升觸發(fā)機(jī)制等有利條件的共同作用下，促使昆明主城及南部縣區(qū)出現(xiàn)了短時(shí)強(qiáng)降水天氣。

表1 2018年6月8日昆明探空物理量

此次短時(shí)強(qiáng)降水天氣發(fā)生在較為有利的環(huán)境背景下，孟加拉灣低壓、700 hPa切變線(xiàn)、地面冷鋒的共同影響使得冷暖空氣在昆明上空交匯，充沛的水汽條件，地面輻合線(xiàn)在昆明主城及南部縣區(qū)的長(zhǎng)時(shí)間維持，為該區(qū)域提供了較好的動(dòng)力抬升機(jī)制，探空資料中的部分參數(shù)及指數(shù)表明，昆明上空大氣層結(jié)不穩(wěn)定，具有產(chǎn)生短時(shí)強(qiáng)降水這類(lèi)強(qiáng)對(duì)流天氣的潛勢(shì)。

3 地形作用

圖5 6月8日19—22時(shí)區(qū)域自動(dòng)氣象站累計(jì)超過(guò)50 mm的雨量（單位：mm）與地形疊加圖

本次短時(shí)強(qiáng)降水過(guò)程集中出現(xiàn)在昆明主城區(qū)及周邊部分區(qū)域內(nèi)（圖1a），具有非常明顯的局地性，云南局地強(qiáng)降水過(guò)程往往受地形影響明顯[17]。為探究本次短時(shí)強(qiáng)降水過(guò)程中，為何降水主要集中在昆明主城區(qū)，圖5給出了過(guò)程期間8日19—22時(shí)昆明部分區(qū)域站累積降水量與地形的疊加圖，紅色為超過(guò)50 mm以上的降水量，A處為本次過(guò)程中，主城區(qū)強(qiáng)降水中心，強(qiáng)降水區(qū)域主要位于山區(qū)以南，滇池以北的中部地區(qū)，區(qū)域自動(dòng)站風(fēng)場(chǎng)顯示A區(qū)域北部為東北風(fēng)，以南為偏南及西南風(fēng)，存在明顯的風(fēng)向輻合（圖3），分析認(rèn)為造成該強(qiáng)降水中心（A區(qū)域）的主要原因之一是主城區(qū)特殊復(fù)雜的地理位置，其所在地形北、東、西三面環(huán)山，中部、南部低，南瀕滇池，偏南及西南氣流有利于將滇池流域的暖濕氣流向北部山區(qū)輸送抬升，地形對(duì)伴隨冷空氣南下的東北氣流也有輻合抬升作用。地形抬升所造成的垂直速度伸展高度雖然很小，但由于低層濕度大，所造成的降水量往往不容忽視，是迎風(fēng)坡降水增幅的動(dòng)力因子物理量[18]。B處為三家村水庫(kù)附近的另一個(gè)強(qiáng)降水中心，地形的強(qiáng)迫抬升作用及暖濕氣流的共同作用也是該處出現(xiàn)短時(shí)強(qiáng)降水的原因之一。由此可見(jiàn)，本次主城區(qū)短時(shí)強(qiáng)降水過(guò)程中，地形附近的降水明顯大于其他地區(qū)，地形對(duì)降水的增幅作用顯著。

另外，隨著城市建設(shè)規(guī)模的擴(kuò)大，人口劇增，城市的生活方式和特殊的地面結(jié)構(gòu)共同作用于大氣，城市熱島效應(yīng)越來(lái)越明顯，改變了城市及其周邊地區(qū)溫度場(chǎng)的分布和次級(jí)環(huán)流，從而改變降水時(shí)空分布特征，使得大城市的降水量增加，形成典型的“城市雨島”，且雨島效應(yīng)在汛期出現(xiàn)的頻次更集中，城市雨島是昆明市主城區(qū)短時(shí)強(qiáng)降水發(fā)生次數(shù)增多的另外一個(gè)原因。

4 中尺度特征分析

4.1 組合反射率因子特征

為進(jìn)一步提高短臨預(yù)報(bào)中對(duì)短時(shí)強(qiáng)降水的預(yù)報(bào)預(yù)警能力，圖6為20：01—21：30的昆明雷達(dá)組合反射率因子CR（30 km距離圈）及0.5°仰角基本徑向速度演變圖（60 km距離圈），從回波演變過(guò)程分析，19：30左右強(qiáng)回波位于雷達(dá)站左側(cè)安寧市附近，自西向東影響昆明市。20：01強(qiáng)回波位于雷達(dá)站附近（圖6a），呈密實(shí)的層狀—積狀云混合降水特征，較強(qiáng)中心反射率因子強(qiáng)度在46 dBZ左右，此時(shí)，昆明主城西部的回波強(qiáng)度達(dá)40 dBZ左右，隨后，對(duì)流逐漸東移發(fā)展，不斷有40 dBZ的強(qiáng)回波在昆明主城上空經(jīng)過(guò)，20：31主城上空回波較密實(shí)（圖6b），21：01回波進(jìn)一步發(fā)展（圖6c），范圍擴(kuò)大，但結(jié)構(gòu)比前一時(shí)次松散，21：30（圖6d）回波逐漸向東南方向移動(dòng)，造成了呈貢區(qū)、宜良縣、石林縣等地區(qū)的強(qiáng)降水天氣，主城回波明顯減弱，降水也逐漸減弱。過(guò)程期間昆明上空有明顯的“列車(chē)效應(yīng)（Train Effect）”，因此導(dǎo)致該區(qū)域出現(xiàn)短時(shí)強(qiáng)降水。

從速度圖的演變過(guò)程可知，20：01雷達(dá)站附近為氣旋性環(huán)流（圖6e），雷達(dá)站西南部及主城附近有小尺度輻合區(qū)生成，且入流（冷色）速度區(qū)域明顯大于出流（暖色）速度區(qū)域，具有明顯的輻合，系統(tǒng)將加強(qiáng)和維持。20：31—21：01主城附近仍存在輻合區(qū)，位置穩(wěn)定少動(dòng)，強(qiáng)降水天氣持續(xù)，且此時(shí)段昆明主城降水最明顯（圖6f，6g）。21：30隨著系統(tǒng)東移，主城區(qū)附近的輻合區(qū)已移至呈貢一帶，主城轉(zhuǎn)為入流區(qū)域，強(qiáng)降水已明顯減弱（圖6h）。中小尺度輻合區(qū)的穩(wěn)定維持是引起強(qiáng)降水回波穩(wěn)定少動(dòng)的主要原因，是短時(shí)強(qiáng)降水預(yù)報(bào)預(yù)警的關(guān)鍵[10]。

4.2 垂直剖面結(jié)構(gòu)特征

為更好地研究短時(shí)強(qiáng)降水發(fā)生時(shí)的回波特征，圖7為強(qiáng)降水時(shí)段沿雷達(dá)徑向至昆明主城區(qū)作反射率因子和徑向速度的垂直剖面圖。由圖7可見(jiàn)，35～40 dBZ的回波發(fā)展高度在6 km附近及以下（圖7a），強(qiáng)回波主要集中在中低層，屬于熱帶降水型，結(jié)合表1中20時(shí)昆明站0 ℃層高度為5 354.7 m，本次過(guò)程暖云層深厚，產(chǎn)生短時(shí)強(qiáng)降水的效率更高。對(duì)應(yīng)徑向速度圖上（圖7b），距離雷達(dá)14 km附近（昆明主城位置），存在小尺度徑向輻合區(qū)（橢圓處），輻合從低層延伸到6 km附近，較深厚；低層輻合，高層輻散，有利于強(qiáng)降水的維持和發(fā)展。

圖6 6月8日昆明多普勒雷達(dá)組合反射率因子CR（a～d，單位：dBZ，30 km范圍）和0.5°仰角基本徑向速度（e～h，單位：m/s，60 km范圍）

圖7 20：49昆明雷達(dá)站反射率因子（a，單位：dBZ）和徑向速度剖面（b，單位：m/s）

4.3 分鐘數(shù)據(jù)在強(qiáng)降水天氣中的指示作用

圖8 20：15—21：15分逐5 min雨量與同期雷達(dá)組合反射率CR（a，單位：dBZ）和雨強(qiáng)分布RZ（b，單位：mm/h）值的對(duì)比

為更好地利用雷達(dá)產(chǎn)品對(duì)短時(shí)強(qiáng)降水這類(lèi)災(zāi)害性天氣進(jìn)行監(jiān)測(cè)和預(yù)警，提前預(yù)報(bào)強(qiáng)降水的變化趨勢(shì)、持續(xù)時(shí)間，為判斷雨強(qiáng)大小提供指示作用，本文以昆明市主城區(qū)護(hù)國(guó)路站（最強(qiáng)短時(shí)強(qiáng)降水中心）為例，選取降水最強(qiáng)時(shí)段內(nèi)20：15—21：15逐5 min雨量，與同時(shí)間段內(nèi)雷達(dá)組合反射率CR和雨強(qiáng)分布RZ進(jìn)行定量對(duì)比分析（圖8），從逐5 min雨量和CR的變化趨勢(shì)可知（圖8a），除個(gè)別時(shí)間段存在誤差外，5 min雨強(qiáng)與組合反射率的變化趨勢(shì)基本一致，降水較明顯時(shí)段20：45—20：55期間，CR值在42～44 dBZ，相應(yīng)的5 min雨量最強(qiáng)達(dá)7.2 mm，隨后CR開(kāi)始減弱，降水也逐漸減弱。通過(guò)分析5 min雨量與同時(shí)段雨強(qiáng)分布RZ的變化趨勢(shì)可知（圖8b），20：30—20：55 RZ呈波動(dòng)性增加，對(duì)應(yīng)的5 min雨量也呈波動(dòng)性變化，20：55雨強(qiáng)分布增至12 mm/h，RZ值出現(xiàn)躍增時(shí)段剛好對(duì)應(yīng)強(qiáng)降水時(shí)段；隨后21時(shí)RZ減小至11 mm/h，5 min雨量為4 mm，隨后RZ呈明顯減小趨勢(shì)，5 min降水也逐漸減弱，二者的變化趨勢(shì)也基本一致，雖然每6 min給出的RZ值一般較5 min雨量值略高，但RZ值的變化對(duì)預(yù)測(cè)5 min雨量具有一定的指導(dǎo)意義。因此，通過(guò)分析CR值和RZ值隨時(shí)間的變化趨勢(shì)可預(yù)測(cè)強(qiáng)降水的生消發(fā)展演變，CR值對(duì)強(qiáng)降水的持續(xù)時(shí)間及變化趨勢(shì)具有較好的指示意義，RZ值的變化趨勢(shì)及數(shù)值大小對(duì)5 min雨強(qiáng)預(yù)報(bào)的指示作用更明顯。

綜上所述，從本次局地短時(shí)強(qiáng)降水天氣雷達(dá)回波特征中可分析出明顯的“列車(chē)效應(yīng)”，強(qiáng)回波主要集中在中低層，為熱帶降水型。強(qiáng)降水區(qū)存在明顯的輻合區(qū)，且輻合區(qū)較深厚，具有短時(shí)強(qiáng)降水和暴雨發(fā)生時(shí)的典型特征[19]。在實(shí)際工作中，可結(jié)合利用6 min的雷達(dá)組合反射率CR和雨強(qiáng)分布RZ的變化趨勢(shì)對(duì)強(qiáng)降水持續(xù)時(shí)間，5 min雨強(qiáng)大小進(jìn)行預(yù)報(bào)，為強(qiáng)對(duì)流天氣的監(jiān)測(cè)和預(yù)警提供一定的參考和依據(jù)。

5 結(jié)論與討論

本文對(duì)2018年6月8日夜間昆明地區(qū)出現(xiàn)短時(shí)強(qiáng)降水的天氣過(guò)程，從環(huán)流背景條件、地形對(duì)降水的局地增幅作用、雷達(dá)回波中尺度特征及分鐘數(shù)據(jù)在強(qiáng)降水天氣中應(yīng)用等方面進(jìn)行特征分析，得出以下結(jié)論：

（1）此次短時(shí)強(qiáng)降水過(guò)程產(chǎn)生于孟加拉灣低壓、700 hPa切變線(xiàn)和地面冷鋒的共同影響下，孟加拉灣低壓及東北氣流攜帶南下的水汽在昆明上空輻合上升，為短時(shí)強(qiáng)降水的產(chǎn)生提供了充足的水汽條件。地面冷鋒及輻合線(xiàn)，為強(qiáng)降水的產(chǎn)生提供了抬升觸發(fā)機(jī)制。強(qiáng)降水發(fā)生前，昆明上空暖云層深厚，氣層不穩(wěn)定，具有一定的對(duì)流不穩(wěn)定能量及垂直風(fēng)切變，有利的抬升條件為強(qiáng)降水天氣的產(chǎn)生提供了動(dòng)力、水汽等環(huán)境條件。

（2）短時(shí)強(qiáng)降水出現(xiàn)的集中區(qū)域位于昆明主城區(qū)，主城的特殊地形造成的強(qiáng)迫抬升和輻合作用加強(qiáng)了局地強(qiáng)降水。另外，滇池等大型水體也對(duì)此次局地強(qiáng)降水的分布有明顯的影響作用。城市熱島作用下產(chǎn)生的“雨島效應(yīng)”也是主城區(qū)短時(shí)強(qiáng)降水發(fā)生的原因之一。

（3）本次強(qiáng)降水發(fā)生時(shí)昆明主城區(qū)及南部縣區(qū)形成了“列車(chē)效應(yīng)”，存在明顯的輻合區(qū)，強(qiáng)回波集中在中低層。6 min的雷達(dá)組合反射率CR和雨強(qiáng)分布RZ與逐5 min的雨量變化趨勢(shì)較一致，CR值對(duì)強(qiáng)降水的持續(xù)時(shí)間及變化趨勢(shì)具有較好的指示意義，RZ值的變化趨勢(shì)及數(shù)值大小對(duì)5 min雨強(qiáng)預(yù)報(bào)的指示作用更明顯。

短時(shí)強(qiáng)降水的落區(qū)預(yù)報(bào)、雨強(qiáng)大小一直是短臨預(yù)報(bào)中的重點(diǎn)與難點(diǎn)，本文分析了引起此次局地短時(shí)強(qiáng)降水天氣過(guò)程的成因，并探討了地形在本次降水過(guò)程中增幅作用，但僅為一次個(gè)例分析，地形與城市環(huán)流間的相互作用，地形對(duì)昆明主城區(qū)降水強(qiáng)度及落區(qū)的影響程度，均有待于今后對(duì)更多的強(qiáng)降水天氣過(guò)程進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。隨著觀測(cè)資料空間和時(shí)間分辨率的不斷提高，在今后的實(shí)際預(yù)報(bào)業(yè)務(wù)工作中，將通過(guò)對(duì)比研究多普勒雷達(dá)產(chǎn)品與分鐘雨量間的關(guān)系，融合多種觀測(cè)資料，不斷總結(jié)出適合本地的預(yù)報(bào)指標(biāo)，從而提高災(zāi)害性強(qiáng)對(duì)流天氣預(yù)報(bào)的準(zhǔn)確率。