引言

暴雨是在有利的大尺度环流形势下，由各种尺度天气系统相互作用的产物。对于暴雨天气过程的新一代天气雷达回波演变特征，国内气象专家进行了深入研究，取得了若干有意义的成果。郑秀云等^[1]研究了2003年淮河流域暴雨中-β尺度的雷达回波特征，周雨华等^[2]研究了副高边缘暴雨的多普勒雷达回波特征，侯瑞钦等^[3]分析了暴雨中尺度系统的雷达回波特征。

暴雨是攀西地区的主要灾害性天气，预报难度大。本文利用西昌新一代天气雷达探测资料，对2006年7月6日20时至7日20时发生在攀西地区的暴雨天气过程(以下简称“7.7”过程)进行分析，意在探寻出该地区大范围暴雨的雷达回波特征。西昌新一代天气雷达的型号为CHINA/ CD，位于西昌东面昭觉县境内(27°52′47″N、102°24′38″E)，拔海高度2688m，在雷达东面80.6°、89.3°方位角上存在4.37°的遮挡角。

1 天气实况

在攀西地区“7.7”暴雨天气过程中，冕宁、昭觉每小时的最大雨强均超过40mm，冕宁最大雨强为41.5mm·h^-1(图 1)，出现在6日21—22时，昭觉最大雨强为44.1mm·h^-1，出现在7日01—02时。本次过程攀西地区21个县(市)中就有15个县(市)产生了暴雨，冕宁还发生了大暴雨，安宁河流域面雨量达到创纪录的68.9mm，在攀西地区历史上10次大范围暴雨站数及面雨量排序中(表 1，面雨量采用泰森多边形方法计算)，这次暴雨过程是攀西地区有气象记录以来暴雨范围最大、暴雨站数最多的一次区域性大范围暴雨天气过程，同时也是攀西地区流域面雨量最大的一次暴雨天气过程。

2 暴雨天气过程的高低空环流结构

分析大范围暴雨天气过程临近时刻的高低空环流结构图(图略)，表明：

(1) 攀西地区在对流层高层150hPa层上受强大的南压高压控制，200hPa攀西地区的散度值为127×10^-6s^-1(T213模式初始场的客观分析场，下同)，南压高压所形成的高层强辐散有利于对流风暴的高空出流和对流发生发展。

(2) 在对流层中层500hPa层上，在攀西地区东南侧有稳定的副热带高压存在，虽然副热带高压位置比较偏南，脊线位于21°N(脊线与110°E的交点)，但是由于此时在我国台湾岛以东的太平洋上正有一热带风暴向偏北方向移动，其共轭作用造成副热带高压很稳定^[4]，副热带高压西北侧的西南气流控制了整个攀西地区，构成这次攀西地区大范围暴雨稳定的能量、水汽输送带。在攀西地区西北侧有一发展的青藏高原切变线存在，切变线位于红原经甘孜到林芝一线，该切变线伴随有-3℃的变温中心和-50gpm的变高中心，冷平流加强了切变线的斜压性，使切变线发展，这种发展着的青藏高原切变线在攀西地区产生了散度值达-44×10^-6s^-1的辐合，有利于攀西地区上升运动的形成维持和发展。

(3) 在对流层低层700hPa上，攀西地区位于不断加深的西南低涡东侧。暴雨过程前西南低涡位于九龙附近，巴塘、西昌ΔH₂₄分别为-30gpm、-20gpm，巴塘站高度从6日08时的3070gpm下降到20时的3050gpm，在西南低涡后部和北部有冷平流侵入。6日14时地面图上，温江、林芝、巴塘ΔT₂₄分别为-4、-5、-8℃，冷平流的侵入加深了西南低涡, 所形成的低层强辐合达到-111×10^-6s^-1，触发了攀西地区不稳定能量的释放，诱发对流发展，有利于上升运动的形成维持和发展。

(4) 7月6日20时西昌T-logp图上(图 2)，攀西地区的沙氏指数为-3.1，能量E_k值达到了1207.4J，表明本地大气中储存着丰富的不稳定能量，而且该地区500hPa层以上为西北气流，500hPa层以下为西南流场控制，在700~500hPa层之间存在明显的高空风垂直切变。

3 雷达回波演变特征分析 3.1 强降雨回波的初生阶段

暴雨过程临近时攀西地区空气湿度大，热力对流发展旺盛，6日16时在攀西地区北部就不断有零星积云对流单体生成，17时30分对流单体开始慢慢发展，18时05分在木里、冕宁、甘洛、越西境内分别形成了几块面积大小不等、强度小于35dBz的阵雨降水回波(图 3a, 见彩页)。

3.2 强降雨回波的发展成熟阶段 3.2.1 强降雨回波发展阶段

6日19时后回波发展较快，20时03分大暴雨产生区域的冕宁县城附近的回波强度发展到45dBz (图 3b，见彩页)，在速度图中有转动速度达18m·s^-1的气旋性辐合存在(图 4a，见彩页)，垂直液态含水量不断增大，多层显示(图 4b，见彩页)表明此时回波高度还较低，特别是大于40dBz的强回波高度仅达到5km左右。而木里县北部的回波虽然强度只有35dBz，但却有逆风区^[5]出现(图 4a，见彩页)，说明在该高度区间内存在着风的垂直切变和强的辐合气流，回波将进一步加强发展。

3.2.2 强降雨回波的成熟阶段

6日20时22分，冕宁县城的降雨回波继续加强，强度达50dBz，大于40dBz的强回波高度达5.5 km，顶高达到10km(图略)，垂直液态含水量迅速增大至45kg·m^-2，范围有所增大，径向速度图上有中尺度的纯辐合存在。对应的地面降水量加强，20—21时冕宁的1小时降水量为15.6mm。

21时06分冕宁县城附近的回波进一步发展加强，强度达55dBz(图 3c，见彩页)，22时05分发展成为强降水超级单体风暴^[6](图 3d，见彩页)，回波中心强度超过60dBz，与此相对应的径向速度图上存在辐合区(图 5a，见彩页)，垂直剖面图上有V型缺口的弱回波区WER^[6]出现(图 6a，见彩页)，表明风暴中存在很强的上升运动，大于40dBz的强回波高度达7km，顶高超过12km，强回波中心垂直液态含水量达45kg·m^-2。此时该回波在冕宁县城附近产生了强降水，21—22时冕宁县地面降水量达41.5mm，22—23时降水量达36.2mm。

23时以后，造成冕宁强降水的超级单体减弱，演变为稳定型降水回波，回波主体缓慢向南移至喜德及西昌北部地区，降水回波中有强度大于50dBz的中、小尺度强雨带(图 7a，见彩页)，与此相对应的径向速度图上暴雨云团中有逆风区、小气旋、辐合区等强降水特征出现(图 7b，见彩页)，同时木里、盐源境内又有新的回波生成(图 3e，见彩页)。

7日00时09分木里县境内的新生回波继续发展、范围不断扩大(图 3f，见彩页)，向偏东方向移动，01时13分与主体回波合并(图 3g，见彩页)，主体回波得到加强，回波覆盖面积进一步扩大，垂直剖面图中存在有界弱回波区^[6]BWER(图 6b，见彩页)，表明强降水回波中有较强的上升运动，大于40dBz的强回波高度达9km，顶高超过12km，强回波中心的垂直液态含水量达45kg·m^-2。02时00分盐源新生回波与主体回波合并，使主体回波停滞和稳定发展(图 3h，见彩页)。径向速度图(图 5b、c，见彩页)中显示暴雨云团中有逆风区、小气旋等强降水特征出现，此时降水区域进一步扩大。

6日23时至7日02时为强降雨回波发展成熟阶段，表现为回波覆盖区域不断扩大、有新生回波移入合并、高垂直液态含水量区域扩大、回波强度稳定少变、移动缓慢。该阶段主体回波覆盖区域内的喜德测站6日23时至7日02时降水量达41.6mm。

3.2.3 强降水的持续阶段

7日02—08时为连续性降雨的持续阶段，从反射率因子演变图分析可知(图略)，在测站西部不断有强度为25dBz左右的新生回波移入与主体回波合并，使主体降水回波较长时间在攀西地区停滞。02时以后攀西地区为混合型降水回波覆盖(图 8，见彩页)，降水回波中有多个中心强度维持在35~45dBz、顶高小于6km、垂直液态含水量为10~25kg·m^-2的强降水回波云团。暴雨产生地区的西昌、德昌、普格、布拖等县该时段内的雨量在31~50mm，最大的1小时降水量出现在西昌(03—04时降水量为16.1mm)，为持续对流性降水过程。由于攀西地区南北间有1000m的地形高度差，北高南低，对南来的西南暖湿气流具有明显的抬升作用，有利于强降水的持续。

3.3 强降雨回波的消亡阶段

冷平流对强降雨对流云团生消作用明显，强降雨回波的消亡主要是由于对流层中低层冷平流作用的消失。这点可以从风廓线图上清楚地看到，在强降雨回波生成、发展、成熟阶段，攀西地区整个对流层中低层都是偏北风(图 9a)，表明该地区在对流层中低层有冷平流侵入，而在强降雨回波的消亡阶段，攀西地区整个对流层中低层都是西西南风(图 9b)，表明该地区在对流层中低层的冷平流侵入中止，转为暖平流。08时08分后主体回波移至攀西南部，北部降水结束。同时，随着高空系统的减弱、地面冷空气减弱变性，对流降水所需的冷平流逐渐消失，降水回波面积不断缩小强度不断减弱，到12时降水回波减弱到15dBz以下，降水过程结束。

4 结论

(1) 暴雨过程开始前本地大气中储存着丰富的不稳定能量，高低空风存在垂直切变，在冷空气和高原切变的触发下有利于暴雨的形成。

(2) 产生强降水的超级单体风暴回波强度可达60dBz，1小时就可造成大—暴雨。

(3) 暴雨回波长时间持续的主要机制是降雨回波不断地新生和合并，暴雨回波成熟时在强回波中有较强的上升运动存在，暴雨云团中大于40dBz的强回波高度可达9km，顶高超过12km，垂直液态含水量达45kg·m^-2。

(4) 在大范围暴雨过程，大于50dBz的强回波和速度图上的逆风区、小气旋、辐合区等中小尺度强对流特征与强降水相对应，在短临预报中具有指示意义。

(5) 在此次持续对流性降水过程中，攀西地区北高南低的地势有利于上升运动的维持，地形对强降水回波的停滞和稳定发展起到了加强作用。