毛程燕 馬依依 顧振海 王健疆 李浩文

(1 浙江省衢州市氣象局，衢州 324000； 2 廣州市氣象臺(tái)，廣州 510080)

引言

暴雨是影響浙江的主要災(zāi)害性天氣之一，尤其是暖區(qū)暴雨，突發(fā)性強(qiáng)、落區(qū)不確定性大，一直以來(lái)都是預(yù)報(bào)服務(wù)工作中的難點(diǎn)問(wèn)題[1-3]。目前已有許多學(xué)者對(duì)其進(jìn)行了深入探索研究[4]，諶蕓等[5]對(duì)中國(guó)近40年暖區(qū)暴雨的天氣學(xué)特征和中尺度特征進(jìn)行了總結(jié)，為暖區(qū)暴雨預(yù)報(bào)提供了新思路；何立富等[6]和陳鑰等[7]針對(duì)暖區(qū)暴雨的天氣動(dòng)力學(xué)特征和觸發(fā)機(jī)制等進(jìn)行了系統(tǒng)梳理與分析，進(jìn)一步為暖區(qū)暴雨研究提出了新的科學(xué)問(wèn)題[8]。診斷Q矢量、垂直螺旋度、位渦及鋒生函數(shù)等變量已成為研究暴雨形成機(jī)制的主要方法[9-12]，對(duì)短期預(yù)報(bào)具有重要參考價(jià)值。高爽等[13]和許霖等[14]指出中低層非地轉(zhuǎn)Q矢量的分布、移動(dòng)與暴雨落區(qū)的分布和移動(dòng)具有一致性；狄瀟泓等[15]提出中尺度雨團(tuán)沿鋒生函數(shù)梯度方向移動(dòng)。此外，暖區(qū)暴雨往往具有強(qiáng)烈的對(duì)流不穩(wěn)定性，因而暴雨云團(tuán)具有中尺度對(duì)流特征[16-19]。

近年來(lái)，衛(wèi)星和雷達(dá)資料在暴雨研究中得到廣泛應(yīng)用[20-25]，郭云謙等[26]和徐靈芝等[27]利用雷達(dá)回波研究了降水強(qiáng)度和降水效率問(wèn)題。分析降水回波演變特征和降水云團(tuán)的生消規(guī)律對(duì)降水的短時(shí)臨近預(yù)報(bào)具有十分重要的意義。

上述研究在暖區(qū)暴雨的環(huán)流背景、中尺度系統(tǒng)和短時(shí)臨近預(yù)報(bào)等方面都取得了一定成果，為暖區(qū)暴雨的預(yù)報(bào)預(yù)警提供了重要參考。2020年浙江省5月29日入梅，7月18日出梅，入梅早、出梅遲、梅雨期長(zhǎng)，入梅前還出現(xiàn)了一段強(qiáng)降水集中期，其中暖區(qū)里的暴雨出現(xiàn)頻率高、預(yù)報(bào)難度大，因此有必要對(duì)其發(fā)生發(fā)展演變特征進(jìn)行深入研究。2020年春末夏初浙江省出現(xiàn)了三次暖區(qū)暴雨過(guò)程，降水量大、范圍較廣，均于夜間發(fā)展，但落區(qū)和量級(jí)差異大。因此，利用FY-2H衛(wèi)星資料、雙偏振雷達(dá)產(chǎn)品并結(jié)合再分析資料，從水汽和動(dòng)力條件、觸發(fā)機(jī)制及中尺度對(duì)流系統(tǒng)等方面對(duì)這3次暴雨進(jìn)行深入分析，探討其形成發(fā)展機(jī)理和演變規(guī)律、降水類型和降水效率，可為今后浙江地區(qū)暖區(qū)暴雨的預(yù)報(bào)工作提供借鑒。

本文采用美國(guó)氣象環(huán)境預(yù)報(bào)中心(National Centers for Environmental Prediction)NCEP FNL逐6 h全球再分析資料(1°×1°)、我國(guó)FY-2H靜止衛(wèi)星云頂亮溫(Temperature of Black Body，TBB)資料、雙偏振雷達(dá)基數(shù)據(jù)及地面觀測(cè)資料,參考Hoskins等[28]和狄瀟泓等[15]的研究計(jì)算Q矢量散度和水平鋒生函數(shù)[29]等物理量。

1 過(guò)程概述與環(huán)流背景

1.1 暴雨過(guò)程概況

2020年5月25日至6月5日期間，浙江出現(xiàn)了3次集中的暴雨過(guò)程，主要強(qiáng)降水時(shí)段為5月25—26日、5月29—30日和6月2—3日，分別將這3次暴雨過(guò)程簡(jiǎn)稱為“5·25”、“5·29”和“6·2”過(guò)程。

“5·25”過(guò)程浙江中西部出現(xiàn)了大到暴雨，全省平均雨量為26.7 mm(圖1a)，暴雨中心出現(xiàn)在衢州、金華和麗水西南部，有186個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)累積雨量超過(guò)50 mm，1個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)超過(guò)100 mm?！?·29”過(guò)程全省均出現(xiàn)大到暴雨，麗水北部有大暴雨，全省平均雨量為51.5 mm(圖1b)，暴雨中心位于衢州、金華中西部和麗水西北部，有1539個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)累積雨量超過(guò)50 mm，190個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)超過(guò)100 mm?！?·2”過(guò)程浙江西部和北部出現(xiàn)了暴雨到大暴雨，全省平均雨量為34.7 mm(圖1c)，強(qiáng)降水主要分布在衢州中北部、金華中西部和杭州南部，有525個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)累積雨量超過(guò)50 mm，180個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)超過(guò)100 mm，1個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)超過(guò)200 mm。

圖1 浙江省2020年5月25日08:00至26日20:00(a),5月29日08:00至30日20:00(b),6月2日08:00至3日20:0(c)降水量空間分布

1.2 環(huán)流背景

3次過(guò)程均出現(xiàn)在500 hPa低槽前，但低層系統(tǒng)配置的顯著差異造成了3次強(qiáng)降水落區(qū)和量級(jí)的明顯差異。“5·25”過(guò)程高空為寬廣的淺槽，江南北部850 hPa有冷式切變線，在26日02:00—08:00期間轉(zhuǎn)為暖式切變(圖2a)，位置穩(wěn)定少動(dòng)而風(fēng)速輻合不強(qiáng)，26日08:00受東北冷渦后部冷空氣下擺影響，切變線逐漸往東南方向南壓，雨勢(shì)自北而南逐漸減弱。“5·29”過(guò)程槽線位于華中一帶，江淮地區(qū)是西南風(fēng)和東南風(fēng)強(qiáng)輻合引起的降水，29日20:00開始東南風(fēng)加強(qiáng)，30日02:00之后850 hPa暖式切變線顯著增強(qiáng)(圖2b)，江南中部有很強(qiáng)的偏南風(fēng)速輻合，該日早晨西南風(fēng)再次加強(qiáng)至14 m/s，下午輻合位置北抬東移，夜間轉(zhuǎn)為偏西氣流?！?·2”過(guò)程開始時(shí)是西北風(fēng)和偏西風(fēng)的風(fēng)向輻合，2日夜里江南北部轉(zhuǎn)為偏東和西南風(fēng)的切變(圖2c)，切變線以南有西南急流脈動(dòng)(16 m/s)，次日早晨切變線消失，但西南急流增強(qiáng)，下午江南地區(qū)中部轉(zhuǎn)為偏南急流，北部有冷空氣滲透，輻合線位于浙閩附近，江南中北部降水維持，4日以后降水減弱。

這3次過(guò)程發(fā)生時(shí)南亞高壓脊線均位于21°N附近(圖2d)，華南至江南處于高空槽前。“5·25”過(guò)程500 hPa高度上貝加爾湖以東至華北地區(qū)為寬廣的低槽，長(zhǎng)江中下游一帶為較為平直的緯向環(huán)流，而“5·29”和“6·2”過(guò)程發(fā)生時(shí)中高緯均為兩槽一脊形勢(shì)，華南至江南上空南支槽較深，江南地區(qū)處于槽前西南氣流中。副熱帶高壓從西太平洋伸至華南地區(qū)，呈東西帶狀分布，“5·25”過(guò)程120°E處脊線位于25°N附近，而后兩次過(guò)程脊線位置則更偏北。3次降水過(guò)程直接影響系統(tǒng)均為低空切變線，但“5·29”和“6·2”過(guò)程暖切均比“5·25”更強(qiáng)，因此前兩者降水量也更大。此外，“5·29”過(guò)程切變系統(tǒng)位置比“6·2”過(guò)程更偏南，因此兩次過(guò)程降水落區(qū)也有顯著差異。

圖2 2020年5月26日02:00(a)、5月30日02:00(b)、6月3日02:00(c)500 hPa高度場(chǎng)(單位：dagpm)和850 hPa風(fēng)場(chǎng)(一個(gè)風(fēng)羽為4 m/s)以及5月29日08:00(d)200 hPa高度場(chǎng)(等值線，單位：dagpm)及急流(虛線，風(fēng)速≥30 m/s)

2 環(huán)境場(chǎng)特征分析

2.1 水汽條件

“5·25”過(guò)程在暴雨出現(xiàn)前(25日20:00)，浙江西北部位于水汽通量散度的輻合中心附近，水汽通道快速建立；暴雨發(fā)生時(shí)(26日02:00)水汽通道由華南向江南北部延伸(圖3a)，其上有兩個(gè)強(qiáng)的水汽通量負(fù)散度中心，浙江中北部有強(qiáng)輻合作用(中心強(qiáng)度為：-6×10-7g/(cm2·hPa·s)，整層水汽通量中心位于粵北；26日08:00影響福建的強(qiáng)輻合中心北移(圖略)，浙江西南部有強(qiáng)烈的水汽輻合，且水汽通量大值帶東移變窄，降水東移南壓。“5·29”過(guò)程在暴雨出現(xiàn)前(29日20:00，圖3b)，浙江中西部有顯著的水汽通量負(fù)散度中心，且水汽通道在當(dāng)日14:00已建立，20:00加強(qiáng)，浙江位于整層水汽通量強(qiáng)中心頂部，30日02:00—08:00負(fù)散度區(qū)東移北抬(圖3c)，浙江中南部位于水汽通量中心北界，30日14:00水汽通量高值中心移至浙江東部沿海。而“6·2”過(guò)程水汽通道為東西走向?yàn)橹?圖3d)，整層水汽通量較前兩次明顯偏小，暴雨前后大值中心均位于海上，且輻合中心范圍也明顯偏小，位置變動(dòng)較大。相比之下，“5·29”過(guò)程水汽條件是3次過(guò)程中最強(qiáng)的，中心在浙皖贛交界，“5·25”過(guò)程水汽條件次之，輻合強(qiáng)度也僅次于“5·29”過(guò)程，而“6·2”過(guò)程水汽通量散度中心位于海上，負(fù)散度中心位置偏北，水汽和輻合動(dòng)力條件反而不如“5·25”過(guò)程，因此“6·2”過(guò)程水汽條件不是決定其降水量的主要原因。

圖3 2020年5月26日02:00(a)、5月29日20:00(b)、5月30日02:00(c)和6月3日02:00(d)地面至500 hPa水汽通量的垂直積分(實(shí)線，單位：g/(cm(s))和850 hPa水汽通量散度(陰影)

2.2 動(dòng)力條件

與暴雨相聯(lián)系的次天氣尺度系統(tǒng)具有很強(qiáng)的非地轉(zhuǎn)性，而Q矢量散度作為非地轉(zhuǎn)上升運(yùn)動(dòng)的強(qiáng)迫機(jī)制，對(duì)天氣尺度系統(tǒng)的活動(dòng)有明顯指示作用。5月25日14:00(暴雨發(fā)生前)，700 hPa濕Q矢量輻合中心位于浙江西北部，26日02:00濕Q矢量大值中心東移南壓(圖4a)，華南至日本南部帶狀輻合區(qū)經(jīng)向跨度大；26日上午浙江大部分地區(qū)處于Q矢量零值附近，與暴雨出現(xiàn)的落區(qū)也有明顯偏差。分析“5·29”大暴雨過(guò)程發(fā)現(xiàn)，濕Q矢量負(fù)大值區(qū)在29日20:00位于浙贛交界，中心強(qiáng)度很強(qiáng)且梯度很大，表明有強(qiáng)烈的不穩(wěn)定能量釋放；30日02:00輻合帶東移至浙江中東部，呈南北帶狀分布，這與強(qiáng)降水雨帶移動(dòng)位置基本一致(圖4c)。而“6·2”大暴雨過(guò)程前，濕Q矢量散度負(fù)值區(qū)位于浙江中西部至安徽南部，強(qiáng)中心位于浙皖交界，有大范圍的短時(shí)強(qiáng)降水出現(xiàn)；3日02:00之后中心快速移至浙江東北部(圖4d)，此時(shí)降水雨帶位于濕Q矢量偏西、偏南位置；3日上午濕Q矢量強(qiáng)輻合區(qū)沿浙江東部沿海分布；明顯的輻合區(qū)位于浙江中部，而較強(qiáng)雨帶卻位于浙江中北部(圖略)。

圖4 2020年5月26日02:00(a)、5月29日20:00(b)、5月30日02:00(c)和6月3日02:00(d)700 hPa濕Q矢量散度場(chǎng)(陰影)和風(fēng)場(chǎng)(箭頭)

綜上所述，“5·25”過(guò)程濕Q矢量位于浙江中部，“5·29”過(guò)程強(qiáng)輻合中心位于浙江中南部，“6·2”過(guò)程自西向東影響浙江全境。對(duì)比3次暴雨落區(qū)發(fā)現(xiàn)，3次暴雨過(guò)程均出現(xiàn)在濕輻合帶的西側(cè)且偏離濕Q矢量中心。此外，濕Q矢量散度場(chǎng)輻合越強(qiáng)、降水量越顯著。而強(qiáng)降水出現(xiàn)前期，700 hPa濕Q矢量輻合區(qū)的移動(dòng)和演變一定程度上反映了降水落區(qū)和強(qiáng)度變化，在降水中后期兩者變化則不完全一致，因此降水后期示蹤意義不大。

2.3 鋒生作用

這3次過(guò)程的觸發(fā)機(jī)制均是冷暖平流造成的對(duì)流不穩(wěn)定?！?·25”暴雨發(fā)生前，700 hPa水平鋒生函數(shù)在浙江大部分地區(qū)有明顯的正值，表明這一帶有顯著的鋒生作用；26日02:00—08:00期間鋒生函數(shù)等值線加密，與暖平流中心基本重合，大值區(qū)東移至浙江東北部，為顯著的暖鋒鋒生(圖5a)，此時(shí)850 hPa鋒生作用更強(qiáng)、強(qiáng)鋒生帶位置比700 hPa更偏南(圖略)；26日上午大部分地區(qū)有冷平流，逐漸轉(zhuǎn)為冷鋒鋒生。而“5·29”暴雨前(圖5b)，700 hPa鋒生函數(shù)等值線持續(xù)變密，850 hPa鋒生函數(shù)正值區(qū)(圖略)相對(duì)700 hPa位置偏南，暖中心位于浙江中北部；30日02:00—08:00期間暖中心和700 hPa鋒生函數(shù)正中心東移，浙江上空有一對(duì)稱的“牛眼”(冷、暖中心)，表明此時(shí)浙江中部中層有冷暖氣流強(qiáng)烈交匯(圖5c)；30日白天浙江西南部冷中心強(qiáng)度增強(qiáng)、范圍擴(kuò)大，鋒生函數(shù)值接近于零，此時(shí)鋒生鋒消作用很弱。“6·2”大暴雨前，有一個(gè)較強(qiáng)的鋒生函數(shù)大值中心在安徽南部發(fā)展并東伸至浙江西部，其偏南一側(cè)有弱的暖平流中心(圖略)；3日02:00—08:00期間鋒生函數(shù)強(qiáng)中心東移至浙江北部，強(qiáng)度也顯著增強(qiáng)(10×10-10K/(m·s)，浙江西部和東部有一對(duì)以120°E為對(duì)稱軸的冷暖中心(“牛眼”)，浙江中南部冷暖空氣交綏(圖5d)； 而3日白天鋒生作用明顯減弱，逐漸轉(zhuǎn)為空間一致的冷平流。

圖5 2020年5月26日02:00(a)和5月29日20:00(b)、30日02:00(c)、6月3日02:00(d)700 hPa廣義位溫的鋒生函數(shù)(實(shí)線，單位：10-10K/(m·s))和溫度平流(陰影)

綜上分析，3次暴雨發(fā)生前中層和低層均出現(xiàn)了鋒生作用。一般低層鋒生主要由水平鋒生造成，中層鋒生主要由垂直鋒生造成，因此當(dāng)中低層均有鋒生作用時(shí)既有利于低層水汽輻合和抬升，又有利于中層對(duì)流不穩(wěn)定的發(fā)展?！?·25”過(guò)程時(shí)中低層均有鋒生作用，暴雨前為暖鋒鋒生、暴雨時(shí)為弱的冷暖平流交匯、暴雨過(guò)后是一致的冷鋒，為短時(shí)強(qiáng)降雨、降水效率低；“5·29”過(guò)程低層鋒生先于中層鋒生，大暴雨前強(qiáng)暖鋒鋒生、大暴雨過(guò)程中出現(xiàn)強(qiáng)冷暖中心對(duì)，為長(zhǎng)歷時(shí)降雨、降水效率高；“6·2”過(guò)程低層鋒生和中層鋒生同時(shí)出現(xiàn)，大暴雨前強(qiáng)冷鋒鋒生、大暴雨過(guò)程中出現(xiàn)強(qiáng)冷暖中心對(duì)、位置偏南，為長(zhǎng)歷時(shí)降雨、降水效率高、暴雨位置偏南。

3 中尺度對(duì)流活動(dòng)特征

3.1 中尺度對(duì)流系統(tǒng)

從3次暴雨過(guò)程中的FY-2H衛(wèi)星云頂亮溫TBB演變特征可判斷中尺度系統(tǒng)發(fā)展?fàn)顩r。“5·25”過(guò)程開始前，江西、福建和浙江3省交界處云頂亮溫開始下降，對(duì)流云團(tuán)逐漸發(fā)展并向東北方向移動(dòng)，浙江西南部最低云頂亮溫降至-50 ℃左右(圖6a)，說(shuō)明浙江中部有對(duì)流云團(tuán)[30]發(fā)展。25日20:00至26日05:00浙江大部分地區(qū)TBB顯著減小(<35 ℃)，對(duì)流云團(tuán)發(fā)展不旺盛、降水很弱(圖6b)；26日05:00浙江西南部一帶有塊狀對(duì)流云團(tuán)新生東移(圖6c)，半小時(shí)后最低云頂亮溫達(dá)-60 ℃，之后緩慢減弱東移，08:00移出浙江，11:30—12:30浙江東部沿海仍有新的降水云團(tuán)激發(fā)并出現(xiàn)較明顯降水，其他大部分地區(qū)基本雨止，整個(gè)降水過(guò)程雨強(qiáng)并不強(qiáng)。

“5·29”過(guò)程開始前，福建西北部有較大范圍的層積混合云團(tuán)，19:30其發(fā)展為α中尺度對(duì)流云團(tuán)(圖6d)，云頂亮溫中心為-70 ℃，半小時(shí)后移到浙江西南部，21:00后對(duì)流云頂發(fā)展高度降低，但TBB仍維持在-60 ℃左右并影響浙江中部，23:30浙江北部、中南部有多個(gè)層積混合云團(tuán)加深(圖6e)，且上游不斷有對(duì)流云新生東移補(bǔ)充，云體持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)、尺度大、降水量和雨強(qiáng)均較大；30日06:00—10:00云頂高度降低，浙江大部分地區(qū)降水強(qiáng)度減弱，12:00—13:30混合對(duì)流云主要位于浙江中北部一帶(TBB≥-55 ℃)，15:00—18:30中尺度混合對(duì)流云團(tuán)主要影響浙江中南部(圖6f)，19:00后對(duì)流云團(tuán)移出，降水趨于結(jié)束。

“6·2”大暴雨過(guò)程前，江西和福建有發(fā)展旺盛的α中尺度對(duì)流云團(tuán)，尺度約有400 km，17:00開始影響浙江西部和南部，尤其是18:30—22:00浙江西部有成熟的積雨云團(tuán)(圖6g)，21:00形成一條相對(duì)完整的東北——西南走向的帶狀積雨云帶，寬度200 km左右，邊界清晰，最低云頂亮溫為-75 ℃，說(shuō)明此時(shí)該處云頂伸展高度較高，垂直發(fā)展極其旺盛，浙江中北部有大范圍的冷云蓋，降水效率很高；22:30—23:00浙江中北部中尺度對(duì)流復(fù)合體有所減弱，3日00:30江西北部又有新生強(qiáng)對(duì)流云團(tuán)向東北移動(dòng)(圖6h)，先后影響浙江西部和北部地區(qū)，02:30演變?yōu)槎鄠€(gè)分散的混合型云團(tuán)，09:30后浙江北部再次觸發(fā)生成對(duì)流云團(tuán)，10:30達(dá)到最強(qiáng)、尺度最大，16:00浙江沿海有強(qiáng)積雨云團(tuán)激發(fā)出來(lái)(圖6i)，最低云頂亮溫為-70 ℃，之后逐漸東移只影響浙江沿海海面。

圖6 3次暴雨過(guò)程期間FY-2H衛(wèi)星云頂亮溫:(a)5月25日17:00,(b)5月26日03:00,(c)6月26日05:30,(d)5月29日19:30,(e)5月29日23:30,(f)5月30日16:00，(g)6月2日19:30,(h)6月3日00:30,(i)6月3日16:00

總體而言，三次暴雨的中尺度對(duì)流云團(tuán)存在明顯差異，其中“5·25”過(guò)程對(duì)流發(fā)展不旺盛，其暴雨云團(tuán)尺度相對(duì)較小且生命史較短、降水相對(duì)平穩(wěn)、降水量和降水強(qiáng)度相對(duì)較弱；“5·29”和“6·2”暴雨過(guò)程均有α中尺度對(duì)流云團(tuán)強(qiáng)烈發(fā)展，云體密實(shí)、亮溫梯度較大、云體持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)，新單體快速生成發(fā)展合并、后向傳播、降水效率高、降水量和雨強(qiáng)均較強(qiáng)。中尺度對(duì)流系統(tǒng)經(jīng)歷了“發(fā)展—合并—加強(qiáng)—分裂—減弱”的過(guò)程，具有顯著的“列車效應(yīng)”。

3.2 偏振雷達(dá)回波特征

衢州市雙偏振雷達(dá)的全反射率及剖面圖顯示，“5·25”過(guò)程雨強(qiáng)并不強(qiáng)，因此只對(duì)比“5·29”和“6·2”兩次大暴雨過(guò)程回波特征。分析“5·29”大暴雨過(guò)程的雷達(dá)回波，29日18:03江西與衢州市交界處已有較大范圍回波東移；18:30衢州西部回波合并加強(qiáng)，最強(qiáng)全反射率為45 dBz；19:18衢州全市被較強(qiáng)的絮狀回波覆蓋，最強(qiáng)反射率達(dá)50 dBz；19:49—21:09強(qiáng)度基本維持在40～55 dBz(圖7a)。從全反射率回波演變來(lái)看，東移的多單體后側(cè)(西南部)不斷有新生對(duì)流單體生成補(bǔ)充，回波具有明顯的后向傳播特征。分別對(duì)29日19:55和30日10:05回波最強(qiáng)處作反射率因子剖面(圖7b、圖7c)，強(qiáng)降水單體呈直立柱狀，40 dBz以上的強(qiáng)回波均位于6 km以下，質(zhì)心低但降水效率高， 回波頂高基本在9 km以下，偏向于積狀云為主的混合性降水回波。

對(duì)于“6·2”暴雨過(guò)程，2日17:29有較強(qiáng)的塊狀回波影響衢州市常山縣，最強(qiáng)回波中心為55 dBz，18:06演變?yōu)殚L(zhǎng)條狀，18:32演變?yōu)槎鄠€(gè)塊狀多對(duì)流云團(tuán)，鑲嵌在大范圍的30 dBz回波區(qū)內(nèi)，回波移速較快。17:00—21:00衢州市全市有30～50 dBz回波覆蓋(圖7d)，20:19衢州西部有兩塊強(qiáng)對(duì)流云團(tuán)發(fā)展，最強(qiáng)回波中心為55～60 dBz，21:00前后合并成為成片的強(qiáng)回波區(qū)，尺度增大、強(qiáng)度變強(qiáng)。從20:02和20:56的全反射率剖面看，強(qiáng)降水單體呈多個(gè)直立柱狀，有多個(gè)強(qiáng)對(duì)流中心，40 dBz以上的強(qiáng)回波均延伸至6 km以上，最強(qiáng)對(duì)流云團(tuán)質(zhì)心高度近8 km，回波頂高發(fā)展至12 km左右，偏向于積狀云為主的對(duì)流性降水(圖7e、圖7f)。

圖7 “5·29”和“6·2”過(guò)程雙偏振雷達(dá)0.5°仰角全反射率演變和沿29 °N緯向剖面:(a)5月29日19:55全反射率,(b)5月29日19：55垂直剖面,(c)5月30日10:05垂直剖面，(d)6月2日20:02全反射率,(e)6月2日20：02垂直剖面，(f)6月2日20:56垂直剖面

研究發(fā)現(xiàn)，兩次大暴雨過(guò)程均以混合性降水為主，衢州市大部分地區(qū)全反射率均在30 dBz以上，最強(qiáng)區(qū)域的反射率達(dá)45 dBz以上，只是“5·29”過(guò)程強(qiáng)回波偏向衢州南部，“6·2”過(guò)程偏向衢州北部。對(duì)流雨帶的移動(dòng)方向基本與700 hPa西南氣流移動(dòng)方向一致，回波范圍廣、尺度大、強(qiáng)度較強(qiáng)，落區(qū)與浙江西部山脈走向基本平行，受地形影響較大。且強(qiáng)降水單體均呈直立柱狀，強(qiáng)回波質(zhì)心高、降水效率高，“5·29”過(guò)程偏向于混合性降水，“6·2”過(guò)程偏向于對(duì)流性降水。

4 結(jié)論與討論

本文針對(duì)2020年春末夏初發(fā)生在浙江的3次暖區(qū)暴雨過(guò)程的大尺度環(huán)流背景和物理?xiàng)l件等方面進(jìn)行對(duì)比分析，得出了如下結(jié)論：

(1)3次暴雨過(guò)程均發(fā)生在高空槽前偏南暖濕氣流和低空切變線上。200 hPa南亞高壓脊線均位于21°N附近，但“5·29”和“6·2”過(guò)程副熱帶高壓脊線位置比“5·25”更偏北；3次過(guò)程均處于西風(fēng)槽槽前，“5·29”過(guò)程低槽更深更偏南；直接影響系統(tǒng)均為中尺度切變線，而切變線位置、強(qiáng)度以及南部急流脈動(dòng)差異造成了3次過(guò)程降水落區(qū)和量級(jí)存在顯著差異。

(2)水汽通道的建立和中層動(dòng)力強(qiáng)迫為3次暴雨過(guò)程α中尺度對(duì)流系統(tǒng)的發(fā)展提供了有利條件。暴雨落區(qū)位于東北—西南走向的濕輻合帶西側(cè)，700 hPa 濕Q矢量散度場(chǎng)負(fù)值區(qū)對(duì)暴雨落區(qū)有較好的示蹤作用，在一定程度上反映了暴雨落區(qū)的分布。

(3)3次過(guò)程均出現(xiàn)中層鋒生和低層鋒生，既有利于低層水汽輻合抬升，又有利于中層對(duì)流不穩(wěn)定的發(fā)展。“5·25”過(guò)程暴雨前為暖鋒鋒生、暴雨時(shí)為弱的冷暖平流交匯，為短歷時(shí)強(qiáng)降雨，降水效率較低，“5·29”過(guò)程為低層鋒生先于中層鋒生，大暴雨前強(qiáng)暖鋒鋒生、為長(zhǎng)歷時(shí)強(qiáng)降雨，降水效率高，而“6·2”過(guò)程低層和中層鋒生同時(shí)出現(xiàn)，大暴雨前強(qiáng)冷鋒鋒生，大暴雨過(guò)程中出現(xiàn)強(qiáng)冷暖中心對(duì)，位置偏南，為長(zhǎng)歷時(shí)降雨、降水效率高，暴雨位置偏南。

(4)3次暴雨過(guò)程中均有層積混合云團(tuán)發(fā)展，強(qiáng)降水單體呈直立柱狀?！?·25”過(guò)程對(duì)流發(fā)展不旺盛，暴雨云團(tuán)尺度相對(duì)較小且生命史較短，而后兩次過(guò)程均有α中尺度對(duì)流云團(tuán)強(qiáng)烈發(fā)展，云體密實(shí)、云頂亮溫低、梯度較大，冷云蓋尺度大，且有明顯的“列車效應(yīng)”和后向傳播；雷達(dá)回波為積云性混合云降水回波，雨帶回波范圍廣、尺度大，“5·29”過(guò)程回波質(zhì)心低但降水效率高，偏向于積狀云為主的混合性降水回波，“6·2”過(guò)程對(duì)流云團(tuán)質(zhì)心高，垂直方向存在柱狀回波，偏向于積狀云為主的對(duì)流性降水。

實(shí)際業(yè)務(wù)中，暖區(qū)暴雨預(yù)報(bào)難度大，預(yù)報(bào)員對(duì)降水的極端性預(yù)估不足，落區(qū)也有較大偏差，一是因?yàn)閿?shù)值模式對(duì)暖區(qū)暴雨落區(qū)預(yù)報(bào)存在不確定性，二是大尺度模式對(duì)對(duì)流性降水的預(yù)報(bào)能力不足，三是雷達(dá)Z-R關(guān)系的誤差導(dǎo)致“熱帶海洋型降水”的降水效率往往容易被低估。因此對(duì)于暖區(qū)內(nèi)的降水量預(yù)報(bào)，預(yù)報(bào)員要結(jié)合低層風(fēng)場(chǎng)和物理量場(chǎng)對(duì)強(qiáng)降水范圍進(jìn)行調(diào)整，對(duì)有對(duì)流性、低質(zhì)心特征的降水，其量值可適當(dāng)加碼。