2013, Vol. 39 
2. 四川省气象台，成都 610072
2. Sichuan Meteorological Observatory, Chengdu 610072
现代气象观测和研究表明, 许多天气灾害诸如暴雨引发的洪涝、雷暴引起的强风暴和龙卷风等经常是中尺度对流系统(mesoscale convective system：MCS)造成的，只有弄清MCS的结构及发生、发展机制, 才能趋利避害造福于人类，在我国MCS每年造成的暴雨洪涝灾害尤为严重, 如2012年7月21—22日华北地区的特大暴雨和四川盆地南部的大暴雨过程，1998年夏季长江流域特大暴雨洪涝灾害，均由若干个MCS强烈发展引起。众多暴雨灾害监测事实表明：MCS是致洪暴雨中的罪魁祸首之一，因此作为预报人员，针对MCS进行总结分析，不仅可以深入认识其发展物理机制，而且可以积累预报经验，提高对中尺度系统的预报能力。过去人们对MCS的研究取得了长足进展, 早期研究工作(Maddox, 1980；Ninomiya et al，1988a；1988b；Fang, 1985)利用卫星云图、雷达资料将MCC定义为外型呈椭圆形、尺度较大、卷云盖面积比单个雷暴大两个量级以上的强对流系统，发现暴雨过程中的强降水是由多个中尺度对流云团造成，近年来随着观测技术改进，卫星、雷达等数据的广泛应用，对中尺度对流系统的认识和研究取得一些新进展, 比如中尺度对流系统发展的环境条件、组织性及演变特征分析(Trier et al，1993；Augustine et al，1994；Schumacher et al，2005；孙军等，2012)，致洪暴雨中的中尺度对流系统引起暴雨的物理过程及机制(Neiman et al, 2008；2012；Sun et al，2010；谌芸等，2012；俞小鼎, 2012；王啸华等，2012)，暴雨过程中的中尺度分析和数值模拟(Sun et al, 2012)等，这些研究表明了中尺度对流系统在暴雨中的重要性。
对于2012年7月21—22日，受500 hPa高原涡与700 hPa西南低涡的影响，四川盆地出现了2012年度汛期中最严重的一次区域性暴雨过程，引发泸州、内江等地出现洪涝灾害，造成重大损失。根据卫星云图监测显示，此次降水是由若干个中尺度对流系统发展引起，水平尺度50~300 km, 属于典型的MCS系统。从过程雨量看，阶段性降水明显，短时强降雨特征突出，降水时间与MCS的生命史基本一致，且集中于两个时间段，即21日00—06时和21日21时至22日03时，其中第一阶段中(图 1a)，四川盆地西部短时强降雨由MCS1发展引起，位于川西高原地区的MCS3尽管TBB较低，但未出现明显的短时强降雨，第二阶段中(图 1b)，MCS2发展造成四川盆地南部短时强降雨过程。显然强降雨与MCS活动密切相关，但不是所有中尺度系统均造成强降水，那么在两涡作用背景下，为什么只有位于盆地内的中尺度对流系统诱发短时强降雨，而位于川西高原地区的对流系统未诱发短时强降雨？其大尺度环流及环境场配置如何，在演变过程中MCS的结构、卫星和雷达特征如何变化？针对这些问题，本文利用FY2D卫星云图云顶亮温(TBB)资料、雷达回波产品和常规气象观测资料、地面自动站降水资料、NCEP 1°×1°逐6 h再分析等资料展开分析，以提高对复杂地形下MCS发生、发展的特征和诱发暴雨物理过程的认识，为暴雨预报提供科学参考依据。
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图 1 2012年7月21日00—06时(a)、7月21日17时至22日03时(b)对流云团每小时的动态示意和7月20日23时至21日06时(c)、7月21日19时至22日03时(d)降雨量图(单位：mm) (a和b中填色区域代表云顶亮温 < -50 ℃) Fig. 1 Hourly evolution of convective cloud clusters from 00:00 to 06:00 BT 21 July 2012 (a) and from 17:00 BT 21 to 03:00 BT 22 July (b), accumulated precipitation from 23:00 BT 20 to 06:00 BT 21 July (c) and from 19:00 BT 21 to 03:00 BT 22 July (d) (unit: mm) [Colored area in (a) and (b) means cloud top TBB < -50℃] |
图 1显示了造成第一阶段(图 1a)和第二阶段(图 1b)短时强降雨的MCS演变及对应的强降水落区(图 1c和1d)，图 1a中C1~C6和图 1b中D1~D11分别代表MCS1和MCS2冷云中心位置随时间演变轨迹。第一阶段中，20日20时(图略)高原涡南侧及东侧有对流云系活动(TBB < -32℃), 此时甘孜和阿坝州北部的小时雨量较小，盆地西部的低空急流已经建立，伴有切变线扰动，但无明显的对流云系发展。随着高原涡云系东移，21日00时开始分裂为两个对流云团，一个位于甘孜州(MCS3)，云顶中心TBB < -60℃, 呈稳定少动特征，持续长达6 h以上，对应的累计雨量在10~25 mm(图 1c)；另一个与四川盆地西部低层的低涡及切变线、低空急流作用，加强为深厚的对流系统(MCS1)，云顶中心TBB < -60℃，对应的累计雨量在50~125 mm之间。从每隔1 h的云图演变来看，MCS1从乐山一带开始增长(见图 1a中的C1)，面积较小，属于β中尺度系统或更小的γ系统，随后往盆地西北部移动，云团中心动态详见图 1a中C2~C6。从逐小时雨量看(图 2a~2f)，短时强降雨集中于乐山、宜宾西部、眉山、资阳西部、成都，德阳、绵阳和广元，与MCS1的活动路径一致，且对流系统达到最旺盛时，降水的强度与范围也达到最大。第二阶段中(图 1b), 短时强降雨集中于21日19时至22日03时，是由MCS2引起，从21日19时开始，盆地南部的泸州、内江、宜宾和自贡一带有对流云团发展，云顶中心TBB < -60℃，呈稳定少动特征，持续6 h以上，以之对应的短时强降雨亦集中于盆地南部一带(图 2g~2l)，且冷云区温度越低，短时强降水越强。显然此次降水是由MCS发展引起，但不是所有MCS诱发了短时强降雨，那么诱发强降雨的MCS具有哪些特征？下面进一步分析。
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图 2 2012年7月21日01—06时第一阶段(a~f)和2012年7月21日至22日02时第二阶段(g~l)1 h累积雨量分布(单位：mm) Fig. 2 1 h accumulated precipitation of the first stage from 01 to 06 BT 21 July 2012 (a-f) and the second stage from 21 BT 21 to 02 BT 22 July 2012 (g-l) in the heavy rainfall process (unit: mm) |
图 3是MCS1和MCS2的TBB时间变化剖面及对应的短时强降雨站数分布，由图可见，两个MCS的TBB变化及与短时强降雨的对应关系存在一些异同点。共同点是：(1) 成熟阶段通常TBB值小于-60℃，存在冷云区，且其外侧的TBB值梯度变化较大，表明与周围云系温差大，对流活跃。(2) 其增强的时间段集中于当天20时到第二天的08时之间, 对应的短时强降雨也集中于MCS的增强阶段，如21日00—06时和21日21时至22日03时，MCS的TBB值较低，小于-60℃的冷云区面积增大，对应的短时强降雨站数也明显增加(图 3e和3f)，而冷云区面积较小的阶段(如MCS初生期和减弱期)，短时强降雨的站数也显著减少。这表明短时强降雨与对流云团发展程度有着密切关系，通常冷云区面积增大、TBB值降低的时间段，对应着较大范围的短时强降雨。不同点为：(1) MCS1是逐渐从西往东移动(图 3a), 从南往北扩展(图 3b)，属于移动性对流云团，20日20时对流云系位于高原地区，并不活跃，TBB值在-40~-30℃之间变化，从20日23时开始，TBB梯度加大，对流云系东移至四川盆地西部，MCS1加强发展，到21日05时左右发展成熟，21日08时后显著减弱。(2) MCS2纬向上稳定少动(图 3c), 经向上逐渐从北往南扩展(图 3d)，属于稳定少动型对流云团，旺盛时TBB < -80℃，集中于21—23时，对应的短时强降雨强度(单站最大100.3 mm)和范围也达到最大。
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图 3 MCS1 (a, b)和MCS2 (c, d)的TBB时间演变及对应雨强R≥20 mm·h-1的站点数分布(e, f) (TBB单位: ℃) [MCS1沿(29°~32°N、103.5°~105°E)平均剖面，MCS2沿(27.5°~31°N、104°~106°E)平均剖面] Fig. 3 TBB evolution of MCS1 (a, b) and MCS2 (c, d) and the corresponding station numbers of rainfall intensity R≥20 mm·h-1 (e, f) (TBB unit: ℃) [MCS1 means average cross-section along (29°-32°N, 103.5°-105°E); MCS2 means average cross-section along (27.5°-31°N, 104°-106°E)] |
为了更细致地描述MCS中的对流特征，结合强降水阶段，进一步采用雷达PUP产品分析，每隔15 min不同仰角的雷达反射率特征(图略)显示，在0.5°、1.5°和2.4°仰角上，短时强降雨区域均能测到40~55 dBz的片状回波，就同一地区而言，强回波持续的时间很少超过1 h，大多呈现“加强—减弱—加强”的特征变化。为说明问题图 4给出某一时刻对流系统的回波分布，21日03时48分(图 4a~4c)成都雷达站测到若干个回波较强的对流单体，不同仰角上的同一区域回波强度均达40 dBz以上，呈团状分布，具有β中尺度(25~250 km)和γ中尺度系统(2~25 km)特征，同时可以看到，同一距离上的反射率因子分布不完全均匀，回波愈强的区域对应着更强的降水。21日21时08分宜宾站(图 4d~4f)雷达显示强降水区域有明显的片状回波，具有β中尺度系统特征，回波顶高、反射率因子达50 dBz以上，表明对流旺盛深厚。另外图 5显示，回波越强的区域，垂直累积液态水含量越高，尤其是在VIL > 10 kg·m-2的区域，通常对应着短时强降雨。回波分析表明，对流系统中存在若干个强回波单体，这些单体反射率因子大(通常超过40 dBz)，对流深厚，是造成短时强降雨的直接系统。
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图 4 2012年7月21日03时48分成都(a~c)和21日21时08分宜宾雷达站(d~f)的基本反射率因子(单位：dBz) (a，d) 0.5°，(b，e) 1.5°，(c，f) 2.4° Fig. 4 Echo reflectivity of Chengdu Radar at 03:48 BT 21 July (a-c) and echo reflectivity of Yibin radar at 21:08 BT 21 July (d-f) (unit: dBz) (a, d) 0.5°, (b, e) 1.5°, (c, f) 2.4° |
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图 5 同图 4, 但为垂直累积液态水含量(VIL) (单位: kg·m-2) Fig. 5 Same as Fig. 4, but refers to the vertically accumulated liquid water content (VIL) (unit: kg·m-2) |
从图 6中可看出，诱发暴雨的MCS在垂直方向上亦具有相似的结构特征。涡度分布显示(图 6a和6d)，MCS演变中一直维持低层正涡度、高层负涡度的结构，但不同阶段中上下层的涡度数值变化不同，如MCS1(21日02时)和MCS2(22日02时)的增长和成熟期，700~900 hPa的正涡度和250~ 100 hPa的负涡度特征要比各自初生期(MCS1：20日20时、MCS2：21日20时)和消亡期(MCS1：21日14时、MCS2：22日14时)更为明显。对于散度(图 6b和6e)，垂直分布结构要比涡度复杂，大致分为1000~850 hPa(低层)、600~400 hPa(中层)和300 hPa以上(高层)3个层次，MCS初生前期，1000~850 hPa上一般为负散度，具有辐合特征，600~400 hPa通常为正散度或较弱的负散度，300 hPa以上一般为正散度。增长阶段低层负散度数值增大，中层逐渐转为负散度，高层正散度增强，这表明随MCS发展，辐合的垂直厚度向上扩展，有利于形成深厚的对流系统。成熟阶段，低层散度达到最大，高层散度要比增长阶段弱一些，消亡期，低层散度和高层散度的数值均减小，中层基本转为正散度或弱的负散度。对于垂直速度(图 6c和6f), 各个阶段中均呈上升运动趋势，随MCS发展而增强，一般在成熟和增长阶段达到最大, 如MCS1(图 6c)达到3.5×10-1 Pa·s-1、MCS2(图 6f)达到5.7×10-1 Pa·s-1以上。
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图 6 MCS1 (a, b, c)和MCS2 (d, e, f)在各个阶段的动力特征变化(涡度、散度单位:10-5 s-1，垂直速度单位：10-1 Pa·s-1)平均区域
(a~c) 20日20时， 21日02时， 21日08时，——21日14时;
(d~f) 21日20时，22日02时，22日08时，——22日14时[MCS1 (29°~32°N、103.5°~105°E), MCS2 (27.5°~31°N、104°~106°E)] Fig. 6 Dynamical characteristics of MCS1 and MCS2 in different developing period (divergence and relative vorticity, unit: 10-5 s-1; vertical speed unit: 10-1 Pa·s-1); mean regions: (a-c) 20:00 BT 20, 02:00 BT 21, 08:00 BT 21, ——14:00 BT 21;
(d-f) 20:00 BT 21, 02:00 BT 22, 08:00 BT 22, ——14:00 BT 22[MCS1 (29°-32°N, 103.5°-105°E), MCS2 (27.5°-31°N, 104°-106°E)] |
另外MCS附近的假相当位温及风场垂直分布亦具有相似性(图 7)，体现在：(1) 中低层(500 hPa至地面)的假相当位温值随高度递减，中高层(500~100 hPa)假相当位温值随高递增，表明中低层大气层结不稳定，热力不稳定是触发对流云团生成的重要条件之一。(2) 风场显示900~200 hPa的水平风随高度具有垂直切变特征，如MCS1(图 7a~c)低层为西南风，中高层为偏北风；MCS2(图 7d~7f)低层为偏东风，中高层为偏北风。(3) 风垂直切变区域对应着垂直上升运动，其数值可达ω < -6×10-1 Pa·s-1, 如MCS1(图 7a和7c)中的104°~105°E和MCS2(图 7d~7f)中的103°~105°E垂直上升速度明显，云系旺盛、活跃，是暴雨出现区域。
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图 7 θse和三维风场的垂直分布 [水平纬向风，实线单位：m·s-1；θse，阴影单位：K; 垂直速度, 单位：10-1 Pa·s-1; MCS1(a，b，c)和MCS2(d，e，f)沿30°N剖面] Fig. 7 Vertical distribution of θse and 3-D wind field [horizontal wind, unit: m·s-1; solid line means θse, unit: K; shaded area means vertical speed, unit: 10-1 Pa·s-1; MCS1 (a, b, c) and MCS2 (d, e, f) along 30°N] |
综上所述，诱发短时强降雨的MCS通常具备云顶亮温低, 回波反射率因子大，对流深厚，VIL数值大等特点，演变过程中具有低层正涡度、负散度，高层负涡度、正散度的垂直结构，而当这种垂直结构进一步加强时，往往对应着明显的短时强降雨。因此，这种物理结构可能是MCS发展维持的动力因素，亦是产生强降水的重要机制之一。
2 MCS的成因分析 2.1 大尺度条件有利的大尺度环流条件对MCS发生发展至关重要，暴雨开始前期20日08时(图略)，500 hPa上青藏高原东部有一低涡环流，是初生的高原涡，从中高纬度地区的贝加尔湖至河套附近有西风槽活动，形成“北槽南涡”的环流形势，此时西太平洋副热带高压588 dagpm线位于115°E附近，700 hPa上四川盆地为西南风，无明显的气旋式辐合，到20日20时(图 8a和8b)，500 hPa“北槽南涡”的环流形势维持，高原涡已移至青海东部至甘孜州北部边缘，位于西风槽底部，其移出高原与高空槽引导有关(顾清源等，2010)，在高原涡西侧有切变线(图 8a中的切变1)，位于甘孜州至西藏东部，此切变线是诱发MCS3的重要系统，700 hPa(图 8b)上四川盆地西北部有一低涡，影响盆地西部至河套一带，在其前部为西南暖湿气流，风速中心为12 m·s-1，达到低空急流(LLJ)，这种环流分布为盆地西部暴雨发生建立了有利的条件；而甘孜地区为西北风，风场特征不利于高原地区产生强降水；到21日08时(图 8c和8d)，“北槽南涡”的环流形势整体略往南移，即500 hPa西风槽经向度加大，向南发展，高原涡也随之略往南移，700 hPa上前12 h位于盆地西北部的低涡环流分裂，一个往盆地南部移动形成西南低涡，一个则沿低空急流带北移至华北暴雨区，同时两个低涡的前部有低空急流(LLJ)，对水汽输送有利。到21日20时(图 8e和8f)，即第二阶段短时强降雨开始期，500 hPa西风槽的经向度进一步加大，高原涡移至盆地南部，与700 hPa西南涡作用诱发了MCS2，高空槽与分裂北上的低涡作用，在同一时间段造成了四川盆地南部和华北地区的大暴雨天气，上下层系统的相互作用及西南暖湿急流带激发出的中尺度对流系统是此次暴雨发生的直接影响系统。
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图 8 500 hPa (a, c, e)和700 hPa (b, d, f)风场及高度场分布
(a, b)20日20时; (c, d)21日08时; (e, f)21日20时 (风速：m·s-1，位势高度：dagpm，L是高原涡，H是西太平洋副热带高压，C：西南涡，C1:C分裂的低涡1，C2:C分裂的低涡2) Fig. 8 Distribution of geopotential height and wind at 500 hPa (a, c, e) and 700 hPa (b, d, f) (a, b) 20:00 BT 20; (c, d) 08:00 BT 21; (e, f) 20:00 BT 21 July [wind unit: m·s-1, geopotential height unit: dagpm, L means plateau vortex, H means West Pacific subtropical high (WPSH), C means southwest low vortex, C1 means low vortex of number 1 aroused by C, C2 means low vortex of number 2 aroused by C] |
可见，在500 hPa “北槽南涡”的环流形势下，高原涡与低层低涡、切变线相互作用诱生了MCS，其中MCS1和MCS2是高原涡东移过程中与盆地低层低涡、急流作用引起，MCS3是由伴随高原涡的切变线引起。下面进一步分析MCS发展的环境条件。
2.2 探空站资料分析利用探空站资料分析MCS生成的环境(表 1)，选取并分析温江站、达州站和甘孜站、红原站的探空资料变化，分别表征第一时段短时强降雨中MCS1和MCS3的生成环境，而宜宾站、达州站的探空资料反映第二时段MCS2的形成环境。这6站的探空资料变化状况见表 1。
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表 1 MCS附近探空物理量分析 Table 1 Physical value analysis for MCS by using sounding stations |
(1) 各个阶段MCS生成前期(20日08时和21日08时), 其附近探空存在正对流有效位能(CAPE > 0)，但也存在一定的对流抑制能量(CIN)，对流抑制能量的存在，使得不稳定大气不容易发生对流活动。暴雨临近时(20日20时和21日20时)，MCS1和MCS2上空的对流不稳定能量(CAPE)较12 h之前均增加，对流抑制能量(CIN)均显著减小，这种变化有利于不稳定能量释放，引起对流活动发生，而MCS3上空的CAPE尽管增大，但CIN值也增大，达到120 J·kg-1以上，仍不利于强烈的对流活动发生。
(2) 热力状态显示，暴雨临近前，盆地内的K指数在32~41 K之间，表明大气已处于热力不稳定，地面水汽混合比在18~21 g·kg-1之间，接近饱和状态，700 hPa至地面各等压面上的RH达到88%~98%，热力和湿度条件满足发生暴雨的要求；高原地区的甘孜站在20日20时地面湿度为59%，红原站为82%，相对湿度较小，且地面水汽混合比在11~13 g·kg-1，因此MCS3附近的水汽条件较盆地内差。
(3) 与暴雨前期(20日08时和21日08时)相比，暴雨临近时(20日20时和21日20时)，盆地内探空站的自由对流高度降低，处于900~950 hPa之间，抬升凝结高度升高，处于900~950 hPa，这种变化表明对流活动较为活跃，有利于生成深厚的对流云团，高原地区的甘孜、红原站在暴雨临近时，自由对流高度亦降低、抬升凝结高度亦升高，但基本位于600~500 hPa之间，这表明高原地区的对流云系比盆地浅薄，而这种变化应该与高海拔地形有密切联系。
(4) 从地面抬升指数来看, 基本为负，其中在第一阶段中的20日20时，温江站达到-2.45，甘孜站0.51；21日20时，宜宾站达到-2.4, 这表明，暴雨临近时，盆地内处于有利的抬升环境中，而高原地区未处于有利的抬升环境中，即便有TBB较低的对流云系活动，仍不能诱发短时强降雨。
由此可见，尽管从云图上难以区别未诱发短时强降雨的MCS3和诱发短时强降雨的MCS1、MCS2，探空资料进一步分析表明：即便各个MCS有对流不稳定能量存在(CPAE > 0), 但MCS3浅薄、水汽差，地面抬升环境不利于诱发降水，而MCS1和MCS2深厚，水汽含量高，地面处于有利的抬升环境中，加上低空急流扰动，因此有利于诱发短时强降雨。
另外T-logp图显示(图 9)，甘孜站(图 9a)和红原站(图略)的温度曲线与湿度线距离较宽，表明湿度要小些，当天天气现象是雷暴伴有阵雨，温江站(图 9b)湿度较大，且有风垂直切变特征，天气现象是成都南部、东部出现雷暴和短时强降水。宜宾站(图 9c)和达州站(图 9d)的湿度层深厚，天气现象是短时强降雨。单站探空图表明：不稳定能量、湿度条件及风垂直切变有利于产生短时强降水，如果湿度较差通常是雷阵雨，因此水汽也是一个重要的条件，这是从探空图获得的信息，实际上水平方向的能量分布也重要，其中总温度场平流是一个重要指标，从图 10a和10b中看出，20日20时700 hPa上盆地西部一带存在冷暖交汇区域，总温度梯度大，有利于大气不稳定产生对流云系，并且总温度密集带的分布较有利于对流系统往西北方向移动，到21日20时，温度平流冷暖交汇刚好处于盆地南部区域，形成南暖北冷结构，有利于激发出稳定、少动的对流系统。从涡度配置看，第一阶段中(图 10c和10d)，盆地西北部500和700 hPa有一个正涡度中心带，位置基本重合，有利于形成正涡度柱，同样在第二阶段(图 10e和10f)，盆地南部的正涡度亦很深厚，能提供对流系统发展所需的涡度条件。总之，大气对流不稳定能量高(CAPE值大)，冷暖平流交汇区，正涡度柱及风垂直切变均有利于对流系统发生发展。
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图 9 2012年7月20日20时(a)甘孜、(b)温江和21日20时(c)宜宾、(d)达州的T-logp图分析 Fig. 9 Analysis of T-logp for Ganzi (a), Wenjiang (b) at 20:00 BT 20 July and Yibin (c), Dazhou (d) at 20:00 BT 21 July 2012 |
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图 10 700 hPa总温度平流(a，b)、500 hPa(c，e)和700 hPa(d，f)涡度分布
(a, c, e) 20日20时，(b, d, f) 21日20时 [涡度单位: 10-5 s-1；总温度平流单位：10-5 ℃·s-1; (a)和(b)中“C”代表总温度冷平流，“W”代表总温度暖平流] Fig. 10 700 hPa total temperature advection (a, b), 500 hPa vorticity (c, e) and 700 hPa vorticity (d, f) (a, c, e) 20:00 BT 20, (b, d, f) 20:00 BT 21 (vorticity unit: 10-5 s-1; temperature advection unit: 10-5 ℃·s-1; "C" means cold temperature advection, "W" means warm temperature advection) |
通过对2012年7月21至22日发生于四川盆地的暴雨过程进行分析，得到以下几点结论。
(1) 这是一次由500 hPa高原涡东移与700 hPa西南低涡作用引起的暴雨过程，从环流形势看，500 hPa上高原涡和西风槽形成的“北槽南涡”型环流及700 hPa上西南低涡和低空急流扰动是造成降水的有利天气学条件，而具有中尺度特征的对流云团是诱发短时强降雨的直接系统。
(2) 分析进一步表明，暴雨过程中的两个短时强降雨过程与MCS活动密切相关，第一时段中高原涡与700 hPa低涡切变线及低空急流(LLJ)作用诱生MCS，进而造成盆地西部短时强降雨；第二时段中高原涡与700 hPa低涡分离南移形成的西南涡作用诱生MCS，造成盆地南部短时强降雨。从环境场条件及能量分布看，MCS发展前期，附近探空站存在正CAPE值，KI指数32~41 K，地面比湿18~21 g·kg-1，相对湿度85%~98%之间，这些条件表明大气不稳定，高能量、高湿度；且其生成的环境场条件具备，热力条件:(a)总温度平流冷暖交汇区域，温度梯度大，且偏向暖区一侧；(b)附近探空站CAPE值大，不稳定能量高。动力条件:(a)具有风垂直切变特征；(b)正涡度深厚，垂直方向能够形成正涡度柱。
(3) 演变过程中MCS具有低层正涡度、负散度，高层负涡度、正散度的垂直结构，且垂直上升速度较大，这种垂直结构特征可能是MCS发展维持的动力因素，亦是产生强降水的重要机制之一。另外卫星云图显示MCS具有β中尺度系统特征，云顶亮温TBB < -60℃, 存在冷云区，在TBB值低的区域，通常对应着短时强降雨。雷达回波图上，多为强的回波单体，同一位置上的不同仰角均能测到强回波，反射率因子可达40 dBz以上，垂直累积液态水含量在10 kg·m-2以上。
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