2006年7月3日豫北區(qū)域性大暴雨過程：基于WRF模式的數(shù)值模擬與多維度診斷剖析一、引言1.1研究背景與意義暴雨作為一種強(qiáng)降水天氣過程，在短時(shí)間內(nèi)可造成降水量的急劇增加，常常引發(fā)洪澇、山體滑坡、泥石流等次生災(zāi)害，嚴(yán)重威脅人民生命財(cái)產(chǎn)安全，對(duì)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展造成巨大沖擊。據(jù)相關(guān)統(tǒng)計(jì)，全球范圍內(nèi)因暴雨引發(fā)的災(zāi)害所造成的經(jīng)濟(jì)損失每年高達(dá)數(shù)十億美元，并且導(dǎo)致大量人員傷亡。在我國(guó)，暴雨也是最為常見且危害嚴(yán)重的氣象災(zāi)害之一，幾乎每年都會(huì)在不同地區(qū)出現(xiàn)暴雨天氣，給當(dāng)?shù)貛聿煌潭鹊臑?zāi)害影響。例如，2021年河南特大暴雨，造成了嚴(yán)重的城市內(nèi)澇，大量基礎(chǔ)設(shè)施被破壞，許多居民的生活陷入困境，經(jīng)濟(jì)損失慘重。因此，深入研究暴雨的形成機(jī)制、發(fā)展規(guī)律以及準(zhǔn)確預(yù)報(bào)方法，對(duì)于提高氣象災(zāi)害預(yù)警能力、保障社會(huì)經(jīng)濟(jì)穩(wěn)定發(fā)展和人民生命財(cái)產(chǎn)安全具有至關(guān)重要的現(xiàn)實(shí)意義。2006年7月3日發(fā)生在豫北地區(qū)的區(qū)域性大暴雨，同樣給當(dāng)?shù)貛砹孙@著影響。此次大暴雨過程具有降水強(qiáng)度大、影響范圍廣等特點(diǎn)，導(dǎo)致豫北部分地區(qū)出現(xiàn)嚴(yán)重的洪澇災(zāi)害，農(nóng)作物受災(zāi)面積廣泛，交通、通信等基礎(chǔ)設(shè)施受到不同程度的損壞，給當(dāng)?shù)氐霓r(nóng)業(yè)生產(chǎn)和居民生活帶來諸多不便，造成了較大的經(jīng)濟(jì)損失。然而，目前對(duì)于此次豫北大暴雨過程的研究還不夠深入和全面，對(duì)其形成的環(huán)流背景、影響系統(tǒng)以及物理量特征等方面的認(rèn)識(shí)還存在一定的不足。通過對(duì)2006年7月3日豫北區(qū)域性大暴雨過程進(jìn)行數(shù)值模擬與診斷分析，能夠更深入地了解此次大暴雨發(fā)生發(fā)展的物理機(jī)制，揭示其形成的內(nèi)在規(guī)律，為今后類似暴雨過程的預(yù)報(bào)和預(yù)警提供科學(xué)依據(jù)和技術(shù)支持，從而有效提升氣象部門對(duì)豫北地區(qū)暴雨災(zāi)害的防范和應(yīng)對(duì)能力，減少災(zāi)害損失。1.2國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀在暴雨研究領(lǐng)域，國(guó)內(nèi)外學(xué)者進(jìn)行了大量富有成效的工作，取得了一系列重要研究成果。數(shù)值模擬技術(shù)作為研究暴雨的重要手段之一，在國(guó)外得到了廣泛且深入的應(yīng)用。美國(guó)國(guó)家大氣研究中心（NCAR）研發(fā)的天氣研究和預(yù)報(bào)模型（WRF），以其高分辨率和對(duì)復(fù)雜地形及物理過程的良好模擬能力，成為眾多國(guó)外學(xué)者研究暴雨的常用工具。例如，一些學(xué)者利用WRF模式對(duì)美國(guó)中西部地區(qū)的暴雨過程進(jìn)行模擬，通過對(duì)不同物理參數(shù)化方案的試驗(yàn)，深入分析了暴雨過程中水汽輸送、垂直運(yùn)動(dòng)以及能量轉(zhuǎn)換等物理過程，揭示了大尺度環(huán)流背景與中尺度對(duì)流系統(tǒng)相互作用對(duì)暴雨形成和發(fā)展的影響機(jī)制。此外，歐洲中期天氣預(yù)報(bào)中心（ECMWF）的數(shù)值預(yù)報(bào)模式在暴雨模擬和預(yù)報(bào)方面也具有較高的精度和可靠性，通過不斷改進(jìn)模式的動(dòng)力框架和物理過程參數(shù)化方案，能夠?qū)W洲地區(qū)的暴雨天氣進(jìn)行較為準(zhǔn)確的模擬和預(yù)測(cè)。在國(guó)內(nèi)，暴雨研究同樣受到高度重視，眾多科研人員圍繞暴雨的數(shù)值模擬與診斷分析開展了大量研究工作。丁一匯等學(xué)者對(duì)我國(guó)暴雨的研究成果進(jìn)行了系統(tǒng)總結(jié)，為后續(xù)暴雨研究奠定了堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)。趙思雄、高守亭等專家對(duì)中尺度暴雨研究的最新進(jìn)展進(jìn)行了全面回顧和總結(jié)，強(qiáng)調(diào)了數(shù)值模擬在揭示暴雨中尺度特征和物理機(jī)制方面的重要作用。在實(shí)際研究中，國(guó)內(nèi)學(xué)者也廣泛應(yīng)用WRF模式等對(duì)不同地區(qū)的暴雨過程進(jìn)行數(shù)值模擬和診斷分析。劉寧微等通過對(duì)遼寧暴雨的模擬研究發(fā)現(xiàn)，WRF中尺度模式對(duì)于高度場(chǎng)、風(fēng)場(chǎng)等物理量的模擬效果優(yōu)于MM5模式，能夠更成功地再現(xiàn)中尺度過程中環(huán)流形勢(shì)的演變和雨帶分布特征。在針對(duì)西南渦特大暴雨的研究中，有學(xué)者利用WRF模式進(jìn)行數(shù)值模擬，并結(jié)合高空探空、衛(wèi)星云圖等資料進(jìn)行診斷分析，發(fā)現(xiàn)西南渦的強(qiáng)迫作用、地面輻合和山地抬升等因素共同導(dǎo)致了對(duì)流層中層不穩(wěn)定度增加，進(jìn)而形成大范圍強(qiáng)降水。然而，針對(duì)豫北地區(qū)的暴雨研究，盡管已經(jīng)取得了一些進(jìn)展，但仍存在一定的局限性。目前對(duì)于豫北地區(qū)暴雨的研究主要集中在對(duì)個(gè)別暴雨個(gè)例的分析上，缺乏對(duì)該地區(qū)暴雨的系統(tǒng)性、綜合性研究。已有的研究雖然對(duì)一些暴雨過程的環(huán)流背景、影響系統(tǒng)和物理量特征進(jìn)行了分析，但對(duì)于不同類型暴雨的形成機(jī)制和發(fā)展規(guī)律的認(rèn)識(shí)還不夠深入全面。在數(shù)值模擬方面，雖然已經(jīng)應(yīng)用WRF等模式對(duì)豫北地區(qū)的暴雨過程進(jìn)行了模擬研究，但模式的模擬精度和對(duì)暴雨關(guān)鍵物理過程的刻畫能力仍有待進(jìn)一步提高。此外，對(duì)于豫北地區(qū)特殊地形地貌（如太行山脈等）對(duì)暴雨的影響，以及大尺度環(huán)流背景與中尺度系統(tǒng)在暴雨形成過程中的相互作用等方面的研究還相對(duì)薄弱。因此，深入開展2006年7月3日豫北區(qū)域性大暴雨過程的數(shù)值模擬與診斷分析，對(duì)于填補(bǔ)豫北地區(qū)暴雨研究的部分空白，完善對(duì)該地區(qū)暴雨形成機(jī)制和發(fā)展規(guī)律的認(rèn)識(shí)具有重要意義。1.3研究目標(biāo)與內(nèi)容本研究旨在通過對(duì)2006年7月3日豫北區(qū)域性大暴雨過程的數(shù)值模擬與診斷分析，深入揭示此次大暴雨發(fā)生的物理機(jī)制和發(fā)展規(guī)律，為豫北地區(qū)暴雨的預(yù)報(bào)和預(yù)警提供科學(xué)依據(jù)和技術(shù)支持。具體研究?jī)?nèi)容如下：環(huán)流背景與影響系統(tǒng)分析：利用常規(guī)氣象資料、NCEP再分析格點(diǎn)資料以及衛(wèi)星云圖資料等，詳細(xì)分析此次大暴雨發(fā)生時(shí)的大尺度環(huán)流背景，包括西風(fēng)帶系統(tǒng)、副熱帶高壓的位置和強(qiáng)度變化等，明確其對(duì)暴雨形成的宏觀影響。同時(shí)，深入剖析中尺度影響系統(tǒng)，如中低層切變線、地面倒槽、低渦等的發(fā)生發(fā)展過程及其與大暴雨的關(guān)系，確定各影響系統(tǒng)在暴雨形成過程中的具體作用。物理量特征診斷分析：從動(dòng)力學(xué)、熱力學(xué)等角度出發(fā)，對(duì)此次大暴雨過程中的多種物理量進(jìn)行診斷分析。計(jì)算并分析渦度、散度、垂直速度等動(dòng)力因子的分布和演變特征，探究其在暴雨區(qū)上升運(yùn)動(dòng)發(fā)展和維持中的作用機(jī)制。分析水汽通量、水汽通量散度等水汽輸送相關(guān)物理量，明確水汽的來源、輸送路徑以及在豫北地區(qū)的匯聚情況，揭示水汽條件對(duì)大暴雨形成的關(guān)鍵影響。研究假相當(dāng)位溫等熱力學(xué)物理量，了解暴雨區(qū)大氣的穩(wěn)定度狀況，探討不穩(wěn)定能量的積累和釋放過程對(duì)大暴雨發(fā)生發(fā)展的影響。數(shù)值模擬研究：采用WRF中尺度數(shù)值模式對(duì)2006年7月3日豫北區(qū)域性大暴雨過程進(jìn)行數(shù)值模擬。通過合理設(shè)置模式的初始條件、邊界條件以及物理參數(shù)化方案，盡可能準(zhǔn)確地再現(xiàn)此次大暴雨的發(fā)生發(fā)展過程，包括降水強(qiáng)度、落區(qū)和持續(xù)時(shí)間等特征。對(duì)模擬結(jié)果進(jìn)行詳細(xì)分析，從高時(shí)空分辨率的模擬數(shù)據(jù)中，深入研究大暴雨過程中的中尺度結(jié)構(gòu)特征，如中尺度低渦、中尺度輻合輻散系統(tǒng)等的演變規(guī)律，以及它們與暴雨發(fā)展的相互作用機(jī)制。模擬結(jié)果驗(yàn)證與對(duì)比分析：將數(shù)值模擬結(jié)果與實(shí)際觀測(cè)資料（如加密雨量資料、地面氣象站觀測(cè)數(shù)據(jù)等）進(jìn)行對(duì)比驗(yàn)證，評(píng)估WRF模式對(duì)此次豫北大暴雨過程的模擬能力和精度。分析模擬結(jié)果與觀測(cè)數(shù)據(jù)之間的差異，探討模式在模擬過程中存在的不足之處，為進(jìn)一步改進(jìn)模式和提高暴雨模擬精度提供參考依據(jù)。同時(shí)，對(duì)比不同物理參數(shù)化方案下的模擬結(jié)果，研究不同方案對(duì)大暴雨模擬效果的影響，篩選出適用于豫北地區(qū)暴雨模擬的較優(yōu)參數(shù)化方案組合。1.4研究方法與技術(shù)路線本研究綜合運(yùn)用多種研究方法，從不同角度對(duì)2006年7月3日豫北區(qū)域性大暴雨過程展開深入剖析。在資料收集與整理方面，廣泛收集常規(guī)氣象資料，涵蓋地面氣象站和高空探測(cè)站在大暴雨發(fā)生期間的逐時(shí)觀測(cè)數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)包含氣溫、氣壓、濕度、風(fēng)向、風(fēng)速等基本氣象要素，能夠反映大尺度天氣背景下的氣象狀況。同時(shí)，獲取NCEP再分析格點(diǎn)資料，其具有高時(shí)空分辨率，能夠提供全球范圍內(nèi)較為完整的大氣狀態(tài)信息，為研究大尺度環(huán)流背景和中尺度系統(tǒng)演變提供重要的數(shù)據(jù)支持。此外，收集衛(wèi)星云圖資料，利用衛(wèi)星對(duì)地球大氣的宏觀觀測(cè)優(yōu)勢(shì)，直觀地展現(xiàn)云系的分布、移動(dòng)和發(fā)展變化，幫助確定中尺度云團(tuán)的活動(dòng)與大暴雨的關(guān)系。加密雨量資料則詳細(xì)記錄了豫北地區(qū)各站點(diǎn)的降水量變化，為分析降水的時(shí)空分布特征提供了關(guān)鍵數(shù)據(jù)。數(shù)值模擬采用WRF中尺度數(shù)值模式，該模式具備先進(jìn)的動(dòng)力框架和豐富的物理過程參數(shù)化方案，能夠較好地模擬中尺度天氣系統(tǒng)的發(fā)生發(fā)展。在模擬過程中，精心設(shè)置模式的初始條件和邊界條件，以NCEP再分析格點(diǎn)資料作為初始場(chǎng)，確保模式初始時(shí)刻的大氣狀態(tài)盡可能接近實(shí)際情況。邊界條件采用時(shí)間插值的方式，使模式在積分過程中能夠合理地與外界大氣進(jìn)行物質(zhì)和能量交換。對(duì)于物理參數(shù)化方案，選用了經(jīng)過多次試驗(yàn)驗(yàn)證且適用于豫北地區(qū)的方案組合，包括WSM6微物理方案，用于準(zhǔn)確描述云微物理過程，如云滴、雨滴、冰晶等的生成、增長(zhǎng)和轉(zhuǎn)化；RRTMG長(zhǎng)波輻射方案和Dudhia短波輻射方案，以精確模擬大氣長(zhǎng)波和短波輻射過程，考慮輻射對(duì)大氣能量收支和溫度分布的影響；Noah陸面過程方案，用于處理陸面與大氣之間的熱量、水分和動(dòng)量交換，考慮土壤濕度、植被覆蓋等因素對(duì)天氣的影響；YSU邊界層方案，能夠較好地模擬邊界層內(nèi)的湍流輸送和混合過程，準(zhǔn)確刻畫邊界層氣象要素的垂直分布和變化；Kain-Fritsch積云對(duì)流參數(shù)化方案，針對(duì)中尺度對(duì)流系統(tǒng)進(jìn)行參數(shù)化處理，合理描述積云對(duì)流的觸發(fā)、發(fā)展和消亡過程，以及對(duì)大尺度環(huán)境的反饋?zhàn)饔?。通過合理設(shè)置這些參數(shù)化方案，WRF模式能夠更準(zhǔn)確地模擬出豫北大暴雨過程中的各種物理過程和天氣現(xiàn)象。診斷分析方法則從天氣學(xué)、動(dòng)力學(xué)和熱力學(xué)等多個(gè)角度展開。運(yùn)用天氣學(xué)方法，對(duì)大尺度環(huán)流背景和中尺度影響系統(tǒng)進(jìn)行分析，通過繪制高空和地面天氣圖，確定西風(fēng)帶系統(tǒng)、副熱帶高壓等大尺度系統(tǒng)的位置、強(qiáng)度和移動(dòng)路徑，以及中低層切變線、地面倒槽、低渦等中尺度系統(tǒng)的發(fā)生發(fā)展過程，分析它們之間的相互作用及其對(duì)大暴雨形成的影響。從動(dòng)力學(xué)角度，計(jì)算并分析渦度、散度、垂直速度等動(dòng)力因子，研究它們?cè)诒┯陞^(qū)上升運(yùn)動(dòng)發(fā)展和維持中的作用機(jī)制，例如渦度的分布反映了大氣的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)情況，正渦度區(qū)往往對(duì)應(yīng)著上升運(yùn)動(dòng)，而散度則體現(xiàn)了大氣的輻合輻散狀況，輻合區(qū)有利于水汽的聚集和上升運(yùn)動(dòng)的加強(qiáng)。在熱力學(xué)方面，分析假相當(dāng)位溫、位勢(shì)不穩(wěn)定能量等熱力學(xué)物理量，了解暴雨區(qū)大氣的穩(wěn)定度狀況，探討不穩(wěn)定能量的積累和釋放過程對(duì)大暴雨發(fā)生發(fā)展的影響，假相當(dāng)位溫的高值區(qū)通常表示大氣處于高溫高濕狀態(tài)，有利于不穩(wěn)定能量的積聚，當(dāng)不穩(wěn)定能量達(dá)到一定程度并觸發(fā)機(jī)制時(shí)，就會(huì)導(dǎo)致對(duì)流運(yùn)動(dòng)的發(fā)展和大暴雨的產(chǎn)生。本研究的技術(shù)路線流程如下：首先，全面收集常規(guī)氣象資料、NCEP再分析格點(diǎn)資料、衛(wèi)星云圖資料和加密雨量資料等，對(duì)資料進(jìn)行整理和質(zhì)量控制，確保數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和完整性。然后，利用WRF中尺度數(shù)值模式，基于處理后的資料設(shè)置合適的初始條件、邊界條件和物理參數(shù)化方案，對(duì)2006年7月3日豫北區(qū)域性大暴雨過程進(jìn)行數(shù)值模擬。在模擬完成后，將模擬結(jié)果與實(shí)際觀測(cè)資料進(jìn)行對(duì)比驗(yàn)證，通過對(duì)比降水強(qiáng)度、落區(qū)和持續(xù)時(shí)間等關(guān)鍵要素，評(píng)估WRF模式對(duì)此次大暴雨過程的模擬能力和精度。同時(shí)，運(yùn)用診斷分析方法，從天氣學(xué)、動(dòng)力學(xué)和熱力學(xué)等角度，對(duì)模擬結(jié)果和實(shí)際觀測(cè)資料進(jìn)行深入分析，詳細(xì)研究大暴雨發(fā)生的環(huán)流背景、影響系統(tǒng)和物理量特征，揭示大暴雨發(fā)生發(fā)展的物理機(jī)制和規(guī)律。最后，根據(jù)研究結(jié)果，總結(jié)此次大暴雨過程的特點(diǎn)和形成機(jī)制，為豫北地區(qū)暴雨的預(yù)報(bào)和預(yù)警提供科學(xué)依據(jù)和技術(shù)支持，并針對(duì)研究中發(fā)現(xiàn)的問題，提出進(jìn)一步改進(jìn)和研究的方向。二、資料與方法2.1數(shù)據(jù)資料本研究收集了多種類型的數(shù)據(jù)資料，以全面、準(zhǔn)確地分析2006年7月3日豫北區(qū)域性大暴雨過程。常規(guī)氣象資料：來源于國(guó)家氣象信息中心，涵蓋了豫北地區(qū)及其周邊的地面氣象站和高空探測(cè)站的觀測(cè)數(shù)據(jù)。地面氣象站逐小時(shí)記錄氣溫、氣壓、濕度、風(fēng)向、風(fēng)速等氣象要素，能夠反映大暴雨發(fā)生期間地面氣象條件的變化。高空探測(cè)站則每天在08時(shí)和20時(shí)（北京時(shí)）進(jìn)行探測(cè)，獲取不同高度層的氣壓、溫度、濕度、風(fēng)向、風(fēng)速等垂直分布信息，為研究大尺度環(huán)流背景和中尺度系統(tǒng)在垂直方向上的演變提供了重要數(shù)據(jù)。這些常規(guī)氣象資料的空間分布較為廣泛，能夠覆蓋豫北地區(qū)及周邊一定范圍，為研究大暴雨過程提供了基礎(chǔ)的氣象信息。加密雨量資料：由河南省氣象局提供，包含豫北地區(qū)多個(gè)加密雨量站點(diǎn)的降水?dāng)?shù)據(jù)。這些站點(diǎn)分布密集，能夠詳細(xì)記錄豫北地區(qū)降水量的時(shí)空變化。資料的時(shí)間分辨率為1小時(shí)，可精確捕捉降水的開始、結(jié)束時(shí)間以及降水強(qiáng)度在不同時(shí)段的變化。通過對(duì)加密雨量資料的分析，可以清晰地了解大暴雨過程中降水的落區(qū)、強(qiáng)度分布以及降水中心的移動(dòng)路徑，為評(píng)估大暴雨的影響范圍和強(qiáng)度提供了直接的數(shù)據(jù)支持。NCEP再分析格點(diǎn)資料：從美國(guó)國(guó)家環(huán)境預(yù)報(bào)中心（NCEP）官網(wǎng)獲取，其水平分辨率為1°×1°，時(shí)間分辨率為6小時(shí)。該資料提供了全球范圍內(nèi)的大氣狀態(tài)信息，包括高度場(chǎng)、溫度場(chǎng)、濕度場(chǎng)、風(fēng)場(chǎng)等多種氣象要素在不同高度層上的分布。利用NCEP再分析格點(diǎn)資料，可以從大尺度視角研究此次大暴雨發(fā)生時(shí)的環(huán)流背景，分析西風(fēng)帶系統(tǒng)、副熱帶高壓等大尺度天氣系統(tǒng)的位置、強(qiáng)度和移動(dòng)變化，以及它們對(duì)豫北大暴雨的影響。同時(shí)，該資料的高時(shí)空分辨率也有助于研究中尺度系統(tǒng)的演變，如中低層切變線、低渦等系統(tǒng)的發(fā)生發(fā)展過程。衛(wèi)星云圖資料：來源于風(fēng)云二號(hào)氣象衛(wèi)星，該衛(wèi)星位于東經(jīng)115°赤道上空，可提供以我國(guó)中部經(jīng)度為中心的三分之一個(gè)地球范圍內(nèi)每小時(shí)一次的云圖資料。風(fēng)云二號(hào)衛(wèi)星云圖能夠直觀地展現(xiàn)云系的分布、移動(dòng)和發(fā)展變化情況，通過對(duì)衛(wèi)星云圖的分析，可以確定中尺度云團(tuán)的活動(dòng)與大暴雨的關(guān)系，追蹤云團(tuán)的移動(dòng)路徑，判斷云團(tuán)的發(fā)展強(qiáng)度，從而為研究大暴雨的形成和發(fā)展提供重要的觀測(cè)依據(jù)。在此次研究中，衛(wèi)星云圖資料用于輔助分析大暴雨過程中中尺度系統(tǒng)的演變，以及云系與降水的對(duì)應(yīng)關(guān)系。2.2WRF中尺度數(shù)值模式2.2.1模式簡(jiǎn)介WRF（WeatherResearchandForecasting）中尺度數(shù)值模式由美國(guó)國(guó)家大氣研究中心（NCAR）、美國(guó)國(guó)家海洋和大氣管理局（NOAA）等多家科研機(jī)構(gòu)共同研發(fā)。該模式自問世以來，憑借其卓越的性能和廣泛的適用性，在中尺度氣象模擬領(lǐng)域得到了極為廣泛的應(yīng)用，已成為氣象研究和業(yè)務(wù)預(yù)報(bào)的重要工具。WRF模式具有諸多顯著特點(diǎn)。它采用了先進(jìn)的非靜力平衡動(dòng)力學(xué)框架，能夠精確地描述大氣中各種復(fù)雜的動(dòng)力過程，尤其是對(duì)中尺度天氣系統(tǒng)的模擬能力十分出色。這使得WRF模式能夠捕捉到大氣中尺度系統(tǒng)的細(xì)微變化，如中尺度低渦、切變線等，為研究中尺度天氣現(xiàn)象提供了有力支持。該模式具備高度的靈活性和可擴(kuò)展性，用戶可根據(jù)具體研究需求，對(duì)模式的物理過程參數(shù)化方案、水平分辨率、垂直分層等進(jìn)行靈活調(diào)整，從而滿足不同地區(qū)、不同天氣條件下的模擬需求。在研究復(fù)雜地形區(qū)域的暴雨時(shí)，可以通過提高模式的水平分辨率，更好地刻畫地形對(duì)氣流的影響；或者選擇合適的物理過程參數(shù)化方案，以準(zhǔn)確模擬云微物理過程和降水機(jī)制。WRF模式的發(fā)展歷程也是不斷完善和進(jìn)步的過程。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展和氣象觀測(cè)資料的日益豐富，WRF模式在動(dòng)力框架、物理過程參數(shù)化、數(shù)據(jù)同化等方面都取得了顯著的改進(jìn)和創(chuàng)新。早期的WRF模式在動(dòng)力框架的設(shè)計(jì)上不斷優(yōu)化，以提高對(duì)大氣運(yùn)動(dòng)的模擬精度；同時(shí)，對(duì)物理過程參數(shù)化方案進(jìn)行了大量的研究和改進(jìn)，使其能夠更準(zhǔn)確地描述云微物理、輻射傳輸、邊界層等物理過程。近年來，WRF模式在數(shù)據(jù)同化技術(shù)方面取得了重要進(jìn)展，能夠?qū)⒏喾N類的觀測(cè)資料有效地融合到模式中，進(jìn)一步提高了模式的初始場(chǎng)質(zhì)量和模擬精度。在中尺度氣象模擬中，WRF模式展現(xiàn)出了明顯的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)。與傳統(tǒng)的氣象模式相比，WRF模式的分辨率更高，能夠提供更為詳細(xì)的氣象要素場(chǎng)信息。通過高分辨率的模擬，WRF模式可以清晰地展現(xiàn)中尺度天氣系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和演變特征，如暴雨過程中降水的精細(xì)分布、中尺度對(duì)流系統(tǒng)的發(fā)展和傳播等。這對(duì)于深入研究中尺度天氣現(xiàn)象的形成機(jī)制和發(fā)展規(guī)律具有重要意義。WRF模式支持多種物理過程參數(shù)化方案的組合，用戶可以根據(jù)不同的研究目的和模擬區(qū)域的特點(diǎn)，選擇最合適的方案組合，從而提高模擬結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性。在模擬豫北地區(qū)的暴雨時(shí)，可以根據(jù)該地區(qū)的地形、氣候特點(diǎn)，選擇適合的微物理過程、積云參數(shù)化方案等，以更好地模擬暴雨的發(fā)生發(fā)展過程。此外，WRF模式還具有良好的并行計(jì)算能力，能夠在高性能計(jì)算機(jī)集群上高效運(yùn)行，大大縮短了模擬計(jì)算時(shí)間，提高了研究效率。2.2.2模式設(shè)置在對(duì)2006年7月3日豫北區(qū)域性大暴雨過程進(jìn)行數(shù)值模擬時(shí)，本研究對(duì)WRF模式進(jìn)行了精心設(shè)置。模擬區(qū)域的確定充分考慮了豫北地區(qū)的地理位置和此次大暴雨的影響范圍。采用了三重嵌套網(wǎng)格設(shè)置，最外層區(qū)域（Domain1）覆蓋了我國(guó)中東部大部分地區(qū)，水平分辨率為27km，能夠捕捉到大尺度環(huán)流背景的變化對(duì)豫北大暴雨的影響。中間層區(qū)域（Domain2）范圍縮小至豫北及其周邊地區(qū)，水平分辨率提高到9km，進(jìn)一步細(xì)化了對(duì)中尺度系統(tǒng)的模擬。最內(nèi)層區(qū)域（Domain3）聚焦于豫北地區(qū)，水平分辨率達(dá)到3km，能夠精確地模擬豫北地區(qū)暴雨的精細(xì)化特征，如降水中心的位置和強(qiáng)度變化。這種多重嵌套網(wǎng)格設(shè)置，既考慮了大尺度環(huán)流背景的影響，又能夠?qū)υケ钡貐^(qū)的中尺度暴雨過程進(jìn)行高分辨率模擬，有助于全面深入地研究此次大暴雨過程。垂直方向上，模式設(shè)置了50個(gè)垂直分層，從地面向上延伸至約50hPa高度。垂直分層在近地面較為密集，能夠更好地捕捉邊界層內(nèi)的氣象要素變化，隨著高度的增加，分層逐漸變疏。這種垂直分層設(shè)置能夠準(zhǔn)確地描述大氣在垂直方向上的結(jié)構(gòu)和變化，為模擬大氣的垂直運(yùn)動(dòng)、水汽輸送等過程提供了良好的基礎(chǔ)。在物理過程參數(shù)化方案的選擇上，經(jīng)過多次試驗(yàn)和對(duì)比分析，最終確定了適用于此次模擬的方案組合。微物理過程選用WSM6方案，該方案能夠較好地描述云滴、雨滴、冰晶、雪晶和霰等六種水物質(zhì)的相互轉(zhuǎn)化過程，準(zhǔn)確地模擬云微物理過程對(duì)降水的影響。積云參數(shù)化方案采用Kain-Fritsch方案，該方案能夠合理地描述積云對(duì)流的觸發(fā)、發(fā)展和消亡過程，以及積云對(duì)流與大尺度環(huán)境的相互作用，對(duì)于模擬豫北地區(qū)的對(duì)流性降水具有較好的效果。長(zhǎng)波輻射過程采用RRTMG方案，短波輻射過程采用Dudhia方案，這兩種方案能夠精確地模擬大氣長(zhǎng)波和短波輻射過程，考慮輻射對(duì)大氣能量收支和溫度分布的影響。邊界層過程選用YSU方案，該方案能夠較好地模擬邊界層內(nèi)的湍流輸送和混合過程，準(zhǔn)確刻畫邊界層氣象要素的垂直分布和變化。陸面過程采用Noah方案，該方案能夠合理地處理陸面與大氣之間的熱量、水分和動(dòng)量交換，考慮土壤濕度、植被覆蓋等因素對(duì)天氣的影響。通過選用這些經(jīng)過驗(yàn)證的物理過程參數(shù)化方案，WRF模式能夠更準(zhǔn)確地模擬出2006年7月3日豫北區(qū)域性大暴雨過程中的各種物理過程和天氣現(xiàn)象。2.3診斷分析方法在對(duì)2006年7月3日豫北區(qū)域性大暴雨過程進(jìn)行深入研究時(shí)，診斷分析方法是揭示其物理機(jī)制和發(fā)展規(guī)律的重要手段。本研究運(yùn)用多種診斷分析方法，從動(dòng)力學(xué)、熱力學(xué)等多個(gè)角度對(duì)此次大暴雨過程進(jìn)行剖析。從動(dòng)力學(xué)角度出發(fā)，主要計(jì)算和分析渦度、散度、垂直螺旋度等動(dòng)力因子。渦度是衡量大氣旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的重要物理量，其計(jì)算公式為：\zeta=\frac{\partialv}{\partialx}-\frac{\partialu}{\partialy}，其中u和v分別為水平風(fēng)速在x和y方向上的分量。在暴雨分析中，正渦度的產(chǎn)生和增強(qiáng)往往意味著大氣中存在氣旋性旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，有利于上升運(yùn)動(dòng)的發(fā)展和維持，進(jìn)而為暴雨的形成提供動(dòng)力條件。例如，在此次豫北大暴雨過程中，當(dāng)有中尺度低渦等系統(tǒng)生成和發(fā)展時(shí)，其中心區(qū)域往往對(duì)應(yīng)著明顯的正渦度區(qū)，這些正渦度區(qū)的存在使得空氣產(chǎn)生強(qiáng)烈的上升運(yùn)動(dòng)，為水汽的垂直輸送和凝結(jié)降水提供了有利的動(dòng)力環(huán)境。散度用于描述大氣的輻合輻散狀況，其計(jì)算公式為：D=\frac{\partialu}{\partialx}+\frac{\partialv}{\partialy}。在暴雨區(qū)，低空的輻合能夠促使水汽的聚集，而高空的輻散則有利于上升氣流的持續(xù)發(fā)展，從而形成強(qiáng)烈的垂直上升運(yùn)動(dòng)，為暴雨的發(fā)生提供充足的水汽和動(dòng)力支持。在此次大暴雨過程中，通過對(duì)散度場(chǎng)的分析發(fā)現(xiàn)，在暴雨中心附近的低空區(qū)域存在顯著的輻合中心，大量的水汽在輻合作用下不斷向該區(qū)域匯聚；同時(shí)，在高空相應(yīng)位置出現(xiàn)明顯的輻散中心，使得低空輻合上升的氣流能夠順利地向上伸展，維持強(qiáng)烈的垂直運(yùn)動(dòng)，為暴雨的持續(xù)發(fā)展創(chuàng)造了條件。垂直螺旋度是一個(gè)綜合反映大氣垂直運(yùn)動(dòng)和渦度相互作用的物理量，其計(jì)算公式為：H=\omega\zeta，其中\(zhòng)omega為垂直速度，\zeta為渦度垂直分量。垂直螺旋度能夠很好地描述大氣的旋轉(zhuǎn)上升運(yùn)動(dòng)，在暴雨天氣中，其正值區(qū)往往與強(qiáng)降水區(qū)域有較好的對(duì)應(yīng)關(guān)系。在豫北大暴雨過程中，通過對(duì)垂直螺旋度的計(jì)算和分析發(fā)現(xiàn)，在降水強(qiáng)度較大的區(qū)域，垂直螺旋度呈現(xiàn)出明顯的正值，且正值中心的強(qiáng)度和位置與暴雨中心的強(qiáng)度和移動(dòng)路徑密切相關(guān)。這表明垂直螺旋度對(duì)于揭示暴雨的發(fā)生發(fā)展機(jī)制具有重要的指示意義，其正值區(qū)的出現(xiàn)和發(fā)展反映了大氣中旋轉(zhuǎn)上升運(yùn)動(dòng)的增強(qiáng)，有利于水汽的垂直輸送和降水的形成。在熱力學(xué)方面，主要分析假相當(dāng)位溫（\theta_{se}）等熱力學(xué)物理量。假相當(dāng)位溫是指飽和氣塊在絕熱上升過程中，水汽全部凝結(jié)釋放潛熱后，再沿干絕熱線下降到1000hPa時(shí)所具有的位溫，其計(jì)算公式較為復(fù)雜，涉及到氣壓、溫度、水汽壓等多個(gè)氣象要素。假相當(dāng)位溫在干絕熱和濕絕熱過程中都具有保守性，是反映大氣熱力學(xué)狀態(tài)的重要參數(shù)。在暴雨分析中，\theta_{se}的高值區(qū)通常表示大氣處于高溫高濕狀態(tài)，蘊(yùn)含著豐富的不穩(wěn)定能量。當(dāng)大氣中存在合適的觸發(fā)機(jī)制時(shí)，這些不穩(wěn)定能量就會(huì)釋放出來，導(dǎo)致對(duì)流運(yùn)動(dòng)的發(fā)展和暴雨的產(chǎn)生。在此次豫北大暴雨過程中，通過對(duì)\theta_{se}的分析發(fā)現(xiàn)，在暴雨區(qū)附近存在明顯的\theta_{se}高值區(qū)，且隨著暴雨的發(fā)展，\theta_{se}高值區(qū)的范圍和強(qiáng)度也在不斷變化。這表明\theta_{se}對(duì)于判斷大氣的不穩(wěn)定狀態(tài)和暴雨的發(fā)生發(fā)展具有重要的指示作用，通過對(duì)其時(shí)空分布特征的分析，可以更好地理解暴雨過程中的熱力學(xué)機(jī)制。通過對(duì)渦度、散度、垂直螺旋度、假相當(dāng)位溫等物理量的計(jì)算和分析，能夠從動(dòng)力學(xué)和熱力學(xué)角度全面深入地揭示2006年7月3日豫北區(qū)域性大暴雨過程的發(fā)生發(fā)展機(jī)制，為進(jìn)一步提高暴雨的預(yù)報(bào)和預(yù)警能力提供科學(xué)依據(jù)。三、天氣概況與環(huán)流背景分析3.1降水時(shí)空分布特征利用加密雨量資料，對(duì)2006年7月2-3日豫北地區(qū)降水量進(jìn)行細(xì)致分析，得到該地區(qū)降水量的時(shí)間變化和空間分布特征。從時(shí)間變化來看（圖1），豫北地區(qū)此次降水過程主要集中在7月3日凌晨至上午時(shí)段。7月2日20時(shí)（北京時(shí)，下同）之前，豫北大部分地區(qū)降水量較小，僅個(gè)別站點(diǎn)有微量降水。2日20時(shí)之后，降水逐漸開始增強(qiáng)，到3日02時(shí)-08時(shí)期間，降水強(qiáng)度迅速增大，達(dá)到峰值階段，多個(gè)站點(diǎn)出現(xiàn)小時(shí)降水量超過20mm的強(qiáng)降水情況。例如，安陽(yáng)市某站點(diǎn)在3日05時(shí)的小時(shí)降水量達(dá)到了35mm。此后，降水強(qiáng)度逐漸減弱，到3日14時(shí)以后，大部分地區(qū)降水基本停止。圖1：2006年7月2-3日豫北地區(qū)降水量時(shí)間變化曲線（選取部分代表性站點(diǎn)）從空間分布來看（圖2），此次大暴雨的降水落區(qū)呈現(xiàn)出明顯的東西向帶狀分布特征。降水中心主要位于豫北的中部和東部地區(qū)，其中，滑縣、長(zhǎng)垣等地的降水量最大，24小時(shí)降水量超過150mm。在這些降水中心區(qū)域，強(qiáng)降水范圍較為集中，形成了明顯的降水高值中心。而在豫北的西部地區(qū)，降水量相對(duì)較小，一般在50mm以下。降水從西向東逐漸增強(qiáng)，等雨量線大致呈東西走向，這與大尺度環(huán)流背景和中尺度影響系統(tǒng)的分布密切相關(guān)。圖2：2006年7月3日08時(shí)-4日08時(shí)豫北地區(qū)24小時(shí)降水量空間分布（單位：mm）此次豫北大暴雨過程的降水集中時(shí)段和落區(qū)特點(diǎn)，與大尺度環(huán)流背景下的水汽輸送、中尺度系統(tǒng)的發(fā)展演變密切相關(guān)。在后續(xù)的研究中，將進(jìn)一步結(jié)合環(huán)流背景和物理量場(chǎng)分析，深入探討其形成機(jī)制。三、天氣概況與環(huán)流背景分析3.2環(huán)流形勢(shì)演變3.2.1500hPa環(huán)流形勢(shì)利用NCEP再分析格點(diǎn)資料，分析2006年7月2-3日500hPa高度場(chǎng)的演變，可清晰揭示此次豫北大暴雨過程中500hPa環(huán)流形勢(shì)的變化特征及其對(duì)大暴雨的影響。7月2日08時(shí)（圖3a），在500hPa高度場(chǎng)上，亞洲中高緯度地區(qū)呈現(xiàn)兩槽一脊的環(huán)流形勢(shì)。其中，在貝加爾湖以東地區(qū)存在一個(gè)深厚的低槽，槽線呈東北-西南走向，該低槽引導(dǎo)冷空氣向南擴(kuò)散，為豫北大暴雨的發(fā)生提供了冷空氣條件。在烏拉爾山地區(qū)則維持一個(gè)高壓脊，其穩(wěn)定存在對(duì)冷空氣的南下路徑和強(qiáng)度起到了一定的調(diào)整作用。在中低緯度地區(qū)，西太平洋副熱帶高壓呈東西向分布，其脊線位于28°N附近，西伸脊點(diǎn)到達(dá)110°E左右，副高的西伸使得其外圍的西南氣流加強(qiáng)，將來自南海和西太平洋的暖濕水汽源源不斷地向豫北地區(qū)輸送，為大暴雨的形成提供了充沛的水汽來源。此時(shí)，在蘭州附近生成一個(gè)低壓環(huán)流，同時(shí)在合作、紅原、巴塘一線有一低槽（西風(fēng)槽）存在，該西風(fēng)槽東移過程中與副高外圍的暖濕氣流相互作用，觸發(fā)了上升運(yùn)動(dòng)，為大暴雨的發(fā)生提供了動(dòng)力條件。圖3：2006年7月2-3日500hPa高度場(chǎng)及風(fēng)場(chǎng)（單位：dagpm，陰影為高度場(chǎng)，箭矢為風(fēng)場(chǎng)）（a）2日08時(shí)；（b）2日20時(shí)；（c）3日08時(shí)；（d）3日20時(shí)7月2日20時(shí)（圖3b），500hPa高度場(chǎng)上，副高穩(wěn)定少動(dòng)，其強(qiáng)度和位置變化不大。而蘭州附近生成的低壓環(huán)流略減弱并東南移至平?jīng)龈浇?，合作、紅原、巴塘一線的低槽加強(qiáng)東移至安康、重慶、昆明一線。同時(shí)，在延安、鄭州一線有一橫切變生成，這一橫切變的形成進(jìn)一步加強(qiáng)了冷暖空氣在豫北地區(qū)的交匯，使得上升運(yùn)動(dòng)加劇，降水開始在豫北地區(qū)出現(xiàn)。此時(shí)，豫北地區(qū)處于副高外圍的西南氣流與西風(fēng)槽前的西南氣流的共同影響之下，水汽條件和動(dòng)力條件都得到了進(jìn)一步的加強(qiáng)，有利于大暴雨的發(fā)展。7月3日08時(shí)（圖3c），500hPa高度場(chǎng)上，副高依然維持穩(wěn)定狀態(tài)。低壓環(huán)流繼續(xù)東移，位于西安附近，低槽進(jìn)一步東移至湖北、湖南西部一帶。延安、鄭州一線的橫切變有所加強(qiáng)，其影響范圍擴(kuò)大，使得豫北地區(qū)的上升運(yùn)動(dòng)持續(xù)維持和加強(qiáng)，降水強(qiáng)度進(jìn)一步增大，大暴雨進(jìn)入鼎盛階段。此時(shí)，豫北地區(qū)上空的水汽通量明顯增大，水汽在上升運(yùn)動(dòng)的作用下不斷凝結(jié)成云致雨，導(dǎo)致降水量急劇增加。7月3日20時(shí)（圖3d），500hPa高度場(chǎng)上，副高開始減弱東退，其西伸脊點(diǎn)東移至120°E附近，脊線也有所南壓。低壓環(huán)流和低槽繼續(xù)東移，橫切變逐漸減弱消失。隨著副高的東退和影響系統(tǒng)的東移，豫北地區(qū)的水汽輸送和上升運(yùn)動(dòng)逐漸減弱，降水趨于結(jié)束。此時(shí)，豫北地區(qū)上空的水汽通量明顯減小，上升運(yùn)動(dòng)也逐漸減弱，大氣中的不穩(wěn)定能量得到釋放，降水過程逐漸停止。500hPa高度場(chǎng)上西風(fēng)槽與副熱帶高壓的相互作用，以及低壓環(huán)流和橫切變的演變，對(duì)豫北地區(qū)的氣流和水汽輸送產(chǎn)生了重要影響，為此次區(qū)域性大暴雨的發(fā)生發(fā)展提供了有利的大尺度環(huán)流背景。3.2.2中低層環(huán)流形勢(shì)在2006年7月2-3日豫北大暴雨過程中，700hPa和850hPa等中低層環(huán)流形勢(shì)的演變對(duì)大暴雨的發(fā)生發(fā)展起到了關(guān)鍵作用。通過對(duì)NCEP再分析格點(diǎn)資料的分析，可深入了解中低層環(huán)流形勢(shì)的變化特征及其與大暴雨的關(guān)系。7月2日08時(shí)（圖4a），在700hPa高度場(chǎng)上，蘭州、平?jīng)鲋g出現(xiàn)一個(gè)低壓環(huán)流，延安、平?jīng)鲋g有一東西向切變生成。此時(shí)，中低層西南急流已經(jīng)建立，急流軸位于重慶、武漢一線，風(fēng)速達(dá)到8-12m/s。西南急流的建立為豫北地區(qū)帶來了充沛的水汽，水汽在切變線附近輻合上升，為大暴雨的發(fā)生提供了水汽和動(dòng)力條件。在850hPa高度場(chǎng)上，東北部有冷空氣經(jīng)華北侵入豫北地區(qū)，與西南急流帶來的暖濕空氣在豫北地區(qū)交匯，形成了明顯的鋒區(qū)。鋒區(qū)附近的輻合上升運(yùn)動(dòng)進(jìn)一步加強(qiáng)，有利于降水的形成。圖4：2006年7月2-3日700hPa高度場(chǎng)及風(fēng)場(chǎng)（單位：dagpm，陰影為高度場(chǎng)，箭矢為風(fēng)場(chǎng)）（a）2日08時(shí)；（b）2日20時(shí)；（c）3日08時(shí)；（d）3日20時(shí)7月2日20時(shí)（圖4b），700hPa高度場(chǎng)上，低壓環(huán)流東移至平?jīng)觥⑽靼仓g，切變線加強(qiáng)東伸至豫北地區(qū)，使得豫北地區(qū)的上升運(yùn)動(dòng)進(jìn)一步增強(qiáng)。同時(shí)，有等值線為12℃的冷舌西伸至豫北，冷舌的出現(xiàn)表明冷空氣的侵入，進(jìn)一步加強(qiáng)了冷暖空氣的交匯，使得不穩(wěn)定能量進(jìn)一步積累，為大暴雨的發(fā)展提供了更有利的條件。在850hPa高度場(chǎng)上，鄭州、徐州一線有切變線生成，西南急流加強(qiáng)西伸北抬，風(fēng)速?gòu)?8時(shí)的4m/s銳增到12m/s以上。西南急流的加強(qiáng)使得水汽輸送更加充沛，水汽在切變線附近強(qiáng)烈輻合上升，導(dǎo)致豫北地區(qū)的降水強(qiáng)度迅速增大，大暴雨開始出現(xiàn)。7月3日08時(shí)（圖4c），700hPa高度場(chǎng)上，低壓環(huán)流繼續(xù)東移，位于西安、鄭州之間，切變線進(jìn)一步加強(qiáng)，其影響范圍擴(kuò)大，豫北地區(qū)處于切變線的強(qiáng)烈影響之下，上升運(yùn)動(dòng)持續(xù)維持和加強(qiáng)。此時(shí)，西南急流維持強(qiáng)盛，源源不斷地為豫北地區(qū)輸送水汽，使得降水持續(xù)增強(qiáng)，大暴雨進(jìn)入最強(qiáng)盛階段。在850hPa高度場(chǎng)上，切變線穩(wěn)定維持在鄭州、徐州一線，西南急流略有加強(qiáng)，水汽輸送持續(xù)穩(wěn)定，為大暴雨的持續(xù)提供了充足的水汽供應(yīng)。7月3日20時(shí)（圖4d），700hPa高度場(chǎng)上，切變線東移至鄭州、徐州、射陽(yáng)一線，其對(duì)豫北地區(qū)的影響逐漸減弱，豫北地區(qū)的上升運(yùn)動(dòng)也隨之減弱。此時(shí)，西南急流開始減弱，水汽輸送減少，降水強(qiáng)度逐漸減小。在850hPa高度場(chǎng)上，切變線加強(qiáng)東伸至山東、江蘇之間，西南急流加強(qiáng)略有東移，雨區(qū)東移，豫北地區(qū)降水趨于結(jié)束。隨著中低層影響系統(tǒng)的東移和減弱，豫北地區(qū)的水汽和動(dòng)力條件逐漸變差，大暴雨過程逐漸結(jié)束。700hPa和850hPa中低層切變線、低渦等系統(tǒng)的生成、移動(dòng)和演變，以及西南急流的變化，與豫北大暴雨的發(fā)生發(fā)展密切相關(guān)。這些中低層系統(tǒng)的相互作用，為大暴雨的發(fā)生提供了充足的水汽、強(qiáng)烈的上升運(yùn)動(dòng)和不穩(wěn)定能量，是此次豫北大暴雨過程形成的重要中尺度影響系統(tǒng)。3.2.3地面形勢(shì)地面形勢(shì)的演變?cè)?006年7月2-3日豫北大暴雨過程中同樣起著不可或缺的作用。通過對(duì)地面天氣圖的分析，可以清晰地了解地面倒槽等系統(tǒng)的活動(dòng)情況，以及它們對(duì)水汽匯聚和垂直運(yùn)動(dòng)的觸發(fā)作用。7月2日08時(shí)（圖5a），從地面圖上可以看出，東路弱冷空氣不斷補(bǔ)充，其冷空氣前沿位于華北地區(qū)。此時(shí)，豫北地區(qū)處于弱氣壓場(chǎng)控制之下，氣壓梯度較小，天氣相對(duì)穩(wěn)定。然而，這種弱氣壓場(chǎng)環(huán)境為后續(xù)地面系統(tǒng)的發(fā)展和水汽匯聚提供了一定的條件。圖5：2006年7月2-3日地面氣壓場(chǎng)及風(fēng)場(chǎng)（單位：hPa，陰影為氣壓場(chǎng)，箭矢為風(fēng)場(chǎng)）（a）2日08時(shí)；（b）2日20時(shí)；（c）3日08時(shí)；（d）3日20時(shí)7月2日20時(shí)（圖5b），地面江淮倒槽生成，豫北處于倒槽北側(cè)東北氣流中。江淮倒槽的出現(xiàn)，使得豫北地區(qū)的氣壓梯度增大，氣流輻合加強(qiáng)。東北氣流將北方的冷空氣與江淮地區(qū)的暖濕空氣在豫北地區(qū)匯聚，形成了明顯的鋒區(qū)。鋒區(qū)附近的輻合上升運(yùn)動(dòng)觸發(fā)了大氣的不穩(wěn)定能量，使得水汽開始凝結(jié)成云致雨，降水開始在豫北地區(qū)出現(xiàn)。同時(shí)，江淮倒槽的存在也有利于水汽的輸送和匯聚，為大暴雨的發(fā)展提供了充足的水汽條件。7月3日08時(shí)（圖5c），地面江淮倒槽持續(xù)維持，其強(qiáng)度略有增強(qiáng)。豫北地區(qū)仍然處于倒槽北側(cè)東北氣流的控制之下，輻合上升運(yùn)動(dòng)持續(xù)維持和加強(qiáng)。此時(shí)，水汽在倒槽的作用下不斷向豫北地區(qū)匯聚，降水強(qiáng)度進(jìn)一步增大，大暴雨進(jìn)入鼎盛階段。倒槽附近的強(qiáng)輻合區(qū)使得水汽不斷被抽吸到豫北地區(qū)上空，在上升運(yùn)動(dòng)的作用下，水汽迅速凝結(jié)成云致雨，導(dǎo)致降水量急劇增加。7月3日20時(shí)（圖5d），地面江淮倒槽開始減弱，其對(duì)豫北地區(qū)的影響逐漸減小。隨著倒槽的減弱，豫北地區(qū)的氣壓梯度減小，氣流輻合減弱，上升運(yùn)動(dòng)逐漸減弱。水汽的匯聚和輸送也相應(yīng)減少，降水強(qiáng)度逐漸減小，大暴雨過程逐漸趨于結(jié)束。此時(shí)，豫北地區(qū)上空的水汽通量明顯減小，大氣中的不穩(wěn)定能量得到釋放，降水過程逐漸停止。地面倒槽等系統(tǒng)的活動(dòng)對(duì)豫北大暴雨過程中水汽的匯聚和垂直運(yùn)動(dòng)的觸發(fā)起到了關(guān)鍵作用。江淮倒槽的生成、維持和減弱，與豫北大暴雨的發(fā)生、發(fā)展和結(jié)束過程密切相關(guān)，是此次大暴雨過程的重要地面影響系統(tǒng)。四、數(shù)值模擬結(jié)果分析4.1模擬降水與實(shí)況對(duì)比將WRF模式模擬的2006年7月3日豫北地區(qū)降水量與實(shí)際觀測(cè)的加密雨量資料進(jìn)行對(duì)比，可直觀評(píng)估WRF模式對(duì)此次大暴雨的模擬能力。對(duì)比主要從降水落區(qū)、強(qiáng)度和降水過程三個(gè)方面展開。從降水落區(qū)來看（圖6），實(shí)況降水呈現(xiàn)出明顯的東西向帶狀分布，降水中心位于豫北的中部和東部地區(qū)，滑縣、長(zhǎng)垣等地降水量最大。WRF模式模擬的降水落區(qū)與實(shí)況較為一致，同樣在豫北中部和東部地區(qū)出現(xiàn)了降水高值區(qū)，基本能夠捕捉到降水的主要分布區(qū)域。然而，在模擬結(jié)果中，降水高值區(qū)的范圍略大于實(shí)況，在西部地區(qū)也出現(xiàn)了一些模擬降水，而實(shí)況中該區(qū)域降水量相對(duì)較小，這表明模式在降水落區(qū)的模擬上存在一定的偏差。圖6：2006年7月3日08時(shí)-4日08時(shí)豫北地區(qū)24小時(shí)降水量對(duì)比（單位：mm）（a）實(shí)況；（b）模擬在降水強(qiáng)度方面，實(shí)況中滑縣、長(zhǎng)垣等地的24小時(shí)降水量超過150mm，降水中心區(qū)域降水強(qiáng)度較大。WRF模式模擬的降水強(qiáng)度在總體趨勢(shì)上與實(shí)況相符，降水中心區(qū)域也出現(xiàn)了較強(qiáng)的降水，模擬降水量超過150mm的區(qū)域與實(shí)況降水中心位置基本對(duì)應(yīng)。但模擬的降水強(qiáng)度在部分地區(qū)存在一定誤差，例如在降水中心的個(gè)別站點(diǎn)，模擬降水量略高于實(shí)況，而在降水中心邊緣區(qū)域，模擬降水量又稍低于實(shí)況。這可能與模式對(duì)水汽輸送、上升運(yùn)動(dòng)等物理過程的模擬精度有關(guān)，導(dǎo)致對(duì)降水強(qiáng)度的模擬不夠準(zhǔn)確。對(duì)比降水過程（圖7），實(shí)況降水主要集中在7月3日凌晨至上午時(shí)段，2日20時(shí)之后降水逐漸增強(qiáng)，3日02時(shí)-08時(shí)達(dá)到峰值，隨后逐漸減弱，3日14時(shí)以后大部分地區(qū)降水基本停止。WRF模式模擬的降水過程在時(shí)間上與實(shí)況較為接近，同樣在3日凌晨開始增強(qiáng)，上午達(dá)到降水峰值，之后降水強(qiáng)度逐漸減小。但模擬的降水開始時(shí)間略早于實(shí)況，在2日18時(shí)左右就出現(xiàn)了明顯的降水增強(qiáng)趨勢(shì)，且降水結(jié)束時(shí)間也稍晚，到3日16時(shí)左右才基本停止。這種降水過程時(shí)間上的差異，可能是由于模式對(duì)中尺度系統(tǒng)的發(fā)展演變以及觸發(fā)機(jī)制的模擬存在一定偏差，導(dǎo)致降水的起訖時(shí)間與實(shí)際情況不完全一致。圖7：2006年7月2-3日豫北地區(qū)降水量時(shí)間變化對(duì)比（選取部分代表性站點(diǎn)）（a）實(shí)況；（b）模擬WRF模式對(duì)2006年7月3日豫北區(qū)域性大暴雨的模擬在降水落區(qū)、強(qiáng)度和降水過程上與實(shí)況有一定的相似性，能夠大致反映出此次大暴雨的主要特征。但模式在模擬過程中也存在一些不足之處，如降水落區(qū)范圍偏大、降水強(qiáng)度在部分地區(qū)存在誤差以及降水過程時(shí)間與實(shí)況不完全吻合等。在后續(xù)的研究中，將進(jìn)一步分析模式模擬誤差產(chǎn)生的原因，探討改進(jìn)模式模擬能力的方法，以提高對(duì)豫北地區(qū)暴雨的模擬精度。四、數(shù)值模擬結(jié)果分析4.2模擬結(jié)果的中尺度特征分析4.2.1中尺度結(jié)構(gòu)動(dòng)力特征通過對(duì)WRF模式模擬結(jié)果的深入分析，可清晰了解2006年7月3日豫北大暴雨過程中中尺度結(jié)構(gòu)的動(dòng)力特征。渦度和散度作為重要的動(dòng)力因子，在揭示中尺度系統(tǒng)的動(dòng)力結(jié)構(gòu)以及其對(duì)強(qiáng)降水的影響方面具有關(guān)鍵作用。在此次大暴雨過程中，渦度場(chǎng)呈現(xiàn)出明顯的中尺度特征（圖8）。在暴雨發(fā)展初期，7月3日02時(shí)，在豫北地區(qū)的中低層出現(xiàn)了多個(gè)中尺度正渦度中心，其中位于滑縣附近的正渦度中心強(qiáng)度達(dá)到10×10??s?1。這些正渦度中心的形成與中低層切變線、低渦等中尺度系統(tǒng)的活動(dòng)密切相關(guān)。切變線附近的氣流切變導(dǎo)致空氣產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，從而形成正渦度區(qū)。正渦度的存在有利于上升運(yùn)動(dòng)的發(fā)展，使得大氣中的水汽能夠不斷向上輸送，為強(qiáng)降水的發(fā)生提供動(dòng)力條件。隨著暴雨的發(fā)展，正渦度中心逐漸增強(qiáng)并合并，范圍也不斷擴(kuò)大。到7月3日05時(shí)，豫北地區(qū)的中低層形成了一個(gè)范圍較大的強(qiáng)正渦度區(qū)，其強(qiáng)度超過15×10??s?1，且與降水中心有較好的對(duì)應(yīng)關(guān)系。這表明正渦度的增強(qiáng)和發(fā)展對(duì)強(qiáng)降水的維持和加強(qiáng)起到了重要作用。在暴雨后期，隨著中尺度系統(tǒng)的減弱，正渦度中心強(qiáng)度逐漸減小，范圍也開始收縮。圖8：2006年7月3日不同時(shí)刻模擬的中低層（850hPa）渦度場(chǎng)（單位：10??s?1，陰影為渦度，箭矢為風(fēng)場(chǎng)）（a）02時(shí)；（b）05時(shí)；（c）08時(shí)散度場(chǎng)同樣表現(xiàn)出顯著的中尺度特征（圖9）。在暴雨發(fā)生前，7月3日00時(shí)，在豫北地區(qū)的低空出現(xiàn)了明顯的輻合中心，輻合強(qiáng)度達(dá)到-5×10??s?1。低空輻合的出現(xiàn)是由于中低層切變線和地面倒槽等系統(tǒng)的共同作用，使得氣流在豫北地區(qū)匯聚。這種低空輻合有利于水汽的聚集，為強(qiáng)降水的發(fā)生提供了充足的水汽條件。在高空，相應(yīng)位置則出現(xiàn)了輻散中心，輻散強(qiáng)度為5×10??s?1，高空輻散能夠促進(jìn)上升氣流的持續(xù)發(fā)展，使得低空輻合上升的氣流能夠順利向上伸展，維持強(qiáng)烈的垂直上升運(yùn)動(dòng)。隨著暴雨的發(fā)展，低空輻合中心和高空輻散中心的強(qiáng)度進(jìn)一步增強(qiáng)。到7月3日05時(shí)，低空輻合強(qiáng)度達(dá)到-8×10??s?1，高空輻散強(qiáng)度達(dá)到8×10??s?1，這種低空輻合、高空輻散的配置結(jié)構(gòu)，使得垂直上升運(yùn)動(dòng)不斷加強(qiáng)，為暴雨的持續(xù)發(fā)展提供了強(qiáng)大的動(dòng)力支持。在暴雨后期，隨著影響系統(tǒng)的減弱，低空輻合和高空輻散的強(qiáng)度逐漸減小，垂直上升運(yùn)動(dòng)也隨之減弱，降水強(qiáng)度逐漸降低。圖9：2006年7月3日不同時(shí)刻模擬的中低層（850hPa）散度場(chǎng)（單位：10??s?1，陰影為散度，箭矢為風(fēng)場(chǎng)）（a）00時(shí)；（b）05時(shí)；（c）10時(shí)在整個(gè)大暴雨過程中，渦度和散度場(chǎng)的分布和演變密切相關(guān)。強(qiáng)渦度區(qū)往往對(duì)應(yīng)著強(qiáng)輻合區(qū)，這種對(duì)應(yīng)關(guān)系能夠加強(qiáng)垂直對(duì)流運(yùn)動(dòng)的發(fā)生和發(fā)展。當(dāng)正渦度區(qū)與低空輻合區(qū)重合時(shí)，上升運(yùn)動(dòng)得到進(jìn)一步加強(qiáng)，使得水汽能夠更充分地向上輸送并凝結(jié)成云致雨，為強(qiáng)降水的發(fā)生和持續(xù)提供了動(dòng)力條件。例如，在7月3日05時(shí)，滑縣附近的強(qiáng)正渦度中心與低空強(qiáng)輻合中心重合，該地區(qū)出現(xiàn)了強(qiáng)烈的上升運(yùn)動(dòng)和強(qiáng)降水，小時(shí)降水量超過30mm。這種中尺度結(jié)構(gòu)的動(dòng)力特征對(duì)強(qiáng)降水的發(fā)生、發(fā)展和維持起到了至關(guān)重要的作用，是此次豫北大暴雨過程形成的重要?jiǎng)恿C(jī)制。4.2.2中尺度結(jié)構(gòu)熱力特征假相當(dāng)位溫（\theta_{se}）作為反映大氣熱力學(xué)狀態(tài)的重要物理量，在揭示2006年7月3日豫北大暴雨過程中中尺度結(jié)構(gòu)的熱力特征以及其與降水強(qiáng)度和對(duì)流活動(dòng)的關(guān)系方面具有重要意義。通過對(duì)WRF模式模擬結(jié)果中假相當(dāng)位溫的分析（圖10），可以發(fā)現(xiàn)，在暴雨發(fā)生前，7月3日00時(shí)，豫北地區(qū)中低層存在明顯的\theta_{se}高值區(qū)，其值超過340K。這些高值區(qū)主要位于副高外圍的西南氣流控制區(qū)域，表明該區(qū)域大氣處于高溫高濕狀態(tài)，蘊(yùn)含著豐富的不穩(wěn)定能量。高溫高濕的大氣環(huán)境使得水汽含量充足，同時(shí)不穩(wěn)定能量的積累為對(duì)流活動(dòng)的發(fā)生提供了潛在條件。隨著時(shí)間的推移，到7月3日03時(shí)，\theta_{se}高值區(qū)范圍進(jìn)一步擴(kuò)大，強(qiáng)度也有所增強(qiáng)，部分區(qū)域\theta_{se}值超過345K。此時(shí)，在\theta_{se}高值區(qū)與低值區(qū)的交界處，等值線密集，形成了明顯的\theta_{se}鋒區(qū)。\theta_{se}鋒區(qū)的存在表明大氣的熱力差異較大，容易觸發(fā)對(duì)流活動(dòng)。在鋒區(qū)附近，空氣的垂直運(yùn)動(dòng)加劇，不穩(wěn)定能量開始釋放，導(dǎo)致對(duì)流云團(tuán)的發(fā)展和降水的產(chǎn)生。圖10：2006年7月3日不同時(shí)刻模擬的中低層（850hPa）假相當(dāng)位溫場(chǎng)（單位：K，陰影為假相當(dāng)位溫，箭矢為風(fēng)場(chǎng)）（a）00時(shí)；（b）03時(shí)；（c）06時(shí)在暴雨發(fā)展過程中，\theta_{se}值的大小與降水強(qiáng)度有著密切的對(duì)應(yīng)關(guān)系。當(dāng)\theta_{se}值較大時(shí)，對(duì)應(yīng)區(qū)域的降水強(qiáng)度往往較強(qiáng)。例如，在7月3日06時(shí)，滑縣、長(zhǎng)垣等地的\theta_{se}值超過345K，這些地區(qū)同時(shí)出現(xiàn)了強(qiáng)降水，小時(shí)降水量超過25mm。這是因?yàn)閈theta_{se}高值區(qū)代表著大氣中蘊(yùn)含著更多的不穩(wěn)定能量和水汽，在合適的動(dòng)力條件觸發(fā)下，這些不穩(wěn)定能量迅速釋放，水汽大量凝結(jié)，從而導(dǎo)致強(qiáng)降水的發(fā)生。隨著降水的持續(xù)，\theta_{se}高值區(qū)的能量逐漸釋放，其強(qiáng)度和范圍也開始減小。到7月3日09時(shí)，\theta_{se}高值區(qū)范圍明顯收縮，強(qiáng)度減弱，降水強(qiáng)度也隨之降低。\theta_{se}與對(duì)流活動(dòng)的關(guān)系也十分顯著。在\theta_{se}高值區(qū)，對(duì)流活動(dòng)頻繁且強(qiáng)烈。通過對(duì)云圖和模擬結(jié)果的對(duì)比分析發(fā)現(xiàn)，在\theta_{se}高值區(qū)，云頂亮溫較低，表明存在深厚的對(duì)流云團(tuán)。這些對(duì)流云團(tuán)的發(fā)展和移動(dòng)與\theta_{se}高值區(qū)的演變密切相關(guān)。當(dāng)\theta_{se}高值區(qū)移動(dòng)時(shí)，對(duì)流云團(tuán)也隨之移動(dòng)，并且在\theta_{se}鋒區(qū)附近，對(duì)流云團(tuán)的發(fā)展更為旺盛。這是因?yàn)閈theta_{se}鋒區(qū)提供了對(duì)流活動(dòng)所需的觸發(fā)機(jī)制和不穩(wěn)定能量，使得對(duì)流云團(tuán)能夠不斷發(fā)展壯大，進(jìn)而產(chǎn)生強(qiáng)降水。假相當(dāng)位溫的分布和演變特征與豫北大暴雨過程中的降水強(qiáng)度和對(duì)流活動(dòng)密切相關(guān)。\theta_{se}高值區(qū)的存在和演變反映了大氣中不穩(wěn)定能量和水汽的分布和變化情況，對(duì)揭示此次大暴雨過程的中尺度結(jié)構(gòu)熱力特征和形成機(jī)制具有重要的指示作用。4.2.3垂直螺旋度分析垂直螺旋度作為一個(gè)綜合反映大氣垂直運(yùn)動(dòng)和渦度相互作用的物理量，在研究2006年7月3日豫北大暴雨過程中具有重要意義。通過對(duì)WRF模式模擬結(jié)果中垂直螺旋度的分析，可以探討其大小、分布和演變特征，以及對(duì)暴雨中心位置和強(qiáng)度變化的指示意義。在此次大暴雨過程中，垂直螺旋度的分布呈現(xiàn)出明顯的中尺度特征（圖11）。在暴雨發(fā)生初期，7月3日02時(shí)，在豫北地區(qū)的中低層出現(xiàn)了一些正的垂直螺旋度中心，其中位于滑縣附近的正垂直螺旋度中心強(qiáng)度達(dá)到20×10??m2s?2。正垂直螺旋度的出現(xiàn)表明該區(qū)域存在較強(qiáng)的旋轉(zhuǎn)上升運(yùn)動(dòng)，這是由于中尺度低渦、切變線等系統(tǒng)的活動(dòng)導(dǎo)致空氣產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)，同時(shí)在上升運(yùn)動(dòng)的作用下，形成了旋轉(zhuǎn)上升的氣流。這種旋轉(zhuǎn)上升運(yùn)動(dòng)有利于水汽的垂直輸送和聚集，為強(qiáng)降水的發(fā)生提供了有利條件。隨著暴雨的發(fā)展，正垂直螺旋度中心逐漸增強(qiáng)并合并，范圍也不斷擴(kuò)大。到7月3日05時(shí)，豫北地區(qū)的中低層形成了一個(gè)范圍較大的強(qiáng)正垂直螺旋度區(qū)，其強(qiáng)度超過30×10??m2s?2，且與降水中心有很好的對(duì)應(yīng)關(guān)系。在正垂直螺旋度高值區(qū)，降水強(qiáng)度較大，小時(shí)降水量超過30mm。這表明正垂直螺旋度的增強(qiáng)和發(fā)展對(duì)暴雨的加強(qiáng)和維持起到了重要作用。在暴雨后期，隨著中尺度系統(tǒng)的減弱，正垂直螺旋度中心強(qiáng)度逐漸減小，范圍也開始收縮。圖11：2006年7月3日不同時(shí)刻模擬的中低層（850hPa）垂直螺旋度場(chǎng)（單位：10??m2s?2，陰影為垂直螺旋度，箭矢為風(fēng)場(chǎng)）（a）02時(shí)；（b）05時(shí)；（c）08時(shí)從垂直螺旋度的時(shí)間演變來看，其與降水強(qiáng)度的變化具有較好的一致性。在降水強(qiáng)度增強(qiáng)階段，正垂直螺旋度中心強(qiáng)度也隨之增強(qiáng)；當(dāng)降水強(qiáng)度達(dá)到峰值時(shí)，正垂直螺旋度中心強(qiáng)度也達(dá)到最大值。例如，在7月3日05-06時(shí)，降水強(qiáng)度達(dá)到最強(qiáng)，此時(shí)正垂直螺旋度中心強(qiáng)度也達(dá)到了整個(gè)過程中的最大值，超過35×10??m2s?2。隨后，隨著降水強(qiáng)度的減弱，正垂直螺旋度中心強(qiáng)度也逐漸減小。這種時(shí)間演變上的對(duì)應(yīng)關(guān)系表明，垂直螺旋度能夠較好地反映暴雨強(qiáng)度的變化情況，對(duì)暴雨強(qiáng)度的預(yù)測(cè)具有一定的指示作用。垂直螺旋度對(duì)暴雨中心位置的變化也具有指示意義。在暴雨過程中，正垂直螺旋度中心的移動(dòng)路徑與暴雨中心的移動(dòng)路徑基本一致。例如，在7月3日02-08時(shí)，正垂直螺旋度中心從滑縣附近逐漸向東北方向移動(dòng)，暴雨中心也隨之向東北方向移動(dòng)。這說明正垂直螺旋度中心的位置可以作為判斷暴雨中心位置的一個(gè)重要依據(jù)，通過對(duì)垂直螺旋度分布的分析，可以提前預(yù)測(cè)暴雨中心的移動(dòng)趨勢(shì)，為暴雨預(yù)警提供參考。垂直螺旋度的大小、分布和演變與豫北大暴雨過程中的暴雨中心位置和強(qiáng)度變化密切相關(guān)。正垂直螺旋度的存在和發(fā)展反映了大氣中旋轉(zhuǎn)上升運(yùn)動(dòng)的增強(qiáng)，對(duì)暴雨的發(fā)生、發(fā)展和維持起到了重要作用。垂直螺旋度在暴雨研究中具有重要的指示意義，可作為評(píng)估暴雨強(qiáng)度和預(yù)測(cè)暴雨中心位置的一個(gè)重要物理量。五、物理量診斷分析5.1水汽條件分析5.1.1水汽通量與水汽通量散度水汽通量和水汽通量散度是分析水汽輸送和匯聚情況的重要物理量，對(duì)于揭示2006年7月3日豫北大暴雨的形成機(jī)制具有關(guān)鍵作用。通過對(duì)NCEP再分析格點(diǎn)資料的計(jì)算和分析，可清晰了解此次大暴雨過程中水汽的輸送路徑和輻合區(qū)域。在暴雨發(fā)生前，7月2日20時(shí)（圖12a），從水汽通量場(chǎng)可以看出，來自南海和西太平洋的水汽，在副熱帶高壓外圍西南氣流的引導(dǎo)下，向豫北地區(qū)輸送。此時(shí)，水汽通量高值區(qū)（≥16g?cm?1?hPa?1?s?1）主要位于豫南和豫東南地區(qū)，形成了一條明顯的水汽輸送帶。在豫北地區(qū)，水汽通量相對(duì)較小，但在中低層切變線和地面倒槽附近，水汽有一定程度的匯聚。從水汽通量散度場(chǎng)來看，豫北地區(qū)存在一個(gè)弱的水汽輻合區(qū)，輻合強(qiáng)度在-1×10??g?cm?2?hPa?1?s?1左右。這表明在暴雨發(fā)生前，豫北地區(qū)已經(jīng)開始有少量水汽的匯聚，為后續(xù)大暴雨的發(fā)生積累了一定的水汽條件。圖12：2006年7月2-3日850hPa水汽通量（單位：g?cm?1?hPa?1?s?1，箭矢表示水汽輸送方向）及水汽通量散度（單位：10??g?cm?2?hPa?1?s?1，陰影表示水汽通量散度，負(fù)值表示輻合）（a）2日20時(shí)；（b）3日02時(shí)；（c）3日08時(shí)；（d）3日14時(shí)隨著暴雨的發(fā)展，7月3日02時(shí)（圖12b），水汽通量進(jìn)一步增強(qiáng)，高值區(qū)（≥20g?cm?1?hPa?1?s?1）范圍擴(kuò)大，且向豫北地區(qū)延伸。此時(shí)，西南急流加強(qiáng)，水汽輸送更加充沛，水汽在豫北地區(qū)的中低層切變線和地面倒槽附近強(qiáng)烈輻合。豫北地區(qū)的水汽通量散度負(fù)值中心強(qiáng)度增大，達(dá)到-3×10??g?cm?2?hPa?1?s?1，輻合區(qū)域也有所擴(kuò)大。這種強(qiáng)烈的水汽輻合為大暴雨的發(fā)生提供了充足的水汽供應(yīng)，使得降水強(qiáng)度迅速增大。7月3日08時(shí)（圖12c），在大暴雨鼎盛階段，水汽通量維持強(qiáng)盛，高值區(qū)（≥20g?cm?1?hPa?1?s?1）穩(wěn)定覆蓋豫北地區(qū)。西南急流持續(xù)將大量水汽輸送到豫北地區(qū)，在中低層切變線和地面倒槽的共同作用下，水汽在豫北地區(qū)強(qiáng)烈輻合。此時(shí)，豫北地區(qū)的水汽通量散度負(fù)值中心強(qiáng)度達(dá)到最強(qiáng)，超過-5×10??g?cm?2?hPa?1?s?1，輻合區(qū)域進(jìn)一步擴(kuò)大，幾乎覆蓋整個(gè)豫北地區(qū)。這種強(qiáng)烈的水汽輻合和充足的水汽供應(yīng)，維持了大暴雨的持續(xù)發(fā)展，使得降水強(qiáng)度維持在較高水平。7月3日14時(shí)（圖12d），隨著影響系統(tǒng)的減弱和東移，水汽通量開始減小，高值區(qū)（≥16g?cm?1?hPa?1?s?1）范圍縮小，向豫東地區(qū)移動(dòng)。豫北地區(qū)的水汽通量散度負(fù)值中心強(qiáng)度逐漸減小，輻合區(qū)域也不斷收縮。此時(shí)，豫北地區(qū)的水汽輻合減弱，水汽供應(yīng)減少，降水強(qiáng)度逐漸降低，大暴雨過程逐漸趨于結(jié)束。在2006年7月3日豫北大暴雨過程中，水汽主要來源于南海和西太平洋，通過副熱帶高壓外圍的西南氣流和西南急流輸送到豫北地區(qū)。中低層切變線和地面倒槽等影響系統(tǒng)對(duì)水汽的輻合起到了關(guān)鍵作用，使得水汽在豫北地區(qū)強(qiáng)烈匯聚，為大暴雨的發(fā)生提供了充足的水汽條件。水汽通量和水汽通量散度的演變與大暴雨的發(fā)生、發(fā)展和結(jié)束過程密切相關(guān)，對(duì)揭示此次大暴雨的形成機(jī)制具有重要意義。5.1.2整層可降水量整層可降水量是指從地面到對(duì)流層頂單位面積氣柱內(nèi)所含的全部水汽凝結(jié)后折算成的降水量，它反映了大氣中可用于降水的水汽總量，對(duì)于評(píng)估降水潛力具有重要意義。通過對(duì)NCEP再分析格點(diǎn)資料的計(jì)算，得到2006年7月2-3日豫北地區(qū)整層可降水量的時(shí)空分布特征，并分析其與降水強(qiáng)度的相關(guān)性。在暴雨發(fā)生前，7月2日20時(shí)（圖13a），豫北地區(qū)整層可降水量相對(duì)較小，大部分地區(qū)在20-30mm之間。此時(shí)，大氣中的水汽含量相對(duì)較少，降水條件尚未充分具備。但在豫南和豫東南地區(qū)，整層可降水量相對(duì)較高，達(dá)到30-40mm，這是由于該地區(qū)處于水汽輸送的路徑上，水汽較為充沛。圖13：2006年7月2-3日豫北地區(qū)整層可降水量（單位：mm，陰影表示整層可降水量）（a）2日20時(shí)；（b）3日02時(shí)；（c）3日08時(shí)；（d）3日14時(shí)隨著暴雨的發(fā)展，7月3日02時(shí)（圖13b），豫北地區(qū)整層可降水量迅速增加，大部分地區(qū)達(dá)到30-40mm，在降水中心附近，整層可降水量超過40mm。這是因?yàn)殡S著西南急流的加強(qiáng)和水汽的持續(xù)輸送，豫北地區(qū)上空的水汽含量大幅增加，為大暴雨的發(fā)生提供了充足的水汽來源。此時(shí)，整層可降水量的高值區(qū)與降水強(qiáng)度開始呈現(xiàn)出一定的正相關(guān)關(guān)系，降水強(qiáng)度較大的區(qū)域往往對(duì)應(yīng)著整層可降水量較高的區(qū)域。7月3日08時(shí)（圖13c），在大暴雨鼎盛階段，豫北地區(qū)整層可降水量進(jìn)一步增大，大部分地區(qū)達(dá)到40-50mm，降水中心附近超過50mm。整層可降水量的高值區(qū)與降水中心的對(duì)應(yīng)關(guān)系更加明顯，兩者的正相關(guān)關(guān)系也更加顯著。在降水強(qiáng)度最大的滑縣、長(zhǎng)垣等地，整層可降水量達(dá)到了55mm以上。這表明在大暴雨過程中，整層可降水量的增加為降水強(qiáng)度的增大提供了有力的支持，大氣中豐富的水汽在合適的動(dòng)力條件下，大量凝結(jié)成云致雨，導(dǎo)致降水強(qiáng)度急劇增加。7月3日14時(shí)（圖13d），隨著大暴雨過程逐漸結(jié)束，豫北地區(qū)整層可降水量開始減小，大部分地區(qū)降至30-40mm，降水中心附近也降至40-50mm。此時(shí)，整層可降水量的減小與降水強(qiáng)度的降低同步發(fā)生，進(jìn)一步說明了整層可降水量與降水強(qiáng)度之間的密切相關(guān)性。隨著水汽輸送的減弱和水汽輻合的減小，大氣中的水汽含量逐漸減少，整層可降水量也隨之降低，降水強(qiáng)度也相應(yīng)減小。通過對(duì)豫北地區(qū)整層可降水量與降水強(qiáng)度的相關(guān)性分析發(fā)現(xiàn)，兩者之間存在顯著的正相關(guān)關(guān)系。相關(guān)系數(shù)計(jì)算結(jié)果表明，在此次大暴雨過程中，整層可降水量與降水強(qiáng)度的相關(guān)系數(shù)達(dá)到0.85以上。這意味著整層可降水量的變化能夠較好地反映降水強(qiáng)度的變化趨勢(shì)，整層可降水量越大，降水強(qiáng)度往往越強(qiáng)。在實(shí)際氣象預(yù)報(bào)中，可以將整層可降水量作為一個(gè)重要的參考指標(biāo)，用于評(píng)估降水強(qiáng)度和預(yù)測(cè)暴雨的發(fā)生發(fā)展。五、物理量診斷分析5.2動(dòng)力條件分析5.2.1渦度與散度渦度和散度作為重要的動(dòng)力因子，在2006年7月3日豫北大暴雨過程中對(duì)垂直上升運(yùn)動(dòng)的發(fā)展和維持起到了關(guān)鍵作用。通過對(duì)NCEP再分析格點(diǎn)資料的計(jì)算和分析，可深入了解高低空渦度、散度的配置特征及其與垂直上升運(yùn)動(dòng)的關(guān)系。在暴雨發(fā)生前，7月2日20時(shí)（圖14a），在850hPa等中低層，豫北地區(qū)出現(xiàn)了明顯的正渦度中心，其強(qiáng)度達(dá)到5×10??s?1。正渦度的產(chǎn)生與中低層切變線和低渦的活動(dòng)密切相關(guān)。切變線附近的氣流切變導(dǎo)致空氣產(chǎn)生氣旋性旋轉(zhuǎn)，從而形成正渦度區(qū)。此時(shí)，在正渦度中心附近，散度場(chǎng)表現(xiàn)為輻合特征，輻合強(qiáng)度達(dá)到-3×10??s?1。低空輻合使得空氣在豫北地區(qū)匯聚，為垂直上升運(yùn)動(dòng)提供了有利的動(dòng)力條件。同時(shí)，在200hPa等高空，對(duì)應(yīng)位置出現(xiàn)了負(fù)渦度中心，其強(qiáng)度為-3×10??s?1，且散度場(chǎng)表現(xiàn)為輻散特征，輻散強(qiáng)度為3×10??s?1。高空輻散有利于上升氣流的持續(xù)發(fā)展，使得低空輻合上升的氣流能夠順利向上伸展，維持強(qiáng)烈的垂直上升運(yùn)動(dòng)。這種高低空渦度、散度的配置結(jié)構(gòu)，即低空正渦度、輻合與高空負(fù)渦度、輻散的耦合，為垂直上升運(yùn)動(dòng)的發(fā)展提供了動(dòng)力支持，有利于大暴雨的發(fā)生。圖14：2006年7月2-3日不同高度層渦度（單位：10??s?1，陰影為渦度）與散度（單位：10??s?1，等值線為散度，負(fù)值表示輻合）場(chǎng)（a）2日20時(shí)850hPa；（b）3日02時(shí)850hPa；（c）3日08時(shí)850hPa；（d）3日14時(shí)850hPa；（e）2日20時(shí)200hPa；（f）3日02時(shí)200hPa；（g）3日08時(shí)200hPa；（h）3日14時(shí)200hPa隨著暴雨的發(fā)展，7月3日02時(shí)（圖14b），850hPa上豫北地區(qū)的正渦度中心強(qiáng)度增強(qiáng)，達(dá)到8×10??s?1，范圍也有所擴(kuò)大。同時(shí)，低空輻合中心強(qiáng)度增大，達(dá)到-5×10??s?1，輻合區(qū)域進(jìn)一步擴(kuò)大。在200hPa高空，負(fù)渦度中心強(qiáng)度也有所增強(qiáng)，達(dá)到-5×10??s?1，高空輻散中心強(qiáng)度增大到5×10??s?1，輻散區(qū)域同樣擴(kuò)大。這種高低空渦度、散度的增強(qiáng)和耦合，使得垂直上升運(yùn)動(dòng)進(jìn)一步加強(qiáng)，為大暴雨的發(fā)展提供了更強(qiáng)大的動(dòng)力支持。此時(shí)，在正渦度中心和低空輻合中心重合的區(qū)域，垂直上升運(yùn)動(dòng)最為強(qiáng)烈，水汽在上升過程中不斷凝結(jié)成云致雨，導(dǎo)致降水強(qiáng)度迅速增大。7月3日08時(shí)（圖14c），在大暴雨鼎盛階段，850hPa上豫北地區(qū)的正渦度中心強(qiáng)度達(dá)到最強(qiáng)，超過10×10??s?1，低空輻合中心強(qiáng)度也達(dá)到最強(qiáng)，超過-6×10??s?1。在200hPa高空，負(fù)渦度中心強(qiáng)度和高空輻散中心強(qiáng)度也都達(dá)到最大值，分別為-6×10??s?1和6×10??s?1。這種強(qiáng)烈的高低空渦度、散度耦合結(jié)構(gòu)，維持了強(qiáng)烈的垂直上升運(yùn)動(dòng)，使得大暴雨得以持續(xù)發(fā)展，降水強(qiáng)度維持在較高水平。在正渦度中心和低空輻合中心重合的區(qū)域，降水強(qiáng)度最大，小時(shí)降水量超過30mm。7月3日14時(shí)（圖14d），隨著暴雨過程逐漸結(jié)束，850hPa上豫北地區(qū)的正渦度中心強(qiáng)度開始減弱，降至5×10??s?1左右，低空輻合中心強(qiáng)度也減小到-3×10??s?1左右，輻合區(qū)域開始收縮。在200hPa高空，負(fù)渦度中心強(qiáng)度和高空輻散中心強(qiáng)度也相應(yīng)減弱，分別降至-3×10??s?1和3×10??s?1左右，輻散區(qū)域縮小。隨著高低空渦度、散度的減弱和耦合結(jié)構(gòu)的破壞，垂直上升運(yùn)動(dòng)逐漸減弱，降水強(qiáng)度也隨之降低。在2006年7月3日豫北大暴雨過程中，高低空渦度、散度的配置對(duì)垂直上升運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生了重要影響。低空正渦度、輻合與高空負(fù)渦度、輻散的耦合結(jié)構(gòu)，為垂直上升運(yùn)動(dòng)的發(fā)展和維持提供了動(dòng)力條件。這種耦合結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和范圍變化與大暴雨的發(fā)生、發(fā)展和結(jié)束過程密切相關(guān)，對(duì)揭示此次大暴雨的動(dòng)力機(jī)制具有重要意義。5.2.2垂直速度垂直速度是反映大氣垂直運(yùn)動(dòng)狀況的關(guān)鍵物理量，其大小、分布和垂直剖面特征與2006年7月3日豫北大暴雨的降水強(qiáng)度密切相關(guān)。通過對(duì)NCEP再分析格點(diǎn)資料的計(jì)算和分析，可深入了解垂直速度在此次大暴雨過程中的演變特征及其與降水強(qiáng)度的關(guān)系。在暴雨發(fā)生前，7月2日20時(shí)（圖15a），豫北地區(qū)在500hPa以下出現(xiàn)了弱的上升運(yùn)動(dòng)，垂直速度最大值在-0.5hPa/s左右。此時(shí)，上升運(yùn)動(dòng)主要集中在中低層切變線和地面倒槽附近，這些系統(tǒng)的存在導(dǎo)致空氣輻合上升，形成了弱的上升運(yùn)動(dòng)區(qū)。弱上升運(yùn)動(dòng)使得水汽開始在豫北地區(qū)上空聚集，但由于上升運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度較弱，降水強(qiáng)度也相對(duì)較小。圖15：2006年7月2-3日豫北地區(qū)垂直速度（單位：hPa/s，陰影為垂直速度，負(fù)值表示上升運(yùn)動(dòng)）（a）2日20時(shí)；（b）3日02時(shí)；（c）3日08時(shí)；（d）3日14時(shí)隨著暴雨的發(fā)展，7月3日02時(shí)（圖15b），豫北地區(qū)的上升運(yùn)動(dòng)明顯增強(qiáng)，在850-300hPa之間形成了一個(gè)較強(qiáng)的上升運(yùn)動(dòng)區(qū)，垂直速度最大值達(dá)到-1.5hPa/s。此時(shí)，西南急流加強(qiáng)，水汽輸送更加充沛，在中低層切變線和地面倒槽的共同作用下，水汽強(qiáng)烈輻合上升，導(dǎo)致上升運(yùn)動(dòng)增強(qiáng)。上升運(yùn)動(dòng)的增強(qiáng)使得水汽能夠更快速地向上輸送并凝結(jié)成云致雨，降水強(qiáng)度開始增大。7月3日08時(shí)（圖15c），在大暴雨鼎盛階段，豫北地區(qū)的上升運(yùn)動(dòng)進(jìn)一步增強(qiáng)，在850-200hPa之間形成了一個(gè)深厚的強(qiáng)上升運(yùn)動(dòng)區(qū)，垂直速度最大值超過-2.5hPa/s。此時(shí)，各種影響系統(tǒng)的相互作用達(dá)到最強(qiáng)，水汽輻合和上升運(yùn)動(dòng)都非常強(qiáng)烈。強(qiáng)烈的上升運(yùn)動(dòng)使得大量水汽迅速向上輸送并凝結(jié)，導(dǎo)致降水強(qiáng)度急劇增大，出現(xiàn)了大暴雨天氣。在垂直速度最大值區(qū)域，降水強(qiáng)度最大，小時(shí)降水量超過30mm。7月3日14時(shí)（圖15d），隨著暴雨過程逐漸結(jié)束，豫北地區(qū)的上升運(yùn)動(dòng)開始減弱，在850-300hPa之間的上升運(yùn)動(dòng)區(qū)強(qiáng)度減小，垂直速度最大值降至-1hPa/s左右。隨著影響系統(tǒng)的減弱和東移，水汽輻合減弱，上升運(yùn)動(dòng)也隨之減弱。上升運(yùn)動(dòng)的減弱使得水汽輸送和凝結(jié)減少，降水強(qiáng)度逐漸降低。從垂直速度的垂直剖面來看（圖16），在暴雨發(fā)生前，垂直速度在垂直方向上的分布較為均勻，上升運(yùn)動(dòng)主要集中在中低層。隨著暴雨的發(fā)展，垂直速度在中低層迅速增大，形成了明顯的上升運(yùn)動(dòng)中心，且上升運(yùn)動(dòng)中心的高度逐漸升高。在大暴雨鼎盛階段，垂直速度在整個(gè)對(duì)流層中都表現(xiàn)出較強(qiáng)的上升運(yùn)動(dòng)，上升運(yùn)動(dòng)中心位于500-300hPa之間。在暴雨后期，垂直速度逐漸減小，上升運(yùn)動(dòng)中心的高度也逐漸降低，最終上升運(yùn)動(dòng)減弱并消失。圖16：2006年7月3日豫北地區(qū)不同時(shí)刻垂直速度垂直剖面（單位：hPa/s，陰影為垂直速度，負(fù)值表示上升運(yùn)動(dòng)）（a）02時(shí)；（b）08時(shí)；（c）14時(shí)垂直速度的大小、分布和垂直剖面特征與豫北大暴雨的降水強(qiáng)度密切相關(guān)。上升運(yùn)動(dòng)的增強(qiáng)和維持為大暴雨的發(fā)生提供了動(dòng)力條件，使得水汽能夠充分向上輸送并凝結(jié)成云致雨。垂直速度的演變與大暴雨的發(fā)生、發(fā)展和結(jié)束過程同步，對(duì)揭示此次大暴雨的形成機(jī)制和降水強(qiáng)度變化具有重要意義。5.3能量條件分析5.3.1假相當(dāng)位溫（θse）假相當(dāng)位溫（\theta_{se}）作為一個(gè)重要的熱力學(xué)物理量，在研究2006年7月3日豫北大暴雨過程中，能夠有效反映大氣的穩(wěn)定度和能量狀態(tài)。通過對(duì)NCEP再分析格點(diǎn)資料的計(jì)算和分析，可深入了解\theta_{se}在此次大暴雨過程中的水平和垂直分布特征，以及其與大暴雨發(fā)生發(fā)展的關(guān)系。在暴雨發(fā)生前，7月2日20時(shí)（圖17a），從水平分布來看，豫北地區(qū)中低層存在\theta_{se}高值區(qū)，其值在335-340K之間。這些高值區(qū)主要位于副高外圍的西南氣流控制區(qū)域，表明該區(qū)域大氣處于高溫高濕狀態(tài)，蘊(yùn)含著豐富的不穩(wěn)定能量。此時(shí)，\theta_{se}高值區(qū)的范圍相對(duì)較小，且分布較為零散。在垂直方向上（圖18a），\theta_{se}高值區(qū)主要集中在850-700hPa之間，隨著高度的升高，\theta_{se}值逐漸減小。這種垂直分布特征說明在中低層，大氣的不穩(wěn)定能量較為集中，為后續(xù)對(duì)流活動(dòng)的發(fā)生提供了潛在條件。圖17：2006年7月2-3日850hPa假相當(dāng)位溫（單位：K，陰影為假相當(dāng)位溫，箭矢為風(fēng)場(chǎng)）（a）2日20時(shí)；（b）3日02時(shí)；（c）3日08時(shí)；（d）3日14時(shí)圖18：2006年7月3日豫北地區(qū)不同時(shí)刻假相當(dāng)位溫垂直剖面（單位：K，陰影為假相當(dāng)位溫）（a）02時(shí)；（b）08時(shí)；（c）14時(shí)隨著暴雨的發(fā)展，7月3日02時(shí)（圖17b），豫北地區(qū)中低層的\theta_{se}高值區(qū)范圍明顯擴(kuò)大，強(qiáng)度也有所增強(qiáng)，部分區(qū)域\theta_{se}值超過340K。此時(shí)，\theta_{se}高值區(qū)與低值區(qū)之間的梯度增大，形成了明顯的\theta_{se}鋒區(qū)。在垂直方向上（圖18b），\theta_{se}高值區(qū)向上伸展，達(dá)到500hPa左右，且在850-700hPa之間的\theta_{se}值進(jìn)一步增大。\theta_{se}鋒區(qū)的加強(qiáng)和高值區(qū)的向上伸展，使得大氣的不穩(wěn)定能量進(jìn)一步積累，有利于對(duì)流活動(dòng)的觸發(fā)和發(fā)展。在鋒區(qū)附近，空氣的垂直運(yùn)動(dòng)加劇，不穩(wěn)定能量開始釋放，導(dǎo)致對(duì)流云團(tuán)的發(fā)展和降水的產(chǎn)生。7月3日08時(shí)（圖17c），在大暴雨鼎盛階段，豫北地區(qū)中低層的\theta_{se}高值區(qū)范圍進(jìn)一步擴(kuò)大，強(qiáng)度繼續(xù)增強(qiáng)，大部分區(qū)域\theta_{se}值超過345K。此時(shí)，\theta_{se}高值區(qū)與降水中心有很好的對(duì)應(yīng)關(guān)系，在降水強(qiáng)度最大的滑縣、長(zhǎng)垣等地，\theta_{se}值達(dá)到350K以上。在垂直方向上（圖18c），\theta_{se}高值區(qū)在整個(gè)對(duì)流層中都有分布，且在700-500hPa之間形成了一個(gè)深厚的高值中心。這種\theta_{se}的垂直分布特征表明，在大暴雨鼎盛階段，整個(gè)對(duì)流層都處于不穩(wěn)定狀態(tài)，大量的不穩(wěn)定能量在垂直方向上得到釋放，為強(qiáng)降水的持續(xù)提供了充足的能量支持。7月3日14時(shí)（圖17d），隨著暴雨過程逐漸結(jié)束，豫北地區(qū)中低層的\theta_{se}高值區(qū)范圍開始收縮，強(qiáng)度減弱，大部分區(qū)域\theta_{se}值降至340K以下。在垂直方向上，\theta_{se}高值區(qū)逐漸向下收縮，高值中心強(qiáng)度也明顯減小。這表明隨著降水的持續(xù)，大氣中的不穩(wěn)定能量逐漸釋放，大氣趨于穩(wěn)定，降水強(qiáng)度也隨之降低。假相當(dāng)位溫（\theta_{se}）的水平和垂直分布特征與2006年7月3日豫北大暴雨的發(fā)生發(fā)展密切相關(guān)。\theta_{se}高值區(qū)的存在和演變反映了大氣中不穩(wěn)定能量的分布和變化情況，對(duì)判斷大氣的穩(wěn)定度和能量狀態(tài)具有重要的指示作用。在大暴雨發(fā)生前，\theta_{se}高值區(qū)的存在預(yù)示著大氣中蘊(yùn)含著豐富的不穩(wěn)定能量；隨著暴雨的發(fā)展，\theta_{se}高值區(qū)的擴(kuò)大和增強(qiáng)，以及\theta_{se}鋒區(qū)的形成和加強(qiáng)，促使不穩(wěn)定能量的釋放和對(duì)流活動(dòng)的發(fā)展，進(jìn)而導(dǎo)致大暴雨的發(fā)生和持續(xù)；在暴雨后期，\theta_{se}高值區(qū)的收縮和減弱，表明大氣中的不穩(wěn)定能量逐漸耗盡，大氣趨于穩(wěn)定，大暴雨過程逐漸結(jié)束。5.3.2對(duì)流有效位能（CAPE）對(duì)流有效位能（CAPE）是衡量大氣對(duì)流潛力的重要物理量，它反映了氣塊在上升過程中能夠獲得的不穩(wěn)定能量，對(duì)于探討對(duì)流活動(dòng)和強(qiáng)降水的觸發(fā)和維持機(jī)制具有關(guān)鍵意義。通過對(duì)NCEP再分析格點(diǎn)資料的計(jì)算，得到2006年7月2-3日豫北地區(qū)對(duì)流有效位能的時(shí)空分布特征，并分析其對(duì)此次大暴雨過程的影響。在暴雨發(fā)生前，7月2日20時(shí)（圖19a），豫北地區(qū)對(duì)流有效位能相對(duì)較小，大部分地區(qū)在500-1000J/kg之間。此時(shí)，大氣中的不穩(wěn)定能量積累較少，對(duì)流活動(dòng)相對(duì)較弱。但在豫南和豫東南地區(qū)，對(duì)流有效位能相對(duì)較高，達(dá)到1000-1500J/kg，這是由于該地區(qū)處于水汽輸送的路徑上，水汽較為充沛，且受副高外圍西南氣流的影響，大氣的熱力不穩(wěn)定條件較好。圖19：2006年7月2-3日豫北地區(qū)對(duì)流有效位能（單位：J/kg，陰影為對(duì)流有效位能）（a）2日20時(shí)；（b）3日02時(shí)；（c）3日08時(shí)；（d）3日14時(shí)隨著暴雨的發(fā)展，7月3日02時(shí)（圖19b），豫北地區(qū)對(duì)流有效位能迅速增加，大部分地區(qū)達(dá)到1000-1500J/kg，在降水中心附近，對(duì)流有效位能超過1500J/kg。這是因?yàn)殡S著西南急流的加強(qiáng)和水汽的持續(xù)輸送，豫北地區(qū)上空的水汽含量大幅增加，大氣的熱力不穩(wěn)定條件進(jìn)一步增強(qiáng)，不穩(wěn)定能量迅速積累。此時(shí)，對(duì)流有效位能的高值區(qū)與降水強(qiáng)度開始呈現(xiàn)出一定的正相關(guān)關(guān)系，降水強(qiáng)度較大的區(qū)域往往對(duì)應(yīng)著對(duì)流有效位能較高的區(qū)域。7月3日08時(shí)（圖19c），在大暴雨鼎盛階段，豫北地區(qū)對(duì)流有效位能進(jìn)一步增大，大部分地區(qū)達(dá)到1500-2000J/kg，降水中心附近超過2000J/kg。對(duì)流