2004年初夏一次云南暴雨过程的中尺度系统及其水汽特征分析研究
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时次（０ ０ 、１ 、 ８时１ ｌ × 的 ＮＣ Ｐ资料 ， ０、６ ２ ｌ 的 。 １。 Ｅ
２） ｄ，南北气流在云南 的西南处有明显 的交汇区。 可见 ，低空云南区域处于气旋流场的辐合 区中， 这种高空辐散场与低空辐合场的配置十分有利于
对 流 的发展 。可 见 ，印缅槽 与东 亚冷 槽 的相互 作 用 ，为此 次 西南 地 区暴 雨 的产生 ，特 别是 对 流不
清 了一些 科 学 问题 。然 而 ，对 于 我 国低 纬高 原 云 南 地 区暴 雨 的研究 ，虽从 环 流背 景及 大 尺度 天气 影 响方 面 进行 了总结 和研 究 ［ ］ 得 了一 些有 ，取 意 义 的成果 。并且 ，对直 接 引起 暴雨 的中尺 度 系
云南地处低纬高原地区 ， 回归线横贯云南 北 省南部 ，与东南亚和湄公河流域国家接壤 ，战略 地位十分重要。全省地势从西北向东南倾斜 ，海 拔高度相差悬殊 ， 从南到北 ， 平均每公里海拔升 高６ ｍ。同时 ， 云南兼具低纬气候 、 季风气候 、 高 原气候的特点 ，具有干湿分明、水平分布迥异 、 垂直分带明显 、年温差小 、Ｅ温差大等特点。在 ｔ 这种复杂的地形和气候特点的综合作用下 ，形成 了云南地区的降水强度虽不如我国东部地区 ，但 局地降水 明显 ，并且产生强降水 的中尺度特征和
西部 和南 部 。从 云南 西部 强 降水 中心 附近 选取 ４
时的累积降水量。 从此次暴雨过程ｆ ５月 １ ７日 ｌ ２时一２ ０日 １ ２ 时） ２ ０ｈ ａ高度场的过程平均图上可看到（ 的 ０ Ｐ 图 ２） 强大 的南亚高压位于印度 附近 ， ａ， 云南上空受 反气旋流场控制 ； 副热带高空急流在 ３ 。 ０ Ｎ附近 ， 云南上空位于急流南部 的辐散流场 中。５０ ｈ ａ ０ Ｐ
文 章 编 号 ： １０ —９ ５２ １）５０ ５ —２ ０ ４４ ６ （０ ｏ —６ ７１ １
２０ ０ ４年 初 夏 一次 云 南 暴 雨 过 程 的 中尺 度 系统 及 其 水 汽 特 征 分 析 研 究
董 海萍 ，赵 思雄 ２ ，曾庆存 ２
（． 军气 象 中心 ，北 京 １０４ ； ２ １空 ０８３ ．中国科 学 院大 气物 理研 究 所 国际气 候 环境 中心 ，北京 １０ ２） ０ ０ ９
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２ ７卷
暴雨 初期 （ ５１ 图 ａ，随着北 部 东亚槽 的南 压 和 南部 孟加 拉湾 低 压气 旋（８。 ８ Ｅ的东 移 ，云 １ Ｎ， ９。 ）
辐合线北抬 ， 且在云南西部有强降水产生（ ５） 图 ｅ。
一 ｌ ０Ｉ∞ Ｉ 再 Ｉ ．Ｉ呐． Ｉ
云南省部分非常规地面加密站的逐时降雨资料 ，
风云一 ２卫 逐 时红 外云 图 。
稳定能量的释放和再生提供了有利条件 ，同时印 缅槽的稳定维持也有利于暴雨的水汽供应。
２ 产 生暴 雨 的 中尺 度对 流 系统 的 发展演变特征
２ １ 上 下 层 的环 流 配置 ． ２０ ０ ４年 ５ １ 月 ７日 １ ２时一２ ０日 １ ２时（ 界 时 ， 世
最后孟 加 拉湾 气旋 减 弱消 失 ， 冷空 气也 移 出云南 ，
南东北部的强冷空气和西南部的暖湿气流汇合形 成一条西北东南 向的辐合线。随后（ ５ ） 图 ，云南 ｂ 东北部的强冷空气不断南压 ，而虽然南部孟加拉 湾气旋也向东北移动，但 暖空气势力相对较弱，
云南区域气流辐合线也随之消失 ，降水逐渐停止 （ ５ 。从此可见 ，强降水区的产生和发展与低 图 Ｄ
从前 面 的分 析可 知 ，此 次暴 雨 中心 位 于云南
的西部和南部 ，且引起此次云南强降水产生的对 流云团主要有四个（ ４， 图 ）为此选取强降水产生的
区域 ２ ３～２ Ｎ， ９～１１。 对该 区域 中与此 次 ５。 ９ ０ Ｅ，
强降水有关 的中尺度系统的结构状况作进一步的
分 析 。 图 ６和 图 ７分别 为 区域 内平 均 的涡度 、散 度 、垂 直速 度 、相 对 湿度 和假 相 当位温 在 各时 刻
的垂 直剖 面 图 。
ｅ 薯
、－一
０
ｊ
０
图 ６ 区域 ２ ２ Ｎ，９ １ １ Ｅ内平 均的涡度 、散度 和垂直速度 的垂直剖面 图 ３ ５。 ９ ０ 。
涡度：０ 单位 ：１一 ；散度 ：＋线，单位 ：１ ｓ；垂直速度 ：・ 线， ０ｓ ０ 线，单位 ：１。ｒ ｓ ０ 。ｄ。 ｒ
层辐合线有很好的一致性 ，并且辐合线的发展演
变与冷暖空气 的势力对比相关 。
２４ 中 尺度 系统 物理 场的 演变 特征 ．
辐合线随之 向西南推进 ，使腾冲 １ ８日０～０ ５ ７时
降水量达 ２ ｍ 图 ３） １ ６ ｍ（ ａ。 ９日Ｏ ０时（ ５） 孟加 图 ｃ， 拉湾气旋继续 向东北缓慢移动 ，冷暖空气对峙 ， 冷暖气流汇合形成 的辐合线维持少动 ，也形成了 沿辐合线 的强降水区。随后冷空气继续南压 ，而 孟加拉湾气旋在向云南西部移动的同时，强度也 逐渐减弱 ，此时辐合线略有南压 ，位于云南 的西 南部 ，强降水区也随之南压（ ５） 图 ｄ。其后 ，随着 东亚槽的东移 ，冷空气强度减弱 ，而孟加拉湾气 旋不断东移至云南西部 ，暖空气势力相对较强 ，
下同） 云南出现持续降水天气 ， ｌ 且 ８日 ０ 时一 １ ０ ９ 日０ ０时省内 １５个气象站中有 １４个站出现大 ２ ０ 雨 、暴雨天气 ，其中大雨 ５ 站 ，暴雨 ４ 站 ，大 ５ ２ 暴雨 ７ ，创云南省有气象记录以来历史 同期单 站 日大雨 、暴雨 出现站数最多的记录。在此次强降 水过程 中，全省多处河流超过警戒水位 ，其 中耿 马县南定河沿线 乡镇最高水位达 ５７ ９ １． ４ ｍ，最高 流量达 ５ ５ ； ８ ／ 隆阳区河堤坍塌 ２ 处总长 １ ８ ｍ ｓ ６ ０ ５ ｍ，山体滑坡 ３ ， 处 道路坍塌 １ ２ ４ ５ ｍ，冲毁路段
南地处低纬高原地 区，其降水与我 国东部地区有
所不同 ，其环流特征 、中尺度系统的贡献 ，以及 水汽来源甚至水汽如何进入云南等都需要认真分
析 。 因此 ，对 西 南地 区 ，特别 是 对云 南地 区暴 雨 的研 究也 就成 为 当今科 学 和实 际应 用 中 的一个 重 要课 题 。
东北伸 向西南 ，且有一冷中心位于云南 ，可见冷 空气 已明显侵入云南 ；同时 ，在孟加拉湾的中部
以西 为暖 区 ， 这样 冷 暖空气 交 汇于 云南 的西 南部 。 这从 ８ ０ｈ ａ过 程 平 均流 场 图上 也 清 晰可 见（ ５ Ｐ 图
本文通过对此次云南初夏强降水过程的深入 分析研究 ，力求对云南暴雨发生发展机理有更深 入的理解 ，并对改进云南初夏暴雨预报提供一些 参考。本文在分析时采用的资料包括 ：每 日４ 个
摘
要： 利用 Ｎ Ｅ 再分析资料、 ＣＰ 地面加密降水资料和风云． 卫星红外云图， ２０ 年云南初夏的一次 ２ 对 ０４
强降水过程的大尺度环流背景 、中尺度 系统和水汽输送特征及来源情况进行 了较 为详尽 的分析研究 。结果表 明 ：（）高低空 环流的有利配置 、印缅槽 与东亚冷槽 的相互 作用 ，为此次 云南 地区暴雨的产生提供 了有 利条 １ 件 ；（）暴雨 至少与四个连续生 消的对 流云团活动直接相关 ，强降水落 区与云南的地形特征相关不 大 ，只与 ２ 低 层辐合线有很好 的一致性 ，而辐合线 的发展演变与冷 暖空气 的势力对 比相关 ；（）对降水 区三维结构 的分 ３ 析表明 ，中尺度对流系统强烈发展 区的低层 为强辐合 、正相对涡度 ，高层为辐散 、负相对 涡度 ；中低层 有较 强的上升 运动 ，低层湿度较大 、有 不稳定能量 的蓄积 和释放 ；（）对 云南 水汽输送分析表 明，直接 影响此次 ４ 云南强降水 的水汽输送 主要来源 于孟 加拉湾 ，并且引起此次云南强 降水 的水 汽辐合是 由风 场辐合 引起的 ，而 水汽平流在这一地 区为弱 的干平 流 ；同时 ，在较强的西南气流下 ，水汽辐合 可存 在于较高的气 压层 。 关 键 词 ：云南暴 雨 ；天气过程 ；中尺度 系统 ；水 汽输 送 ；特征分析
向辐合 区东北 侧 高纬 度地 区倾 斜 的特 征 ；陈艳等
［１ 为 ，云 南水 汽输 送 主要 来 自孟 加拉 湾 ，而南 １认 ３ 海 也 是云南 东 部地 区水汽 输送 的重要 分支 。但 这 些 与 我 国东部 江淮 流 域及 华南 地 区暴 雨 的研 究相
域及华南地区的暴雨 已有过不少研究［ ，对其 卜引
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比尚不多 ，在这一地区引起强降水的中尺度天气 系统的发生发展机理还有待于弄清 ，并且水汽的 输送特征如何？是来源于孟加拉湾 ，还是南海 ， 或是两者都有？这些都是待深入研究的问题 。云
高度场的过程平均图上（ ２ ） 图 ｂ ，东亚冷槽强度较
强 ，低 涡 中心位 于 我 国的东 北地 区 ，云南 位 于东 亚冷 槽 后 ；而 同时 在孟 加拉 湾地 区有 一 印缅槽 存 在 ，云南 位于槽 前 ，此 种环 流形 势 非 常有利 于 冷 暖空气 在 我 国云南 地 区交汇 。在 低层 ８０ ｈ ａ过 ０ Ｐ 程 平均 图上 也可 看 到（ ２） 图 ｃ，有 一 冷舌 从我 国的
文献标识 码：Ａ Ｄ ｉ ０３ ６ ／ｉ ｎ１ ０ ．９ ５２ １．５０ ６ ｏ ：１ ． ９ ．ｓ．０ ４４ ６ ． １ ． ９ ｊｓ ０ ０ ０ 中图分 类号：Ｐ ３ ． ４ ４５
产 生 强降水 的 中尺度 特征 、演 变 及其 水汽 来 源都
１ 引
言
有较为深入的分析 ，揭示 出一些重要事实 ，并弄
水 汽 来 源都 有 独 自的特 征 。对 于我 国东部 江 淮流
统和水汽输送情况也有过一些研究［ ， ］段旭等 卜 认 为［１ 纬高原地区ＭＣ 发生的环境 与其他地 １低 Ｃ 区有明显的不 同； 晏红 明等［１ 分析得出，低纬高 原地区中尺度对流辐合系统的垂直轴线有 随高度
２） ｄ，南北气流在云南 的西南处有明显 的交汇区。 可见 ，低空云南区域处于气旋流场的辐合 区中， 这种高空辐散场与低空辐合场的配置十分有利于
对 流 的发展 。可 见 ，印缅槽 与东 亚冷 槽 的相互 作 用 ，为此 次 西南 地 区暴 雨 的产生 ，特 别是 对 流不
清 了一些 科 学 问题 。然 而 ，对 于 我 国低 纬高 原 云 南 地 区暴 雨 的研究 ，虽从 环 流背 景及 大 尺度 天气 影 响方 面 进行 了总结 和研 究 ［ ］ 得 了一 些有 ，取 意 义 的成果 。并且 ，对直 接 引起 暴雨 的中尺 度 系
云南地处低纬高原地区 ， 回归线横贯云南 北 省南部 ，与东南亚和湄公河流域国家接壤 ，战略 地位十分重要。全省地势从西北向东南倾斜 ，海 拔高度相差悬殊 ， 从南到北 ， 平均每公里海拔升 高６ ｍ。同时 ， 云南兼具低纬气候 、 季风气候 、 高 原气候的特点 ，具有干湿分明、水平分布迥异 、 垂直分带明显 、年温差小 、Ｅ温差大等特点。在 ｔ 这种复杂的地形和气候特点的综合作用下 ，形成 了云南地区的降水强度虽不如我国东部地区 ，但 局地降水 明显 ，并且产生强降水 的中尺度特征和
西部 和南 部 。从 云南 西部 强 降水 中心 附近 选取 ４
时的累积降水量。 从此次暴雨过程ｆ ５月 １ ７日 ｌ ２时一２ ０日 １ ２ 时） ２ ０ｈ ａ高度场的过程平均图上可看到（ 的 ０ Ｐ 图 ２） 强大 的南亚高压位于印度 附近 ， ａ， 云南上空受 反气旋流场控制 ； 副热带高空急流在 ３ 。 ０ Ｎ附近 ， 云南上空位于急流南部 的辐散流场 中。５０ ｈ ａ ０ Ｐ
文 章 编 号 ： １０ —９ ５２ １）５０ ５ —２ ０ ４４ ６ （０ ｏ —６ ７１ １
２０ ０ ４年 初 夏 一次 云 南 暴 雨 过 程 的 中尺 度 系统 及 其 水 汽 特 征 分 析 研 究
董 海萍 ，赵 思雄 ２ ，曾庆存 ２
（． 军气 象 中心 ，北 京 １０４ ； ２ １空 ０８３ ．中国科 学 院大 气物 理研 究 所 国际气 候 环境 中心 ，北京 １０ ２） ０ ０ ９
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暴雨 初期 （ ５１ 图 ａ，随着北 部 东亚槽 的南 压 和 南部 孟加 拉湾 低 压气 旋（８。 ８ Ｅ的东 移 ，云 １ Ｎ， ９。 ）
辐合线北抬 ， 且在云南西部有强降水产生（ ５） 图 ｅ。
一 ｌ ０Ｉ∞ Ｉ 再 Ｉ ．Ｉ呐． Ｉ
云南省部分非常规地面加密站的逐时降雨资料 ，
风云一 ２卫 逐 时红 外云 图 。
稳定能量的释放和再生提供了有利条件 ，同时印 缅槽的稳定维持也有利于暴雨的水汽供应。
２ 产 生暴 雨 的 中尺 度对 流 系统 的 发展演变特征
２ １ 上 下 层 的环 流 配置 ． ２０ ０ ４年 ５ １ 月 ７日 １ ２时一２ ０日 １ ２时（ 界 时 ， 世
最后孟 加 拉湾 气旋 减 弱消 失 ， 冷空 气也 移 出云南 ，
南东北部的强冷空气和西南部的暖湿气流汇合形 成一条西北东南 向的辐合线。随后（ ５ ） 图 ，云南 ｂ 东北部的强冷空气不断南压 ，而虽然南部孟加拉 湾气旋也向东北移动，但 暖空气势力相对较弱，
云南区域气流辐合线也随之消失 ，降水逐渐停止 （ ５ 。从此可见 ，强降水区的产生和发展与低 图 Ｄ
从前 面 的分 析可 知 ，此 次暴 雨 中心 位 于云南
的西部和南部 ，且引起此次云南强降水产生的对 流云团主要有四个（ ４， 图 ）为此选取强降水产生的
区域 ２ ３～２ Ｎ， ９～１１。 对该 区域 中与此 次 ５。 ９ ０ Ｅ，
强降水有关 的中尺度系统的结构状况作进一步的
分 析 。 图 ６和 图 ７分别 为 区域 内平 均 的涡度 、散 度 、垂 直速 度 、相 对 湿度 和假 相 当位温 在 各时 刻
的垂 直剖 面 图 。
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图 ６ 区域 ２ ２ Ｎ，９ １ １ Ｅ内平 均的涡度 、散度 和垂直速度 的垂直剖面 图 ３ ５。 ９ ０ 。
涡度：０ 单位 ：１一 ；散度 ：＋线，单位 ：１ ｓ；垂直速度 ：・ 线， ０ｓ ０ 线，单位 ：１。ｒ ｓ ０ 。ｄ。 ｒ
层辐合线有很好的一致性 ，并且辐合线的发展演
变与冷暖空气 的势力对比相关 。
２４ 中 尺度 系统 物理 场的 演变 特征 ．
辐合线随之 向西南推进 ，使腾冲 １ ８日０～０ ５ ７时
降水量达 ２ ｍ 图 ３） １ ６ ｍ（ ａ。 ９日Ｏ ０时（ ５） 孟加 图 ｃ， 拉湾气旋继续 向东北缓慢移动 ，冷暖空气对峙 ， 冷暖气流汇合形成 的辐合线维持少动 ，也形成了 沿辐合线 的强降水区。随后冷空气继续南压 ，而 孟加拉湾气旋在向云南西部移动的同时，强度也 逐渐减弱 ，此时辐合线略有南压 ，位于云南 的西 南部 ，强降水区也随之南压（ ５） 图 ｄ。其后 ，随着 东亚槽的东移 ，冷空气强度减弱 ，而孟加拉湾气 旋不断东移至云南西部 ，暖空气势力相对较强 ，
下同） 云南出现持续降水天气 ， ｌ 且 ８日 ０ 时一 １ ０ ９ 日０ ０时省内 １５个气象站中有 １４个站出现大 ２ ０ 雨 、暴雨天气 ，其中大雨 ５ 站 ，暴雨 ４ 站 ，大 ５ ２ 暴雨 ７ ，创云南省有气象记录以来历史 同期单 站 日大雨 、暴雨 出现站数最多的记录。在此次强降 水过程 中，全省多处河流超过警戒水位 ，其 中耿 马县南定河沿线 乡镇最高水位达 ５７ ９ １． ４ ｍ，最高 流量达 ５ ５ ； ８ ／ 隆阳区河堤坍塌 ２ 处总长 １ ８ ｍ ｓ ６ ０ ５ ｍ，山体滑坡 ３ ， 处 道路坍塌 １ ２ ４ ５ ｍ，冲毁路段
南地处低纬高原地 区，其降水与我 国东部地区有
所不同 ，其环流特征 、中尺度系统的贡献 ，以及 水汽来源甚至水汽如何进入云南等都需要认真分
析 。 因此 ，对 西 南地 区 ，特别 是 对云 南地 区暴 雨 的研 究也 就成 为 当今科 学 和实 际应 用 中 的一个 重 要课 题 。
东北伸 向西南 ，且有一冷中心位于云南 ，可见冷 空气 已明显侵入云南 ；同时 ，在孟加拉湾的中部
以西 为暖 区 ， 这样 冷 暖空气 交 汇于 云南 的西 南部 。 这从 ８ ０ｈ ａ过 程 平 均流 场 图上 也 清 晰可 见（ ５ Ｐ 图
本文通过对此次云南初夏强降水过程的深入 分析研究 ，力求对云南暴雨发生发展机理有更深 入的理解 ，并对改进云南初夏暴雨预报提供一些 参考。本文在分析时采用的资料包括 ：每 日４ 个
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要： 利用 Ｎ Ｅ 再分析资料、 ＣＰ 地面加密降水资料和风云． 卫星红外云图， ２０ 年云南初夏的一次 ２ 对 ０４
强降水过程的大尺度环流背景 、中尺度 系统和水汽输送特征及来源情况进行 了较 为详尽 的分析研究 。结果表 明 ：（）高低空 环流的有利配置 、印缅槽 与东亚冷槽 的相互 作用 ，为此次 云南 地区暴雨的产生提供 了有 利条 １ 件 ；（）暴雨 至少与四个连续生 消的对 流云团活动直接相关 ，强降水落 区与云南的地形特征相关不 大 ，只与 ２ 低 层辐合线有很好 的一致性 ，而辐合线 的发展演变与冷 暖空气 的势力对 比相关 ；（）对降水 区三维结构 的分 ３ 析表明 ，中尺度对流系统强烈发展 区的低层 为强辐合 、正相对涡度 ，高层为辐散 、负相对 涡度 ；中低层 有较 强的上升 运动 ，低层湿度较大 、有 不稳定能量 的蓄积 和释放 ；（）对 云南 水汽输送分析表 明，直接 影响此次 ４ 云南强降水 的水汽输送 主要来源 于孟 加拉湾 ，并且引起此次云南强 降水 的水 汽辐合是 由风 场辐合 引起的 ，而 水汽平流在这一地 区为弱 的干平 流 ；同时 ，在较强的西南气流下 ，水汽辐合 可存 在于较高的气 压层 。 关 键 词 ：云南暴 雨 ；天气过程 ；中尺度 系统 ；水 汽输 送 ；特征分析
向辐合 区东北 侧 高纬 度地 区倾 斜 的特 征 ；陈艳等
［１ 为 ，云 南水 汽输 送 主要 来 自孟 加拉 湾 ，而南 １认 ３ 海 也 是云南 东 部地 区水汽 输送 的重要 分支 。但 这 些 与 我 国东部 江淮 流 域及 华南 地 区暴 雨 的研 究相
域及华南地区的暴雨 已有过不少研究［ ，对其 卜引
６８ ５
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比尚不多 ，在这一地区引起强降水的中尺度天气 系统的发生发展机理还有待于弄清 ，并且水汽的 输送特征如何？是来源于孟加拉湾 ，还是南海 ， 或是两者都有？这些都是待深入研究的问题 。云
高度场的过程平均图上（ ２ ） 图 ｂ ，东亚冷槽强度较
强 ，低 涡 中心位 于 我 国的东 北地 区 ，云南 位 于东 亚冷 槽 后 ；而 同时 在孟 加拉 湾地 区有 一 印缅槽 存 在 ，云南 位于槽 前 ，此 种环 流形 势 非 常有利 于 冷 暖空气 在 我 国云南 地 区交汇 。在 低层 ８０ ｈ ａ过 ０ Ｐ 程 平均 图上 也可 看 到（ ２） 图 ｃ，有 一 冷舌 从我 国的
文献标识 码：Ａ Ｄ ｉ ０３ ６ ／ｉ ｎ１ ０ ．９ ５２ １．５０ ６ ｏ ：１ ． ９ ．ｓ．０ ４４ ６ ． １ ． ９ ｊｓ ０ ０ ０ 中图分 类号：Ｐ ３ ． ４ ４５
产 生 强降水 的 中尺度 特征 、演 变 及其 水汽 来 源都
１ 引
言
有较为深入的分析 ，揭示 出一些重要事实 ，并弄
水 汽 来 源都 有 独 自的特 征 。对 于我 国东部 江 淮流
统和水汽输送情况也有过一些研究［ ， ］段旭等 卜 认 为［１ 纬高原地区ＭＣ 发生的环境 与其他地 １低 Ｃ 区有明显的不 同； 晏红 明等［１ 分析得出，低纬高 原地区中尺度对流辐合系统的垂直轴线有 随高度
