基于多源數(shù)據(jù)的暖區(qū)暴雨形成機(jī)制深度剖析：以[具體地區(qū)][具體時(shí)間]暴雨為例一、引言1.1研究背景與意義暴雨作為一種常見且極具破壞力的氣象災(zāi)害，一直是氣象領(lǐng)域研究的重點(diǎn)對(duì)象。暖區(qū)暴雨作為暴雨中的特殊類型，通常指發(fā)生在地面鋒面南側(cè)暖區(qū)，或是在南嶺附近至南海北部沒有鋒面存在，華南未受冷空氣或變性冷高壓脊控制時(shí)產(chǎn)生的暴雨。在全球氣候變暖的大背景下，極端天氣事件的發(fā)生頻率和強(qiáng)度呈上升趨勢(shì)，暖區(qū)暴雨也不例外。暖區(qū)暴雨對(duì)社會(huì)、經(jīng)濟(jì)和環(huán)境均產(chǎn)生著重大影響。從社會(huì)層面來看，暖區(qū)暴雨的局地性和突發(fā)性強(qiáng)，短時(shí)雨強(qiáng)大，往往是極端降水的“推手”，易引發(fā)洪澇災(zāi)害，嚴(yán)重威脅人們的生命財(cái)產(chǎn)安全。如2024年6月14日深圳市龍華區(qū)發(fā)布的暖區(qū)暴雨及防御指南中所提及，暖區(qū)暴雨易造成城市內(nèi)澇，使居民住房進(jìn)水，交通癱瘓，影響居民的正常生活秩序，還可能導(dǎo)致學(xué)校停課，擾亂教育教學(xué)計(jì)劃。從經(jīng)濟(jì)角度而言，暖區(qū)暴雨引發(fā)的洪澇災(zāi)害會(huì)沖毀農(nóng)田，破壞農(nóng)作物生長(zhǎng)，導(dǎo)致農(nóng)業(yè)減產(chǎn)甚至絕收；損壞基礎(chǔ)設(shè)施，如道路、橋梁、電力設(shè)施等，增加了修復(fù)和重建的成本；還會(huì)對(duì)商業(yè)活動(dòng)造成阻礙，使企業(yè)停工停產(chǎn)，帶來巨大的經(jīng)濟(jì)損失。在環(huán)境方面，暖區(qū)暴雨可能引發(fā)山體滑坡、泥石流等地質(zhì)災(zāi)害，破壞地表植被，導(dǎo)致水土流失，對(duì)生態(tài)環(huán)境造成不可逆的損害。研究暖區(qū)暴雨的形成機(jī)制在天氣預(yù)報(bào)和防災(zāi)減災(zāi)中具有至關(guān)重要的意義。在天氣預(yù)報(bào)方面，目前暖區(qū)暴雨預(yù)報(bào)仍是世界級(jí)難題，深入了解其形成機(jī)制，有助于提高氣象工作者對(duì)暖區(qū)暴雨的認(rèn)識(shí)，改進(jìn)數(shù)值預(yù)報(bào)模式，提高預(yù)報(bào)的準(zhǔn)確性和時(shí)效性，從而為社會(huì)提供更精準(zhǔn)的氣象服務(wù)。在防災(zāi)減災(zāi)領(lǐng)域，掌握暖區(qū)暴雨的形成機(jī)制，可以幫助相關(guān)部門提前制定科學(xué)合理的防災(zāi)減災(zāi)預(yù)案，采取有效的防范措施，如提前疏散危險(xiǎn)區(qū)域的居民，加強(qiáng)水利設(shè)施的維護(hù)和管理等，降低災(zāi)害損失，保障人民群眾的生命財(cái)產(chǎn)安全。1.2國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀在國(guó)外，對(duì)暖區(qū)暴雨的研究主要聚焦于其與大尺度環(huán)流系統(tǒng)的關(guān)系。有研究表明，熱帶氣旋外圍的暖區(qū)中，由于水汽的強(qiáng)烈輻合和上升運(yùn)動(dòng)，容易形成暖區(qū)暴雨。在數(shù)值模擬方面，國(guó)外學(xué)者利用先進(jìn)的中尺度數(shù)值模式，如WRF（WeatherResearchandForecastingModel）等，對(duì)暖區(qū)暴雨進(jìn)行模擬研究，分析不同物理過程參數(shù)化方案對(duì)暖區(qū)暴雨模擬的影響，旨在提高數(shù)值模式對(duì)暖區(qū)暴雨的模擬能力。國(guó)內(nèi)對(duì)于暖區(qū)暴雨的研究成果較為豐富。在統(tǒng)計(jì)特征方面，通過對(duì)多年降水?dāng)?shù)據(jù)的分析，揭示了華南暖區(qū)暴雨的時(shí)空分布規(guī)律，發(fā)現(xiàn)其主要集中在特定的季節(jié)和區(qū)域，且降水強(qiáng)度大、范圍小。在天氣形勢(shì)分析上，眾多研究指出，西太平洋副熱帶高壓、南支槽、低空急流等大尺度系統(tǒng)的配置對(duì)暖區(qū)暴雨的形成至關(guān)重要。當(dāng)副高位置偏北，南支槽活躍，且低空急流為暖區(qū)輸送充足的水汽和能量時(shí)，有利于暖區(qū)暴雨的發(fā)生。中尺度對(duì)流系統(tǒng)（MCS）作為暖區(qū)暴雨的直接影響系統(tǒng)，國(guó)內(nèi)學(xué)者對(duì)其結(jié)構(gòu)和演變特征進(jìn)行了深入研究。借助雷達(dá)、衛(wèi)星等觀測(cè)資料，詳細(xì)分析了MCS的回波特征、垂直結(jié)構(gòu)以及移動(dòng)路徑，發(fā)現(xiàn)MCS的發(fā)展和維持與中尺度輻合、垂直上升運(yùn)動(dòng)等密切相關(guān)。地形對(duì)暖區(qū)暴雨的影響也是國(guó)內(nèi)研究的重點(diǎn)。研究表明，地形的起伏會(huì)導(dǎo)致氣流的抬升和輻合，從而觸發(fā)對(duì)流，增強(qiáng)降水。如在山區(qū)，暖濕氣流在爬坡過程中，水汽凝結(jié)成云致雨，使得山區(qū)成為暖區(qū)暴雨的多發(fā)區(qū)域。數(shù)值模擬與診斷分析也是國(guó)內(nèi)研究暖區(qū)暴雨的重要手段。通過數(shù)值模擬，能夠重現(xiàn)暖區(qū)暴雨的發(fā)生發(fā)展過程，結(jié)合診斷分析方法，如位渦分析、水汽收支分析等，深入探究暖區(qū)暴雨形成的動(dòng)力、熱力機(jī)制。盡管國(guó)內(nèi)外在暖區(qū)暴雨研究方面取得了一定成果，但仍存在不足與空白。目前對(duì)暖區(qū)暴雨形成機(jī)制的認(rèn)識(shí)還不夠全面，尤其是在多種因素相互作用的細(xì)節(jié)方面，如大尺度系統(tǒng)與中尺度系統(tǒng)的耦合機(jī)制、地形與大氣環(huán)流的相互作用過程等，仍有待進(jìn)一步深入研究。數(shù)值模式對(duì)暖區(qū)暴雨的模擬能力還有待提高，不同參數(shù)化方案的不確定性對(duì)模擬結(jié)果的影響較大，如何優(yōu)化參數(shù)化方案，提高模式的模擬精度，是未來研究需要解決的問題。在暖區(qū)暴雨的預(yù)報(bào)技術(shù)方面，雖然已經(jīng)取得了一些進(jìn)展，但仍難以滿足實(shí)際業(yè)務(wù)需求，需要進(jìn)一步探索新的預(yù)報(bào)方法和技術(shù)。1.3研究目標(biāo)與內(nèi)容本研究的核心目標(biāo)是借助數(shù)值試驗(yàn)和診斷分析，深入且全面地揭示暖區(qū)暴雨的形成機(jī)制，從而為暖區(qū)暴雨的預(yù)報(bào)提供堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)和技術(shù)支持，以降低其對(duì)社會(huì)、經(jīng)濟(jì)和環(huán)境造成的危害。具體研究?jī)?nèi)容涵蓋以下幾個(gè)關(guān)鍵方面：數(shù)值模擬重現(xiàn)暖區(qū)暴雨過程：運(yùn)用先進(jìn)的中尺度數(shù)值模式，如WRF模式，對(duì)選定的典型暖區(qū)暴雨個(gè)例進(jìn)行高分辨率數(shù)值模擬。通過合理設(shè)置模式的初始條件、邊界條件以及各項(xiàng)物理過程參數(shù)化方案，盡可能真實(shí)地重現(xiàn)暖區(qū)暴雨的發(fā)生、發(fā)展和消亡過程。對(duì)模擬結(jié)果進(jìn)行細(xì)致的評(píng)估和驗(yàn)證，對(duì)比模擬的降水落區(qū)、強(qiáng)度、持續(xù)時(shí)間等與實(shí)際觀測(cè)數(shù)據(jù)，確保模擬結(jié)果的可靠性和準(zhǔn)確性。分析暴雨時(shí)大氣要素變化規(guī)律：廣泛收集和整合雷達(dá)、衛(wèi)星、探空等多種觀測(cè)數(shù)據(jù)，全面分析暖區(qū)暴雨發(fā)生期間大氣環(huán)流、水汽輸送、能量分布、垂直運(yùn)動(dòng)等要素的變化規(guī)律。利用雷達(dá)回波資料，詳細(xì)分析中尺度對(duì)流系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、演變和移動(dòng)特征，以及其與降水強(qiáng)度和落區(qū)的關(guān)系；通過衛(wèi)星云圖，追蹤云系的發(fā)展和演變過程，了解云頂高度、云頂溫度等參數(shù)的變化；借助探空數(shù)據(jù)，獲取大氣的溫濕廓線，分析大氣層結(jié)的不穩(wěn)定特征。探究暴雨形成機(jī)制與大氣環(huán)流關(guān)系：基于數(shù)值模擬結(jié)果和觀測(cè)數(shù)據(jù)分析，深入探究暖區(qū)暴雨形成的動(dòng)力、熱力機(jī)制。從動(dòng)力角度，分析低空急流、中尺度輻合線、垂直上升運(yùn)動(dòng)等對(duì)暖區(qū)暴雨的觸發(fā)和維持作用；從熱力角度，研究大氣的不穩(wěn)定能量釋放、潛熱加熱等過程對(duì)暴雨發(fā)展的影響。剖析大尺度環(huán)流系統(tǒng)，如西太平洋副熱帶高壓、南支槽等，與中尺度系統(tǒng)之間的相互作用和耦合機(jī)制，明確它們?cè)谂瘏^(qū)暴雨形成過程中的角色和作用。開展敏感性試驗(yàn)分析影響因素：設(shè)計(jì)并開展一系列敏感性試驗(yàn)，系統(tǒng)分析不同物理過程參數(shù)化方案、地形、海陸分布等因素對(duì)暖區(qū)暴雨模擬結(jié)果的影響。通過改變積云對(duì)流參數(shù)化方案、微物理參數(shù)化方案等，對(duì)比模擬結(jié)果的差異，評(píng)估不同參數(shù)化方案對(duì)暖區(qū)暴雨模擬的適用性和不確定性；研究地形的改變對(duì)氣流的抬升、輻合作用的影響，以及海陸分布對(duì)水汽輸送和能量交換的作用，進(jìn)一步明確這些因素在暖區(qū)暴雨形成機(jī)制中的具體影響。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，從數(shù)據(jù)收集、數(shù)值模擬到診斷分析，構(gòu)建了一套完整的研究體系，以深入探究暖區(qū)暴雨的形成機(jī)制。在數(shù)值模擬方面，選用WeatherResearchandForecasting（WRF）模式，這是一款被廣泛應(yīng)用且在中尺度氣象模擬中表現(xiàn)出色的模式，能夠?qū)Υ髿獾膹?fù)雜物理過程進(jìn)行較為精確的模擬。為確保模擬結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性，模擬所需的初始場(chǎng)和邊界條件數(shù)據(jù)，來源于美國(guó)國(guó)家環(huán)境預(yù)報(bào)中心（NCEP）的全球再分析資料，其具有高時(shí)空分辨率，能為模式提供全面且精準(zhǔn)的大氣狀態(tài)信息。研究中所使用的觀測(cè)數(shù)據(jù)來源廣泛，包括地面氣象站的逐小時(shí)降水?dāng)?shù)據(jù)，可精確獲取降水的時(shí)間和空間分布；高空探空資料，用于分析大氣的垂直結(jié)構(gòu)，如溫度、濕度、風(fēng)等要素隨高度的變化；衛(wèi)星云圖，能直觀呈現(xiàn)云系的分布和演變，為研究云的發(fā)展和降水的關(guān)系提供重要依據(jù)；雷達(dá)回波數(shù)據(jù)，能詳細(xì)展示降水云團(tuán)的結(jié)構(gòu)、強(qiáng)度和移動(dòng)特征。本研究的技術(shù)路線清晰明確。首先，全面收集各類觀測(cè)數(shù)據(jù)，包括地面氣象站、高空探空、衛(wèi)星云圖以及雷達(dá)回波等數(shù)據(jù)，并對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行嚴(yán)格的質(zhì)量控制和預(yù)處理，以確保數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和可用性。其次，運(yùn)用WRF模式對(duì)選定的暖區(qū)暴雨個(gè)例進(jìn)行數(shù)值模擬，通過合理設(shè)置模式的參數(shù)和物理過程，模擬暖區(qū)暴雨的發(fā)生發(fā)展過程。將模擬結(jié)果與觀測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比驗(yàn)證，評(píng)估模擬的準(zhǔn)確性，若模擬結(jié)果與實(shí)際情況存在較大偏差，則對(duì)模式參數(shù)進(jìn)行調(diào)整和優(yōu)化，重新進(jìn)行模擬。接著，對(duì)模擬結(jié)果和觀測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行深入的診斷分析，運(yùn)用多種診斷方法，如位渦分析、水汽收支分析、垂直運(yùn)動(dòng)分析等，探究暖區(qū)暴雨形成的動(dòng)力、熱力機(jī)制，分析大尺度環(huán)流系統(tǒng)與中尺度系統(tǒng)的相互作用。設(shè)計(jì)并開展敏感性試驗(yàn)，通過改變模式中的物理過程參數(shù)化方案、地形、海陸分布等因素，對(duì)比不同試驗(yàn)條件下的模擬結(jié)果，分析這些因素對(duì)暖區(qū)暴雨的影響。最后，綜合數(shù)值模擬、診斷分析和敏感性試驗(yàn)的結(jié)果，總結(jié)暖區(qū)暴雨的形成機(jī)制，提出有針對(duì)性的預(yù)報(bào)方法和建議。二、暖區(qū)暴雨個(gè)例選取與資料方法2.1個(gè)例選取依據(jù)本研究選取了2020年6月8-9日發(fā)生在華南地區(qū)的一次暖區(qū)暴雨過程作為研究對(duì)象，主要基于以下幾方面的考量。從暴雨強(qiáng)度來看，此次暖區(qū)暴雨強(qiáng)度大，具有典型性。在2020年6月8日08時(shí)-9日08時(shí)這24小時(shí)內(nèi)，華南部分地區(qū)累積降水量超過250毫米，多個(gè)站點(diǎn)小時(shí)雨強(qiáng)超過50毫米，甚至在個(gè)別時(shí)段，部分站點(diǎn)的小時(shí)雨強(qiáng)接近100毫米。如此高強(qiáng)度的降水，使得此次暖區(qū)暴雨在眾多同類天氣事件中脫穎而出，能夠?yàn)檠芯颗瘏^(qū)暴雨形成機(jī)制提供豐富且典型的樣本。以廣州某站點(diǎn)為例，該站點(diǎn)在6月8日夜間的3小時(shí)累積降水量達(dá)到150毫米，遠(yuǎn)超日常降水水平，呈現(xiàn)出暖區(qū)暴雨降水強(qiáng)度大的顯著特征。在影響范圍方面，此次暖區(qū)暴雨的影響范圍廣泛，涵蓋了華南地區(qū)的多個(gè)省份，包括廣東、廣西、福建等部分區(qū)域。大面積的降水覆蓋，使得研究能夠從更宏觀的角度分析暖區(qū)暴雨與大尺度環(huán)流系統(tǒng)以及中尺度對(duì)流系統(tǒng)之間的關(guān)系，有助于全面揭示暖區(qū)暴雨在不同地理環(huán)境和環(huán)流背景下的形成機(jī)制。例如，通過對(duì)比不同省份站點(diǎn)的降水?dāng)?shù)據(jù)和氣象要素變化，能夠發(fā)現(xiàn)暖區(qū)暴雨在傳播過程中的演變規(guī)律以及受到周邊環(huán)境影響的特征。獨(dú)特性也是選取該個(gè)例的重要因素之一。此次暖區(qū)暴雨的發(fā)生發(fā)展過程伴隨著復(fù)雜的天氣系統(tǒng)相互作用。在大尺度環(huán)流背景下，西太平洋副熱帶高壓位置異常偏北，使得華南地區(qū)處于副高邊緣的西南氣流控制之下，為暖區(qū)暴雨的形成提供了充足的水汽和不穩(wěn)定能量。南支槽活動(dòng)頻繁且東移迅速，與副高相互配合，加強(qiáng)了西南氣流的強(qiáng)度和水汽輸送能力。低空急流在此次暴雨過程中也起到了關(guān)鍵作用，其強(qiáng)烈的水汽輸送和動(dòng)力抬升作用，觸發(fā)了中尺度對(duì)流系統(tǒng)的發(fā)展。這些復(fù)雜且獨(dú)特的天氣系統(tǒng)配置，在以往的暖區(qū)暴雨個(gè)例中并不常見，為深入研究暖區(qū)暴雨形成的復(fù)雜機(jī)制提供了難得的機(jī)會(huì)。此外，此次暖區(qū)暴雨過程有豐富且高質(zhì)量的觀測(cè)資料可供研究使用。地面氣象站、高空探空站、衛(wèi)星云圖以及雷達(dá)回波等多源觀測(cè)資料，能夠提供大氣不同層次的溫濕狀況、風(fēng)場(chǎng)分布、云系結(jié)構(gòu)等詳細(xì)信息。例如，地面氣象站的逐小時(shí)降水?dāng)?shù)據(jù)和氣溫、氣壓、濕度等氣象要素觀測(cè)數(shù)據(jù)，能夠精確反映降水的時(shí)間變化和地面氣象條件的演變；高空探空資料則可以獲取大氣垂直方向上的溫濕廓線和風(fēng)場(chǎng)垂直分布，為分析大氣層結(jié)穩(wěn)定性和垂直運(yùn)動(dòng)提供依據(jù)；衛(wèi)星云圖能夠直觀展示云系的分布和演變，幫助追蹤暴雨云團(tuán)的移動(dòng)路徑和發(fā)展過程；雷達(dá)回波數(shù)據(jù)則能詳細(xì)揭示降水云團(tuán)的結(jié)構(gòu)、強(qiáng)度和移動(dòng)特征，為研究中尺度對(duì)流系統(tǒng)的發(fā)展和演變提供關(guān)鍵信息。豐富的觀測(cè)資料為數(shù)值模擬的初始場(chǎng)和邊界條件提供了準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)支持，同時(shí)也為后續(xù)的診斷分析提供了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，使得研究能夠更加準(zhǔn)確地揭示暖區(qū)暴雨的形成機(jī)制。2.2資料來源與說明本研究運(yùn)用的資料豐富多樣，來源廣泛，涵蓋了常規(guī)氣象觀測(cè)資料、再分析資料、雷達(dá)衛(wèi)星資料等，這些資料在時(shí)間和空間分辨率上各有特點(diǎn)，相互補(bǔ)充，為深入研究暖區(qū)暴雨提供了全面的數(shù)據(jù)支持。常規(guī)氣象觀測(cè)資料包括地面氣象站和高空探空站的數(shù)據(jù)。地面氣象站資料來源于中國(guó)氣象局的氣象信息綜合分析處理系統(tǒng)（MICAPS），涵蓋了2020年6月8-9日華南地區(qū)多個(gè)地面氣象站的逐小時(shí)觀測(cè)數(shù)據(jù)，其要素包含降水量、氣溫、氣壓、濕度、風(fēng)向、風(fēng)速等。這些數(shù)據(jù)的空間分辨率為站點(diǎn)間距，由于華南地區(qū)地面氣象站分布較為密集，平均站點(diǎn)間距約為20-50公里，能夠較為細(xì)致地反映地面氣象要素的空間變化。時(shí)間分辨率為1小時(shí)，可精確捕捉氣象要素隨時(shí)間的動(dòng)態(tài)變化，如降水強(qiáng)度的逐小時(shí)演變，為研究暖區(qū)暴雨的短期變化特征提供了基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。以廣州某地面氣象站為例，其在6月8日18時(shí)的降水量為15毫米，19時(shí)降水量增加至30毫米，通過逐小時(shí)的降水?dāng)?shù)據(jù)，能夠清晰地觀察到降水強(qiáng)度的快速增強(qiáng)過程。高空探空站資料同樣來自MICAPS，選取了華南地區(qū)多個(gè)探空站在6月8-9日每天08時(shí)和20時(shí)（北京時(shí)）的探空數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)的空間分辨率取決于探空站的分布，華南地區(qū)探空站相對(duì)稀疏，平均間距在100-200公里左右，雖然在空間細(xì)節(jié)上不如地面氣象站，但能夠提供大氣垂直方向上的溫濕狀況、風(fēng)場(chǎng)分布等關(guān)鍵信息。時(shí)間分辨率為12小時(shí)，可用于分析大氣垂直結(jié)構(gòu)在一天內(nèi)的兩次關(guān)鍵時(shí)刻的變化情況，如通過08時(shí)和20時(shí)的探空數(shù)據(jù)對(duì)比，能發(fā)現(xiàn)大氣層結(jié)穩(wěn)定性的晝夜差異。例如，某探空站在6月8日08時(shí)的大氣層結(jié)相對(duì)穩(wěn)定，而在20時(shí)，由于水汽的匯聚和能量的積累，大氣層結(jié)變得不穩(wěn)定，為暖區(qū)暴雨的發(fā)生提供了潛在條件。再分析資料選用美國(guó)國(guó)家環(huán)境預(yù)報(bào)中心（NCEP）和國(guó)家大氣研究中心（NCAR）聯(lián)合提供的NCEP/NCAR再分析資料，其水平分辨率為1°×1°，在全球范圍內(nèi)具有較好的覆蓋性，對(duì)于研究大尺度環(huán)流背景下暖區(qū)暴雨的形成機(jī)制具有重要意義。該資料的時(shí)間分辨率為6小時(shí)，能夠提供較為頻繁的大氣狀態(tài)更新，如位勢(shì)高度、溫度、濕度、風(fēng)場(chǎng)等要素的6小時(shí)變化情況，有助于追蹤大尺度系統(tǒng)的移動(dòng)和演變過程。在此次暖區(qū)暴雨過程中，通過NCEP/NCAR再分析資料，可以清晰地觀察到西太平洋副熱帶高壓在6月8-9日期間的位置變化，以及南支槽的東移過程，為分析大尺度環(huán)流對(duì)暖區(qū)暴雨的影響提供了有力依據(jù)。雷達(dá)資料來源于華南地區(qū)多部新一代多普勒天氣雷達(dá)，這些雷達(dá)能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)降水云團(tuán)的結(jié)構(gòu)、強(qiáng)度和移動(dòng)特征。其空間分辨率在雷達(dá)有效探測(cè)范圍內(nèi)較高，通常在1-5公里左右，可精細(xì)刻畫降水云團(tuán)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，如強(qiáng)回波中心的位置和強(qiáng)度分布。時(shí)間分辨率為5-10分鐘，能夠快速捕捉降水云團(tuán)的動(dòng)態(tài)變化，對(duì)于研究中尺度對(duì)流系統(tǒng)的發(fā)展和演變具有極高的價(jià)值。例如，在6月8日夜間，通過雷達(dá)回波監(jiān)測(cè)發(fā)現(xiàn)，一個(gè)中尺度對(duì)流系統(tǒng)在華南地區(qū)迅速發(fā)展，其回波強(qiáng)度不斷增強(qiáng)，移動(dòng)速度較為緩慢，在多個(gè)站點(diǎn)上空持續(xù)影響，導(dǎo)致了短時(shí)強(qiáng)降水的發(fā)生。衛(wèi)星資料主要采用美國(guó)國(guó)家海洋和大氣管理局（NOAA）的GOES系列靜止氣象衛(wèi)星云圖，以及我國(guó)風(fēng)云系列氣象衛(wèi)星資料。GOES衛(wèi)星云圖的空間分辨率約為1-4公里，可提供高分辨率的云系圖像，清晰展示云系的分布和形態(tài)。時(shí)間分辨率為15-30分鐘，能夠?qū)崟r(shí)追蹤云系的發(fā)展和移動(dòng)路徑。風(fēng)云系列氣象衛(wèi)星在監(jiān)測(cè)我國(guó)及周邊地區(qū)氣象變化方面具有獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，其資料與GOES衛(wèi)星云圖相互補(bǔ)充，為研究暖區(qū)暴雨云系的演變提供了全面的視角。在此次暖區(qū)暴雨過程中，通過衛(wèi)星云圖可以觀察到，一個(gè)龐大的云系在華南地區(qū)逐漸發(fā)展壯大，其云頂溫度較低，表明云系發(fā)展旺盛，為暖區(qū)暴雨的形成提供了充足的水汽和動(dòng)力條件。2.3數(shù)值模擬方案設(shè)計(jì)2.3.1模式選擇與配置本研究選用WeatherResearchandForecasting（WRF）模式開展數(shù)值模擬工作，WRF模式是一款由美國(guó)國(guó)家大氣研究中心（NCAR）等機(jī)構(gòu)聯(lián)合開發(fā)的先進(jìn)中尺度數(shù)值模式。其在中尺度氣象研究和業(yè)務(wù)預(yù)報(bào)中應(yīng)用廣泛，具有良好的模擬性能和高度的靈活性，能夠?qū)Υ髿獾膹?fù)雜物理過程進(jìn)行較為精確的刻畫，為研究暖區(qū)暴雨提供了有力的工具。在模式的參數(shù)化方案設(shè)置方面，充分考慮了暖區(qū)暴雨模擬的需求，對(duì)各個(gè)物理過程進(jìn)行了精細(xì)配置。在微物理過程參數(shù)化方案上，選用了WSM6方案。該方案能夠細(xì)致地描述水汽的六種相態(tài)（水汽、云水、雨水、冰晶、雪和霰）之間的相互轉(zhuǎn)化，對(duì)于模擬暖區(qū)暴雨中復(fù)雜的云物理過程和降水形成機(jī)制具有顯著優(yōu)勢(shì)。在積云對(duì)流參數(shù)化方案上，采用Kain-Fritsch方案。此方案基于質(zhì)量通量的概念，通過考慮對(duì)流的觸發(fā)、發(fā)展和消亡過程，能夠較好地模擬暖區(qū)暴雨中積云對(duì)流的發(fā)生和發(fā)展，對(duì)降水的時(shí)空分布模擬較為準(zhǔn)確。在邊界層參數(shù)化方案上，選擇YonseiUniversity（YSU）方案。該方案在處理邊界層的湍流輸送、熱量交換和水汽垂直輸送等方面表現(xiàn)出色，能夠準(zhǔn)確反映暖區(qū)暴雨發(fā)生時(shí)邊界層的動(dòng)力和熱力特征。在長(zhǎng)波輻射和短波輻射參數(shù)化方案上，分別采用RRTM（RapidRadiativeTransferModel）方案和Dudhia方案。RRTM方案能夠精確計(jì)算長(zhǎng)波輻射的傳輸過程，考慮了大氣中多種氣體的輻射吸收和發(fā)射；Dudhia方案則在短波輻射的模擬中表現(xiàn)良好，能夠準(zhǔn)確描述太陽輻射在大氣中的傳輸、散射和吸收過程，這兩個(gè)方案的結(jié)合，為模擬暖區(qū)暴雨過程中的輻射收支提供了可靠的保障。在網(wǎng)格設(shè)置方面，為了兼顧模擬區(qū)域的覆蓋范圍和對(duì)暖區(qū)暴雨發(fā)生區(qū)域的精細(xì)化模擬，采用了三重嵌套網(wǎng)格設(shè)計(jì)。最外層粗網(wǎng)格（d01）的水平分辨率設(shè)置為27km，格點(diǎn)數(shù)為200×200，主要用于提供大尺度的背景場(chǎng)信息，捕捉大尺度環(huán)流系統(tǒng)的演變和影響。中間層網(wǎng)格（d02）的水平分辨率提高到9km，格點(diǎn)數(shù)為250×250，能夠?qū)ε瘏^(qū)暴雨發(fā)生的區(qū)域進(jìn)行更細(xì)致的刻畫，解析中尺度系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和演變。最內(nèi)層細(xì)網(wǎng)格（d03）的水平分辨率達(dá)到3km，格點(diǎn)數(shù)為300×300，重點(diǎn)關(guān)注暖區(qū)暴雨的核心區(qū)域，對(duì)暴雨發(fā)生的細(xì)節(jié)，如中尺度對(duì)流系統(tǒng)的發(fā)展、降水的精細(xì)化分布等進(jìn)行高精度模擬。三層網(wǎng)格的嵌套，使得模擬既能夠涵蓋大尺度的背景信息，又能夠?qū)ε瘏^(qū)暴雨的關(guān)鍵區(qū)域進(jìn)行精細(xì)化模擬，提高了模擬結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性。在垂直方向上，模式設(shè)置了50個(gè)不等距的σ-p混合垂直分層，在近地面層采用較小的垂直網(wǎng)格間距，約為50-100m，能夠更準(zhǔn)確地捕捉邊界層內(nèi)的物理過程；隨著高度的增加，垂直網(wǎng)格間距逐漸增大，在模式頂層達(dá)到約1km，以合理地描述大氣的垂直結(jié)構(gòu)。這種垂直分層設(shè)置，能夠充分解析大氣的垂直變化，尤其是在邊界層和對(duì)流層中下層，對(duì)暖區(qū)暴雨發(fā)生時(shí)的垂直運(yùn)動(dòng)、水汽輸送和能量交換等過程的模擬具有重要意義。模式的積分時(shí)間從2020年6月8日00時(shí)（協(xié)調(diào)世界時(shí)，UTC）開始，至6月9日12時(shí)結(jié)束，共計(jì)36小時(shí)。在積分過程中，模式采用時(shí)間分裂積分方案，對(duì)快波和慢波分別采用不同的時(shí)間步長(zhǎng)進(jìn)行積分，以提高計(jì)算效率和穩(wěn)定性。模式每15分鐘輸出一次模擬結(jié)果，包括降水、風(fēng)場(chǎng)、溫度、濕度等氣象要素，這些高時(shí)間分辨率的輸出結(jié)果，為后續(xù)對(duì)暖區(qū)暴雨的精細(xì)分析提供了豐富的數(shù)據(jù)支持。2.3.2模擬試驗(yàn)設(shè)計(jì)為了深入探究不同因素對(duì)暖區(qū)暴雨的影響，設(shè)計(jì)了一系列模擬試驗(yàn)，包括控制試驗(yàn)和敏感性試驗(yàn)?？刂圃囼?yàn)（CTL）旨在模擬實(shí)際天氣狀況下的暖區(qū)暴雨過程，采用上述設(shè)置的標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)化方案和網(wǎng)格配置。在控制試驗(yàn)中，模式的初始條件和邊界條件均來自NCEP/NCAR再分析資料，通過對(duì)實(shí)際大氣狀態(tài)的準(zhǔn)確描述，期望能夠真實(shí)地再現(xiàn)2020年6月8-9日華南地區(qū)的暖區(qū)暴雨過程?？刂圃囼?yàn)的結(jié)果將作為后續(xù)敏感性試驗(yàn)的對(duì)比基準(zhǔn)，用于評(píng)估不同因素對(duì)暖區(qū)暴雨模擬結(jié)果的影響。在敏感性試驗(yàn)方面，主要針對(duì)可能影響暖區(qū)暴雨的關(guān)鍵因素進(jìn)行調(diào)整和改變，通過對(duì)比不同試驗(yàn)結(jié)果，分析這些因素對(duì)暖區(qū)暴雨的影響機(jī)制。積云對(duì)流參數(shù)化方案敏感性試驗(yàn)，分別采用Betts-Miller-Janjic（BMJ）方案和Grell-DevenyiEnsemble（GDE）方案替代控制試驗(yàn)中的Kain-Fritsch方案，進(jìn)行敏感性試驗(yàn)。BMJ方案是一種調(diào)整型方案，通過調(diào)整溫度和濕度廓線來模擬對(duì)流過程，與Kain-Fritsch方案在對(duì)流觸發(fā)和發(fā)展機(jī)制上存在差異。GDE方案則采用多種閉合條件和多參數(shù)化方法來觸發(fā)和控制對(duì)流，具有高度的靈活性。通過對(duì)比這兩種方案與Kain-Fritsch方案的模擬結(jié)果，分析不同積云對(duì)流參數(shù)化方案對(duì)暖區(qū)暴雨降水強(qiáng)度、落區(qū)和中尺度對(duì)流系統(tǒng)發(fā)展的影響。例如，觀察不同方案下對(duì)流系統(tǒng)的生成位置、移動(dòng)路徑和強(qiáng)度變化，以及降水中心的分布和強(qiáng)度差異。微物理參數(shù)化方案敏感性試驗(yàn)，選用Eta方案和Thompson方案分別替代控制試驗(yàn)中的WSM6方案。Eta方案在處理水汽相態(tài)轉(zhuǎn)化和降水形成過程中，對(duì)冰相過程的描述較為簡(jiǎn)單；Thompson方案則相對(duì)復(fù)雜，考慮了更多的微物理過程，如霰的融化和蒸發(fā)等。通過這兩個(gè)方案的敏感性試驗(yàn)，研究微物理過程對(duì)暖區(qū)暴雨模擬的影響，分析不同微物理方案下云的垂直結(jié)構(gòu)、云水含量、雨水含量以及降水的微物理特征的差異。地形敏感性試驗(yàn)，在模式中移除華南地區(qū)主要山脈，如南嶺等，進(jìn)行敏感性試驗(yàn)。地形在暖區(qū)暴雨的形成過程中起著重要作用，山脈的存在可以導(dǎo)致氣流的抬升和輻合，觸發(fā)對(duì)流和增強(qiáng)降水。通過移除地形，對(duì)比控制試驗(yàn)結(jié)果，分析地形對(duì)暖區(qū)暴雨的動(dòng)力抬升作用和對(duì)水汽輸送的影響。觀察降水落區(qū)和強(qiáng)度的變化，以及中尺度對(duì)流系統(tǒng)在無地形作用下的發(fā)展和移動(dòng)特征。海陸分布敏感性試驗(yàn)，通過改變模式中的海陸分布，將部分海洋區(qū)域設(shè)置為陸地，反之亦然，進(jìn)行敏感性試驗(yàn)。海陸分布對(duì)水汽的輸送和能量的交換具有重要影響，改變海陸分布可以改變大氣的下墊面條件，進(jìn)而影響暖區(qū)暴雨的形成。對(duì)比不同海陸分布條件下的模擬結(jié)果，分析海陸分布對(duì)暖區(qū)暴雨的水汽來源、水汽輸送路徑以及降水強(qiáng)度和落區(qū)的影響。三、天氣形勢(shì)分析3.1大尺度環(huán)流背景在500hPa高度層上，2020年6月8日08時(shí)，歐亞大陸中高緯度地區(qū)呈現(xiàn)出兩槽一脊的環(huán)流形勢(shì)。其中，巴爾喀什湖附近存在一個(gè)深厚的低槽，槽線南伸，冷空氣在槽后堆積；在貝加爾湖以東地區(qū)，另一個(gè)低槽較為明顯，其槽后冷空氣不斷南下。在這兩個(gè)低槽之間，是一個(gè)強(qiáng)大的高壓脊，脊線位于蒙古國(guó)中部至我國(guó)東北地區(qū)。這種環(huán)流形勢(shì)使得冷空氣不斷從高緯度地區(qū)向南輸送，為暖區(qū)暴雨的發(fā)生提供了有利的大尺度背景條件。西太平洋副熱帶高壓（以下簡(jiǎn)稱“副高”）在此次暖區(qū)暴雨過程中扮演著重要角色。6月8日08時(shí)，副高呈東西帶狀分布，其西脊點(diǎn)位于115°E左右，588dagpm線控制著華南地區(qū)的大部分區(qū)域。副高的穩(wěn)定維持，使得華南地區(qū)處于其南側(cè)的偏南氣流控制之下，為暖區(qū)暴雨的形成提供了充足的水汽和不穩(wěn)定能量。隨著時(shí)間的推移，副高逐漸向北移動(dòng)，在6月8日20時(shí)，其西脊點(diǎn)略微東退至118°E附近，但588dagpm線仍然牢牢控制著華南地區(qū)，保證了水汽和能量的持續(xù)輸送。在6月9日08時(shí)，副高進(jìn)一步北抬，西脊點(diǎn)東退至120°E左右，雖然副高位置有所變化，但其對(duì)華南地區(qū)的影響依然顯著，偏南氣流繼續(xù)為暖區(qū)暴雨提供水汽和能量支持。南支槽是影響此次暖區(qū)暴雨的另一個(gè)重要大尺度系統(tǒng)。6月8日08時(shí)，南支槽位于孟加拉灣地區(qū)，槽線較為陡峭，槽前西南氣流強(qiáng)盛。隨著時(shí)間的推移，南支槽迅速東移，在6月8日20時(shí)，槽線已經(jīng)移至我國(guó)云南、貴州一帶，槽前西南氣流不斷加強(qiáng)，將孟加拉灣的水汽源源不斷地輸送到華南地區(qū)。南支槽的東移和加強(qiáng)，不僅增加了華南地區(qū)的水汽含量，還加強(qiáng)了大氣的垂直上升運(yùn)動(dòng)，為暖區(qū)暴雨的發(fā)生提供了動(dòng)力條件。在6月9日08時(shí)，南支槽繼續(xù)東移，雖然其強(qiáng)度略有減弱，但槽前西南氣流仍然對(duì)華南地區(qū)的暖區(qū)暴雨維持著一定的影響。在700hPa高度層上，6月8日08時(shí)，華南地區(qū)處于西南氣流的控制之下，風(fēng)速一般在10-15m/s左右。西南氣流將南海和孟加拉灣的水汽不斷向華南地區(qū)輸送，使得華南地區(qū)的水汽含量迅速增加。在廣西、廣東等地，比濕達(dá)到了14-16g/kg，為暖區(qū)暴雨的形成提供了充足的水汽條件。低空急流在此次暖區(qū)暴雨過程中也十分明顯，在6月8日20時(shí)，一條強(qiáng)盛的低空急流位于華南地區(qū)，急流軸從北部灣一直延伸到福建沿海，急流中心風(fēng)速超過20m/s。低空急流的存在，不僅加強(qiáng)了水汽的輸送，還通過其強(qiáng)烈的垂直切變和動(dòng)力抬升作用，觸發(fā)了中尺度對(duì)流系統(tǒng)的發(fā)展，對(duì)暖區(qū)暴雨的發(fā)生和發(fā)展起到了關(guān)鍵作用。在6月9日08時(shí)，低空急流雖然強(qiáng)度略有減弱，但仍然維持在華南地區(qū)，繼續(xù)為暖區(qū)暴雨提供動(dòng)力和水汽支持。綜上所述，在此次暖區(qū)暴雨過程中，500hPa高度層上的兩槽一脊環(huán)流形勢(shì)、副高和南支槽，以及700hPa高度層上的西南氣流和低空急流等大尺度環(huán)流系統(tǒng)相互配合，為暖區(qū)暴雨的發(fā)生提供了有利的大尺度環(huán)流背景條件。副高和南支槽的共同作用，使得華南地區(qū)獲得了充足的水汽和不穩(wěn)定能量；低空急流的存在，則加強(qiáng)了水汽輸送和動(dòng)力抬升作用，觸發(fā)了中尺度對(duì)流系統(tǒng)的發(fā)展，最終導(dǎo)致了暖區(qū)暴雨的發(fā)生。3.2中尺度系統(tǒng)特征低空急流在此次暖區(qū)暴雨過程中扮演著關(guān)鍵角色。從風(fēng)場(chǎng)垂直剖面圖（圖1）可以清晰地看到，在6月8日14時(shí)左右，低空急流開始在華南地區(qū)發(fā)展，急流中心位于850-700hPa高度層之間，風(fēng)速迅速增大。在6月8日20時(shí)，低空急流進(jìn)一步加強(qiáng)，中心風(fēng)速超過20m/s，其核心區(qū)域呈現(xiàn)出明顯的風(fēng)速大值區(qū)。低空急流的強(qiáng)烈發(fā)展，使得水汽輸送通量顯著增強(qiáng)。通過計(jì)算水汽輸送通量（圖2），發(fā)現(xiàn)低空急流將南海和孟加拉灣的大量水汽向華南地區(qū)輸送，在廣西、廣東等地形成了明顯的水汽輸送帶，水汽輸送通量輻合中心位于暴雨區(qū)上空，為暖區(qū)暴雨提供了充足的水汽條件。低空急流的動(dòng)力抬升作用對(duì)暖區(qū)暴雨的觸發(fā)和維持至關(guān)重要。急流的存在使得大氣的垂直切變?cè)鰪?qiáng)，在低空急流左側(cè)，由于風(fēng)速的垂直切變，產(chǎn)生了強(qiáng)烈的上升運(yùn)動(dòng)。通過垂直速度剖面圖（圖3）可以觀察到，在低空急流左側(cè)，垂直速度大值區(qū)與暴雨區(qū)高度吻合，上升運(yùn)動(dòng)的最大值超過10hPa/s，這種強(qiáng)烈的上升運(yùn)動(dòng)將低層的暖濕空氣迅速抬升，促進(jìn)了水汽的凝結(jié)和降水的發(fā)生。低空急流的動(dòng)力抬升作用還使得中尺度對(duì)流系統(tǒng)更容易觸發(fā)和發(fā)展，增強(qiáng)了暖區(qū)暴雨的強(qiáng)度和持續(xù)性。地面輻合線是暖區(qū)暴雨形成的另一個(gè)重要中尺度系統(tǒng)。在地面流場(chǎng)圖上（圖4），可以清晰地看到，在6月8日18時(shí)左右，一條明顯的地面輻合線開始在華南地區(qū)生成，輻合線從廣西南部一直延伸到廣東東部。地面輻合線的存在，使得低層空氣在輻合線附近強(qiáng)烈輻合上升。通過散度場(chǎng)分析（圖5），發(fā)現(xiàn)地面輻合線附近的散度值達(dá)到-10×10??s?1以下，表明輻合作用十分強(qiáng)烈。這種強(qiáng)烈的輻合上升運(yùn)動(dòng)，為暖區(qū)暴雨的發(fā)生提供了動(dòng)力條件，使得水汽能夠在輻合線附近迅速聚集并上升，形成降水。隨著時(shí)間的推移，地面輻合線逐漸向北移動(dòng)，在移動(dòng)過程中，不斷觸發(fā)新的對(duì)流，導(dǎo)致降水區(qū)域向北擴(kuò)展。在6月8日22時(shí)，地面輻合線移動(dòng)到廣東中部地區(qū)，該地區(qū)的降水強(qiáng)度明顯增強(qiáng)，出現(xiàn)了短時(shí)強(qiáng)降水天氣。地面輻合線的維持和移動(dòng)，對(duì)暖區(qū)暴雨的落區(qū)和強(qiáng)度變化產(chǎn)生了重要影響。中尺度對(duì)流系統(tǒng)（MCS）是暖區(qū)暴雨的直接影響系統(tǒng)。通過雷達(dá)回波資料分析發(fā)現(xiàn)，在此次暖區(qū)暴雨過程中，多個(gè)中尺度對(duì)流系統(tǒng)在華南地區(qū)發(fā)展和移動(dòng)。這些中尺度對(duì)流系統(tǒng)呈現(xiàn)出明顯的組織化特征，通常由多個(gè)對(duì)流單體組成，形成帶狀或團(tuán)塊狀結(jié)構(gòu)。在6月8日20時(shí)的雷達(dá)回波圖（圖6）上，可以看到一個(gè)典型的中尺度對(duì)流系統(tǒng)，其回波強(qiáng)度超過50dBZ，水平尺度達(dá)到100-200km。中尺度對(duì)流系統(tǒng)的垂直結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)出明顯的傾斜特征，在對(duì)流發(fā)展初期，上升氣流占據(jù)主導(dǎo)地位，隨著對(duì)流的發(fā)展，下沉氣流逐漸增強(qiáng)，形成了明顯的垂直環(huán)流。通過垂直風(fēng)廓線雷達(dá)資料分析（圖7），發(fā)現(xiàn)中尺度對(duì)流系統(tǒng)內(nèi)的垂直風(fēng)切變較大，有利于對(duì)流的發(fā)展和維持。中尺度對(duì)流系統(tǒng)的移動(dòng)速度相對(duì)較慢，一般在10-20km/h左右，這種緩慢的移動(dòng)使得中尺度對(duì)流系統(tǒng)能夠在暴雨區(qū)上空長(zhǎng)時(shí)間維持，形成“列車效應(yīng)”，導(dǎo)致降水持續(xù)增強(qiáng)。在6月8日夜間，一個(gè)中尺度對(duì)流系統(tǒng)在廣州上空持續(xù)影響長(zhǎng)達(dá)3-4小時(shí)，導(dǎo)致該地區(qū)出現(xiàn)了極端強(qiáng)降水，小時(shí)雨強(qiáng)超過80毫米。3.3地形對(duì)天氣形勢(shì)的影響地形在暖區(qū)暴雨的形成過程中扮演著至關(guān)重要的角色，尤其是山脈和海岸線等地形因素，對(duì)氣流運(yùn)動(dòng)和降水分布產(chǎn)生著顯著影響。以此次暖區(qū)暴雨發(fā)生地華南地區(qū)的南嶺山脈為例，其東西走向橫亙?cè)谌A南地區(qū)，對(duì)暖濕氣流的運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生了明顯的阻擋和抬升作用。在此次暖區(qū)暴雨過程中，來自南海和孟加拉灣的暖濕氣流在向北輸送過程中，遇到南嶺山脈的阻擋，暖濕氣流被迫沿山坡抬升。根據(jù)地形動(dòng)力抬升理論，當(dāng)暖濕氣流爬坡時(shí)，空氣上升，氣壓降低，水汽冷卻凝結(jié)，容易形成降水。通過對(duì)地形高度與降水關(guān)系的分析發(fā)現(xiàn)，在南嶺山脈的迎風(fēng)坡，即山脈南側(cè)，降水明顯增強(qiáng)。在6月8日20時(shí)的降水分布圖上，可以看到南嶺山脈南側(cè)的廣東韶關(guān)、清遠(yuǎn)等地，降水強(qiáng)度明顯大于山脈北側(cè)地區(qū)，部分站點(diǎn)的小時(shí)降水量超過30毫米。這是因?yàn)榕瘽駳饬髟谟L(fēng)坡抬升過程中，水汽不斷凝結(jié)，形成了豐富的降水。而在山脈的背風(fēng)坡，由于氣流下沉增溫，水汽難以凝結(jié)，降水相對(duì)較少，形成了“雨影區(qū)”。例如，南嶺山脈北側(cè)的湖南郴州等地，降水強(qiáng)度明顯小于山脈南側(cè)地區(qū)，呈現(xiàn)出地形對(duì)降水分布的顯著影響。海岸線作為一種特殊的地形，對(duì)暖區(qū)暴雨的影響也不容忽視。華南地區(qū)海岸線曲折，海陸熱力性質(zhì)差異明顯。在此次暖區(qū)暴雨過程中，白天陸地升溫快，海洋升溫慢，形成了從海洋吹向陸地的海風(fēng)。海風(fēng)將海洋上的暖濕水汽源源不斷地輸送到陸地上，為暖區(qū)暴雨提供了充足的水汽條件。通過對(duì)海陸風(fēng)環(huán)流的模擬分析發(fā)現(xiàn)，在海岸線附近，海風(fēng)與陸地上的偏南氣流輻合，形成了明顯的輻合上升運(yùn)動(dòng)。這種輻合上升運(yùn)動(dòng)使得水汽在海岸線附近聚集并上升，容易觸發(fā)對(duì)流，導(dǎo)致降水的發(fā)生。在6月8日14時(shí)的風(fēng)場(chǎng)和散度場(chǎng)圖上，可以清晰地看到在廣東沿海地區(qū)，海風(fēng)與偏南氣流輻合，散度值達(dá)到-8×10??s?1以下，表明輻合作用強(qiáng)烈，對(duì)應(yīng)區(qū)域出現(xiàn)了較強(qiáng)的降水。而在夜間，陸地降溫快，海洋降溫慢，形成陸風(fēng)，陸風(fēng)將陸地上的冷空氣吹向海洋，抑制了降水的發(fā)生。這種海陸風(fēng)的日變化對(duì)暖區(qū)暴雨的發(fā)生時(shí)間和強(qiáng)度產(chǎn)生了重要影響。地形還通過影響中尺度系統(tǒng)的發(fā)展和移動(dòng)，間接影響暖區(qū)暴雨的形成。在山區(qū)，地形的起伏導(dǎo)致氣流的不穩(wěn)定，容易觸發(fā)中尺度對(duì)流系統(tǒng)的發(fā)展。山區(qū)的山谷和山脊地形，使得氣流在運(yùn)動(dòng)過程中產(chǎn)生輻合和輻散，形成局地的上升和下沉運(yùn)動(dòng)，為中尺度對(duì)流系統(tǒng)的生成提供了動(dòng)力條件。例如，在此次暖區(qū)暴雨過程中，在廣西的一些山區(qū)，由于地形的影響，中尺度對(duì)流系統(tǒng)在山區(qū)迅速發(fā)展，并向周邊地區(qū)移動(dòng)，導(dǎo)致了降水區(qū)域的擴(kuò)展和降水強(qiáng)度的增強(qiáng)。地形還會(huì)改變中尺度系統(tǒng)的移動(dòng)路徑，使得中尺度系統(tǒng)在遇到山脈等地形時(shí)，可能會(huì)發(fā)生繞流或停滯，導(dǎo)致降水在某些區(qū)域持續(xù)增強(qiáng)，形成極端降水事件。四、數(shù)值模擬結(jié)果驗(yàn)證與分析4.1模擬結(jié)果與觀測(cè)對(duì)比將WRF模式模擬得到的降水分布和強(qiáng)度與實(shí)際觀測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行細(xì)致對(duì)比，是評(píng)估模擬準(zhǔn)確性的關(guān)鍵步驟，有助于深入了解模式對(duì)暖區(qū)暴雨過程的模擬能力。從降水分布來看，圖8展示了2020年6月8日20時(shí)-9日08時(shí)模擬的累積降水量與觀測(cè)累積降水量的對(duì)比。觀測(cè)數(shù)據(jù)顯示，此次暖區(qū)暴雨的降水中心主要集中在廣東中部和廣西東部地區(qū)。在廣東中部，如廣州、佛山等地，觀測(cè)到的累積降水量超過200毫米，形成了明顯的降水大值中心。在廣西東部，梧州、賀州等地區(qū)的累積降水量也達(dá)到150-200毫米，呈現(xiàn)出較強(qiáng)的降水區(qū)域。模擬結(jié)果在整體降水落區(qū)上與觀測(cè)較為一致，成功捕捉到了廣東中部和廣西東部的主要降水區(qū)域。模擬的降水中心位置與觀測(cè)基本吻合，在廣東中部和廣西東部也呈現(xiàn)出明顯的降水大值區(qū)。在一些細(xì)節(jié)方面，模擬結(jié)果與觀測(cè)仍存在一定差異。在廣東沿海地區(qū)，觀測(cè)到的降水相對(duì)較弱，累積降水量一般在50-100毫米之間，而模擬結(jié)果在該區(qū)域的降水強(qiáng)度略強(qiáng)，部分區(qū)域的模擬累積降水量超過100毫米。在廣西南部的一些地區(qū)，觀測(cè)到的降水分布較為零散，而模擬結(jié)果在該區(qū)域的降水分布相對(duì)集中。在降水強(qiáng)度方面，通過對(duì)比模擬和觀測(cè)的小時(shí)雨強(qiáng)，進(jìn)一步評(píng)估模擬的準(zhǔn)確性。圖9給出了廣州站點(diǎn)模擬和觀測(cè)的小時(shí)雨強(qiáng)變化曲線。在6月8日20時(shí)-22時(shí)，觀測(cè)到廣州站點(diǎn)的小時(shí)雨強(qiáng)迅速增強(qiáng)，從20毫米左右增加到60毫米以上，出現(xiàn)了短時(shí)強(qiáng)降水天氣。模擬結(jié)果在該時(shí)段也較好地捕捉到了雨強(qiáng)的增強(qiáng)趨勢(shì)，模擬的小時(shí)雨強(qiáng)從25毫米左右增加到55毫米左右，雖然與觀測(cè)值存在一定偏差，但變化趨勢(shì)基本一致。在6月9日00時(shí)-02時(shí)，觀測(cè)到小時(shí)雨強(qiáng)有所減弱，但仍維持在40-50毫米的較高水平，模擬結(jié)果在該時(shí)段的雨強(qiáng)減弱趨勢(shì)也與觀測(cè)相符，模擬的小時(shí)雨強(qiáng)從55毫米左右降低到45毫米左右。在6月9日04時(shí)-06時(shí)，觀測(cè)到小時(shí)雨強(qiáng)再次增強(qiáng)，超過60毫米，而模擬結(jié)果在該時(shí)段的雨強(qiáng)增強(qiáng)幅度相對(duì)較小，模擬的小時(shí)雨強(qiáng)僅從45毫米左右增加到50毫米左右，與觀測(cè)值存在一定差距。為了更直觀地展示模擬結(jié)果與觀測(cè)的差異，采用泰勒?qǐng)D（圖10）對(duì)模擬和觀測(cè)的降水進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。泰勒?qǐng)D通過相關(guān)系數(shù)、標(biāo)準(zhǔn)差和均方根誤差等統(tǒng)計(jì)量，綜合評(píng)估模擬結(jié)果與觀測(cè)數(shù)據(jù)的相似程度。在泰勒?qǐng)D中，模擬結(jié)果與觀測(cè)數(shù)據(jù)的相關(guān)系數(shù)越高，點(diǎn)越靠近觀測(cè)點(diǎn)；標(biāo)準(zhǔn)差越接近，點(diǎn)在以觀測(cè)點(diǎn)為圓心的同心圓上的位置越接近；均方根誤差越小，點(diǎn)與觀測(cè)點(diǎn)的距離越近。從泰勒?qǐng)D中可以看出，模擬結(jié)果與觀測(cè)數(shù)據(jù)的相關(guān)系數(shù)達(dá)到0.85，表明兩者之間具有較強(qiáng)的相關(guān)性，模擬結(jié)果能夠較好地反映觀測(cè)降水的變化趨勢(shì)。模擬結(jié)果的標(biāo)準(zhǔn)差略大于觀測(cè)數(shù)據(jù)，說明模擬的降水強(qiáng)度變化幅度相對(duì)較大。均方根誤差為15毫米，表明模擬結(jié)果與觀測(cè)數(shù)據(jù)在降水強(qiáng)度上存在一定的偏差。通過地圖和圖表的對(duì)比分析可知，WRF模式在此次暖區(qū)暴雨模擬中，能夠較好地模擬出降水的整體分布和主要降水中心的位置，在降水強(qiáng)度的變化趨勢(shì)上也與觀測(cè)基本一致。模式在一些細(xì)節(jié)方面仍存在不足，如對(duì)沿海地區(qū)和部分零散降水區(qū)域的模擬不夠準(zhǔn)確，降水強(qiáng)度的模擬與觀測(cè)存在一定偏差。在后續(xù)的研究中，需要進(jìn)一步優(yōu)化模式的參數(shù)化方案和初始條件，提高模式對(duì)暖區(qū)暴雨的模擬能力。4.2模擬結(jié)果的時(shí)空演變分析為了深入剖析暖區(qū)暴雨的發(fā)展過程，對(duì)模擬結(jié)果中的水汽輸送、垂直運(yùn)動(dòng)、渦度等關(guān)鍵物理量進(jìn)行時(shí)空演變分析。從水汽輸送的時(shí)空演變來看，在此次暖區(qū)暴雨過程中，水汽輸送對(duì)暴雨的形成和發(fā)展起著至關(guān)重要的作用。模擬結(jié)果顯示，在6月8日08時(shí)，來自南海和孟加拉灣的水汽在西南氣流的引導(dǎo)下，開始向華南地區(qū)輸送。在水汽通量矢量圖（圖11）上，可以清晰地看到一條寬闊的水汽輸送帶從南海一直延伸到華南地區(qū)，水汽通量值在10-15g/(cm?hPa?s)之間，表明水汽輸送較為強(qiáng)盛。隨著時(shí)間的推移，到6月8日14時(shí)，水汽輸送進(jìn)一步加強(qiáng)，水汽通量值增大到15-20g/(cm?hPa?s)，且水汽輸送帶的范圍有所擴(kuò)大，覆蓋了廣東、廣西的大部分地區(qū)。在廣西東部和廣東中部地區(qū)，水汽通量輻合中心逐漸形成，水汽通量輻合值達(dá)到-5×10??g/(cm2?hPa?s)以下，這意味著大量的水汽在這些區(qū)域匯聚，為暖區(qū)暴雨的發(fā)生提供了充足的水汽條件。在6月8日20時(shí)，水汽輸送持續(xù)維持在較高水平，水汽通量輻合中心進(jìn)一步加強(qiáng)，輻合值超過-8×10??g/(cm2?hPa?s)，對(duì)應(yīng)區(qū)域的降水強(qiáng)度也明顯增強(qiáng)，出現(xiàn)了短時(shí)強(qiáng)降水天氣。在6月9日02時(shí)，雖然水汽輸送強(qiáng)度略有減弱，但水汽通量輻合中心仍然維持在廣東中部和廣西東部地區(qū)，為暴雨的持續(xù)提供了水汽支持。直到6月9日08時(shí)，隨著水汽輸送的減弱和水汽通量輻合中心的東移，暖區(qū)暴雨過程逐漸趨于結(jié)束。垂直運(yùn)動(dòng)在暖區(qū)暴雨的發(fā)展過程中也扮演著關(guān)鍵角色。通過對(duì)模擬結(jié)果中垂直速度的時(shí)空演變分析（圖12），可以發(fā)現(xiàn)，在6月8日14時(shí)左右，在華南地區(qū)開始出現(xiàn)明顯的上升運(yùn)動(dòng)，垂直速度大值區(qū)位于850-700hPa高度層之間，最大值超過5hPa/s。上升運(yùn)動(dòng)的出現(xiàn)，使得低層的暖濕空氣被迅速抬升，促進(jìn)了水汽的凝結(jié)和降水的發(fā)生。在6月8日20時(shí)，上升運(yùn)動(dòng)進(jìn)一步加強(qiáng)，垂直速度最大值超過10hPa/s，且上升運(yùn)動(dòng)的范圍也有所擴(kuò)大，從廣東中部擴(kuò)展到廣西東部地區(qū)。在暴雨區(qū)上空，上升運(yùn)動(dòng)與水汽輻合中心高度吻合，這種強(qiáng)烈的上升運(yùn)動(dòng)將大量的水汽向上輸送，使得水汽在高空不斷凝結(jié)，形成深厚的云系，為暖區(qū)暴雨的發(fā)展提供了強(qiáng)大的動(dòng)力支持。在6月9日02時(shí)，雖然上升運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度略有減弱，但仍然維持在較高水平，垂直速度大值區(qū)仍然位于暴雨區(qū)上空，保證了降水的持續(xù)進(jìn)行。隨著時(shí)間的推移，到6月9日08時(shí)，上升運(yùn)動(dòng)逐漸減弱，垂直速度大值區(qū)也逐漸消失，暖區(qū)暴雨過程逐漸結(jié)束。渦度的時(shí)空演變對(duì)暖區(qū)暴雨的發(fā)展也具有重要影響。模擬結(jié)果顯示，在6月8日14時(shí)，在華南地區(qū)開始出現(xiàn)正渦度中心，渦度值在2×10??s?1左右。正渦度的出現(xiàn)，表明大氣中存在氣旋性環(huán)流，有利于空氣的輻合上升，為暖區(qū)暴雨的觸發(fā)提供了動(dòng)力條件。在6月8日20時(shí)，正渦度中心進(jìn)一步加強(qiáng)，渦度值增大到4×10??s?1以上，且正渦度中心的范圍也有所擴(kuò)大，與暴雨區(qū)的范圍基本一致。在正渦度中心區(qū)域，空氣強(qiáng)烈輻合上升，促進(jìn)了中尺度對(duì)流系統(tǒng)的發(fā)展和暖區(qū)暴雨的加強(qiáng)。在6月9日02時(shí)，雖然正渦度中心強(qiáng)度略有減弱，但仍然維持在較高水平，保證了暖區(qū)暴雨的持續(xù)。在6月9日08時(shí)，隨著正渦度中心的減弱和東移，暖區(qū)暴雨過程逐漸結(jié)束。通過對(duì)水汽輸送、垂直運(yùn)動(dòng)、渦度等物理量的時(shí)空演變分析，可以清晰地看到暖區(qū)暴雨的發(fā)展過程。在大尺度環(huán)流系統(tǒng)的作用下，水汽源源不斷地向華南地區(qū)輸送，在中尺度系統(tǒng)的觸發(fā)下，暖濕空氣強(qiáng)烈輻合上升，形成深厚的云系和強(qiáng)烈的降水。正渦度的存在和發(fā)展，為暖區(qū)暴雨的觸發(fā)和維持提供了動(dòng)力條件，使得暖區(qū)暴雨得以持續(xù)發(fā)展。這些物理量的相互作用和協(xié)同變化，共同決定了暖區(qū)暴雨的發(fā)生、發(fā)展和消亡過程。五、診斷分析5.1水汽條件分析5.1.1水汽輸送通道在此次暖區(qū)暴雨過程中，水汽輸送對(duì)暴雨的形成和發(fā)展起到了關(guān)鍵作用。通過對(duì)模擬結(jié)果中水汽通量的分析，明確了水汽的主要來源和輸送路徑。從水汽通量矢量圖（圖13）可以清晰地看出，此次暖區(qū)暴雨的水汽主要來源于南海和孟加拉灣。在6月8日08時(shí)，來自南海的水汽在西南氣流的引導(dǎo)下，向華南地區(qū)輸送，水汽通量值在10-15g/(cm?hPa?s)之間，形成了一條明顯的水汽輸送帶。同時(shí)，來自孟加拉灣的水汽也在南支槽前西南氣流的作用下，向華南地區(qū)輸送，雖然其水汽通量值相對(duì)較小，約為5-10g/(cm?hPa?s)，但也為華南地區(qū)的水汽供應(yīng)做出了重要貢獻(xiàn)。隨著時(shí)間的推移，到6月8日14時(shí)，南海和孟加拉灣的水汽輸送進(jìn)一步加強(qiáng)，水汽通量值分別增大到15-20g/(cm?hPa?s)和10-15g/(cm?hPa?s)。在廣西東部和廣東中部地區(qū)，來自南海和孟加拉灣的水汽輸送帶逐漸匯合，形成了一個(gè)更為強(qiáng)盛的水汽輻合區(qū)，水汽通量輻合值達(dá)到-5×10??g/(cm2?hPa?s)以下，這表明大量的水汽在這些區(qū)域匯聚，為暖區(qū)暴雨的發(fā)生提供了充足的水汽條件。為了更準(zhǔn)確地量化不同路徑的水汽輸送通量，對(duì)南海和孟加拉灣路徑的水汽輸送通量進(jìn)行了計(jì)算。在6月8日08時(shí)-9日08時(shí)期間，南海路徑的平均水汽輸送通量為15g/(cm?hPa?s)，輸送的水汽總量達(dá)到1.5×1012kg；孟加拉灣路徑的平均水汽輸送通量為10g/(cm?hPa?s)，輸送的水汽總量為1.0×1012kg。由此可見，南海路徑的水汽輸送通量和輸送總量均大于孟加拉灣路徑，南海是此次暖區(qū)暴雨的主要水汽來源。孟加拉灣路徑的水汽輸送也不容忽視，它與南海路徑的水汽相互配合，共同為暖區(qū)暴雨提供了充足的水汽支持。在水汽輸送過程中，低空急流起到了重要的加速和引導(dǎo)作用。在6月8日20時(shí)，低空急流在華南地區(qū)發(fā)展強(qiáng)盛，急流中心風(fēng)速超過20m/s。低空急流將南海和孟加拉灣的水汽迅速向華南地區(qū)輸送，使得水汽輸送通量顯著增強(qiáng)。通過對(duì)比有無低空急流時(shí)的水汽輸送通量發(fā)現(xiàn)，在低空急流存在的情況下，水汽輸送通量比無低空急流時(shí)增加了5-10g/(cm?hPa?s)，這表明低空急流對(duì)水汽輸送具有明顯的增強(qiáng)作用。低空急流還使得水汽輸送路徑更加集中，有利于水汽在暴雨區(qū)的匯聚。在低空急流的引導(dǎo)下，水汽輸送帶更加狹窄且強(qiáng)勁，水汽更容易在暴雨區(qū)上空輻合，從而為暖區(qū)暴雨的發(fā)生提供了更有利的水汽條件。5.1.2水汽收支分析為了深入了解水汽對(duì)暖區(qū)暴雨的貢獻(xiàn)，對(duì)暴雨區(qū)域（20°N-25°N，110°E-115°E）的水汽收支進(jìn)行了詳細(xì)計(jì)算和分析。根據(jù)水汽收支方程：\frac{\partialq}{\partialt}=-\nabla\cdot(\vec{V}q)-\frac{\partial(\omegaq)}{\partialp}+S其中，\frac{\partialq}{\partialt}為水汽的局地變化率，-\nabla\cdot(\vec{V}q)為水平水汽通量散度，-\frac{\partial(\omegaq)}{\partialp}為垂直水汽通量散度，S為水汽源匯項(xiàng)，在不考慮蒸發(fā)和凝結(jié)的情況下，S=0。在實(shí)際計(jì)算中，將水平水汽通量散度和垂直水汽通量散度進(jìn)行積分，得到暴雨區(qū)域整層大氣的水汽輻合輻散量。計(jì)算結(jié)果表明，在6月8日20時(shí)-9日02時(shí)期間，暴雨區(qū)域整層大氣的水汽輻合量呈現(xiàn)出先增大后減小的趨勢(shì)。在6月8日22時(shí)，水汽輻合量達(dá)到最大值，約為-8×10??g/(cm2?hPa?s)，這意味著在該時(shí)刻，大量的水汽在暴雨區(qū)域匯聚。從水平水汽通量散度和垂直水汽通量散度的貢獻(xiàn)來看，水平水汽通量散度在水汽輻合中起主導(dǎo)作用。在6月8日22時(shí)，水平水汽通量散度的輻合值約為-7×10??g/(cm2?hPa?s)，而垂直水汽通量散度的輻合值約為-1×10??g/(cm2?hPa?s)。這表明在此次暖區(qū)暴雨過程中，水平方向的水汽輸送對(duì)水汽的匯聚起到了關(guān)鍵作用。通過對(duì)水汽收支的分析，進(jìn)一步明確了水汽輻合與降水的關(guān)系。將水汽輻合量與降水強(qiáng)度進(jìn)行對(duì)比發(fā)現(xiàn)，兩者具有良好的正相關(guān)關(guān)系。在水汽輻合量較大的時(shí)段，降水強(qiáng)度也相應(yīng)較大。在6月8日22時(shí)，水汽輻合量達(dá)到最大值，此時(shí)降水強(qiáng)度也達(dá)到了峰值，小時(shí)雨強(qiáng)超過80毫米。這表明水汽的強(qiáng)烈輻合為暖區(qū)暴雨提供了充足的水汽供應(yīng)，是導(dǎo)致暴雨發(fā)生的重要條件之一。當(dāng)水汽輻合量減小時(shí)，降水強(qiáng)度也隨之減弱。在6月9日02時(shí)以后，隨著水汽輻合量的減小，降水強(qiáng)度逐漸降低，暖區(qū)暴雨過程逐漸趨于結(jié)束。5.2動(dòng)力條件分析5.2.1垂直運(yùn)動(dòng)特征垂直運(yùn)動(dòng)在暖區(qū)暴雨的形成和發(fā)展過程中扮演著關(guān)鍵角色，它與水汽的垂直輸送、凝結(jié)以及降水的產(chǎn)生密切相關(guān)。通過對(duì)模擬結(jié)果中垂直速度的分析，可以深入了解暖區(qū)暴雨過程中上升運(yùn)動(dòng)的分布和演變特征，進(jìn)而揭示其與暴雨發(fā)生發(fā)展的內(nèi)在聯(lián)系。圖14展示了沿23°N的垂直速度剖面圖，時(shí)間范圍為6月8日14時(shí)-9日02時(shí)，每隔2小時(shí)取一個(gè)時(shí)間點(diǎn)。從圖中可以清晰地看到，在6月8日14時(shí)，在110°E-115°E之間開始出現(xiàn)弱的上升運(yùn)動(dòng)，垂直速度量級(jí)約為1-2hPa/s。隨著時(shí)間的推移，上升運(yùn)動(dòng)逐漸增強(qiáng)并向北擴(kuò)展。在6月8日20時(shí)，上升運(yùn)動(dòng)中心位于112°E-113°E，垂直速度達(dá)到5-6hPa/s，且上升運(yùn)動(dòng)的高度范圍也有所擴(kuò)大，從地面延伸至500hPa高度層左右。此時(shí)，上升運(yùn)動(dòng)中心與暖區(qū)暴雨的主要降水區(qū)域高度吻合，表明上升運(yùn)動(dòng)的增強(qiáng)為暴雨的發(fā)生提供了強(qiáng)大的動(dòng)力支持。在6月8日22時(shí)，上升運(yùn)動(dòng)進(jìn)一步加強(qiáng)，垂直速度最大值超過8hPa/s，上升運(yùn)動(dòng)的范圍繼續(xù)向北擴(kuò)展，達(dá)到23.5°N附近。在6月9日00時(shí)，雖然上升運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度略有減弱，但仍然維持在較高水平，垂直速度大值區(qū)依然位于暴雨區(qū)上空。直到6月9日02時(shí)，上升運(yùn)動(dòng)開始明顯減弱，垂直速度量級(jí)減小至2-3hPa/s，暖區(qū)暴雨過程也逐漸趨于結(jié)束。為了更直觀地展示垂直運(yùn)動(dòng)與暴雨發(fā)生發(fā)展的關(guān)系，將垂直速度與降水強(qiáng)度進(jìn)行對(duì)比分析。在6月8日20時(shí)-22時(shí)，降水強(qiáng)度迅速增強(qiáng)，小時(shí)雨強(qiáng)從30毫米左右增加到80毫米以上，與此同時(shí)，垂直速度也顯著增大，從5-6hPa/s增加到8hPa/s以上。這表明上升運(yùn)動(dòng)的增強(qiáng)促使更多的暖濕空氣被抬升，水汽大量凝結(jié)，從而導(dǎo)致降水強(qiáng)度的增大。當(dāng)上升運(yùn)動(dòng)在6月9日02時(shí)開始減弱時(shí)，降水強(qiáng)度也隨之迅速降低，小時(shí)雨強(qiáng)從80毫米以上減小到30毫米以下。這種垂直速度與降水強(qiáng)度的同步變化，充分說明了上升運(yùn)動(dòng)是暖區(qū)暴雨發(fā)生發(fā)展的重要?jiǎng)恿σ蛩?。進(jìn)一步分析垂直速度的垂直分布特征發(fā)現(xiàn)，在暴雨發(fā)生發(fā)展階段，上升運(yùn)動(dòng)在對(duì)流層中低層更為強(qiáng)盛。在6月8日20時(shí)，在850-700hPa高度層之間，垂直速度達(dá)到5-6hPa/s，而在500hPa以上高度層，垂直速度相對(duì)較小，一般在2-3hPa/s左右。這是因?yàn)樵趯?duì)流層中低層，暖濕空氣充足，水汽含量高，上升運(yùn)動(dòng)能夠?qū)⒋罅康呐瘽窨諝庀蛏陷斔?，促進(jìn)水汽的凝結(jié)和降水的發(fā)生。而在高層，空氣較為干燥，水汽含量少，即使有上升運(yùn)動(dòng)，也難以形成大量的降水。垂直速度在對(duì)流層中低層的強(qiáng)盛分布，與暖區(qū)暴雨主要發(fā)生在對(duì)流層中低層的特點(diǎn)相符合。5.2.2散度與渦度場(chǎng)分析散度和渦度是描述大氣運(yùn)動(dòng)的重要物理量，它們能夠反映大氣中氣流的輻合輻散和旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)情況，對(duì)暖區(qū)暴雨的形成和發(fā)展具有重要影響。通過對(duì)模擬結(jié)果中散度和渦度場(chǎng)的分析，可以深入了解暖區(qū)暴雨過程中大氣運(yùn)動(dòng)的特征和變化規(guī)律。在散度場(chǎng)方面，圖15展示了6月8日20時(shí)850hPa高度層的散度分布。從圖中可以看到，在華南地區(qū)，尤其是廣東中部和廣西東部的暖區(qū)暴雨發(fā)生區(qū)域，存在明顯的輻合中心。在廣東中部，散度值達(dá)到-10×10??s?1以下，表明該區(qū)域氣流強(qiáng)烈輻合。這種強(qiáng)烈的輻合作用使得低層的暖濕空氣迅速匯聚，為暖區(qū)暴雨的形成提供了充足的水汽和能量條件。輻合中心的存在還導(dǎo)致了垂直上升運(yùn)動(dòng)的加強(qiáng)，進(jìn)一步促進(jìn)了水汽的抬升和凝結(jié)，有利于暴雨的發(fā)展。在輻合中心的周圍，散度值相對(duì)較小，氣流輻合較弱。在廣西西部和廣東東部沿海地區(qū)，散度值在-5×10??s?1左右，表明這些區(qū)域的氣流輻合作用相對(duì)較弱，降水強(qiáng)度也相對(duì)較小。渦度場(chǎng)的分布對(duì)暖區(qū)暴雨的形成也具有重要作用。圖16給出了6月8日20時(shí)850hPa高度層的渦度分布。在暖區(qū)暴雨發(fā)生區(qū)域，存在明顯的正渦度中心。在廣西東部和廣東中部，正渦度值達(dá)到4×10??s?1以上，表明該區(qū)域存在強(qiáng)烈的氣旋性環(huán)流。正渦度中心的存在使得空氣在該區(qū)域旋轉(zhuǎn)輻合上升，進(jìn)一步加強(qiáng)了垂直運(yùn)動(dòng)，為暖區(qū)暴雨的發(fā)生提供了動(dòng)力條件。正渦度中心還能夠引導(dǎo)水汽和能量的匯聚，使得暖濕空氣在正渦度中心附近不斷積累，促進(jìn)了暴雨的發(fā)展。在正渦度中心的外圍，渦度值相對(duì)較小，氣旋性環(huán)流較弱。在廣西南部和廣東北部地區(qū)，渦度值在2×10??s?1左右，表明這些區(qū)域的氣旋性環(huán)流相對(duì)較弱，降水強(qiáng)度也相對(duì)較小。散度和渦度場(chǎng)之間存在著密切的相互關(guān)系。在暖區(qū)暴雨發(fā)生區(qū)域，通常是散度輻合中心與正渦度中心相互重疊。這種重疊使得氣流在輻合上升的同時(shí)，還具有強(qiáng)烈的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，進(jìn)一步加強(qiáng)了垂直運(yùn)動(dòng)和水汽的匯聚，有利于暖區(qū)暴雨的形成和發(fā)展。在6月8日20時(shí)的850hPa高度層上，廣東中部的散度輻合中心和正渦度中心高度重合，該區(qū)域的降水強(qiáng)度也達(dá)到了最大值，小時(shí)雨強(qiáng)超過80毫米。這充分說明了散度和渦度場(chǎng)的協(xié)同作用對(duì)暖區(qū)暴雨的重要影響。5.3熱力條件分析5.3.1位溫與假相當(dāng)位溫分布位溫與假相當(dāng)位溫是反映大氣熱力狀態(tài)的重要物理量，對(duì)判斷大氣層結(jié)穩(wěn)定性以及理解暖區(qū)暴雨的形成機(jī)制具有關(guān)鍵作用。通過對(duì)模擬結(jié)果中位溫和假相當(dāng)位溫垂直分布的分析，能夠深入了解大氣的熱力結(jié)構(gòu)及其在暖區(qū)暴雨過程中的演變特征。圖17展示了6月8日14時(shí)-9日02時(shí)期間，沿23°N的位溫垂直剖面圖，每隔2小時(shí)取一個(gè)時(shí)間點(diǎn)。在6月8日14時(shí)，位溫隨高度的增加而逐漸增大，在對(duì)流層中下層，位溫梯度相對(duì)較小，表明大氣處于相對(duì)穩(wěn)定的狀態(tài)。在850hPa高度層附近，位溫約為300K，隨著高度的升高，到500hPa高度層，位溫增加到320K左右。隨著時(shí)間的推移，在6月8日20時(shí)，在暖區(qū)暴雨發(fā)生區(qū)域，即110°E-115°E之間，位溫分布出現(xiàn)明顯變化。在對(duì)流層中下層，位溫梯度減小，甚至在部分區(qū)域出現(xiàn)位溫隨高度降低的現(xiàn)象，表明大氣層結(jié)逐漸變得不穩(wěn)定。在850hPa高度層，位溫略有下降，約為298K，而在700hPa高度層，位溫降至295K左右，這種位溫的降低和梯度變化，有利于對(duì)流的發(fā)展。在6月8日22時(shí)，不穩(wěn)定區(qū)域進(jìn)一步擴(kuò)大，位溫隨高度降低的現(xiàn)象更加明顯，大氣層結(jié)不穩(wěn)定程度加劇，為暖區(qū)暴雨的發(fā)生提供了熱力條件。直到6月9日02時(shí)，隨著暖區(qū)暴雨過程逐漸趨于結(jié)束，位溫分布逐漸恢復(fù)到相對(duì)穩(wěn)定的狀態(tài)，位溫隨高度增加而增大，位溫梯度也逐漸恢復(fù)正常。假相當(dāng)位溫能夠綜合反映大氣的溫度、濕度和潛熱等因素，對(duì)判斷大氣的不穩(wěn)定程度具有重要意義。圖18給出了6月8日14時(shí)-9日02時(shí)期間，沿23°N的假相當(dāng)位溫垂直剖面圖。在6月8日14時(shí)，假相當(dāng)位溫在對(duì)流層中下層較高，在850hPa高度層附近，假相當(dāng)位溫約為350K，隨著高度的升高，假相當(dāng)位溫逐漸降低。在暖區(qū)暴雨發(fā)生區(qū)域，假相當(dāng)位溫的高值區(qū)與水汽輻合區(qū)和上升運(yùn)動(dòng)區(qū)高度吻合。這表明在這些區(qū)域，暖濕空氣聚集，水汽含量高，大氣具有較高的不穩(wěn)定能量。在6月8日20時(shí)，假相當(dāng)位溫高值區(qū)進(jìn)一步增強(qiáng)，且范圍擴(kuò)大，在110°E-115°E之間，假相當(dāng)位溫在850-700hPa高度層達(dá)到355K以上，表明大氣的不穩(wěn)定能量進(jìn)一步積累。這種不穩(wěn)定能量的積累，為暖區(qū)暴雨的發(fā)生提供了充足的熱力支持。在6月8日22時(shí)，假相當(dāng)位溫高值區(qū)繼續(xù)維持在較高水平，且與降水強(qiáng)度的高值區(qū)高度一致，表明假相當(dāng)位溫所代表的不穩(wěn)定能量與暖區(qū)暴雨的發(fā)生發(fā)展密切相關(guān)。隨著暖區(qū)暴雨過程的結(jié)束，在6月9日02時(shí)，假相當(dāng)位溫高值區(qū)逐漸減弱，大氣的不穩(wěn)定程度降低。通過位溫和假相當(dāng)位溫的垂直廓線圖分析可知，在暖區(qū)暴雨發(fā)生前，大氣處于相對(duì)穩(wěn)定狀態(tài)；隨著水汽的匯聚和能量的積累，大氣層結(jié)逐漸變得不穩(wěn)定，假相當(dāng)位溫高值區(qū)的出現(xiàn)和增強(qiáng)，表明大氣中不穩(wěn)定能量不斷增加。這種不穩(wěn)定的大氣層結(jié)和高不穩(wěn)定能量，為暖區(qū)暴雨的發(fā)生提供了重要的熱力條件。當(dāng)不穩(wěn)定能量達(dá)到一定程度時(shí)，在合適的動(dòng)力觸發(fā)機(jī)制作用下，暖濕空氣強(qiáng)烈上升，水汽迅速凝結(jié)，形成暖區(qū)暴雨。5.3.2能量鋒與對(duì)流不穩(wěn)定能量鋒是指假相當(dāng)位溫或位溫等能量參數(shù)在空間上的不連續(xù)面，它在暖區(qū)暴雨的形成過程中起著關(guān)鍵作用，是對(duì)流不穩(wěn)定的重要觸發(fā)和維持因素。通過對(duì)模擬結(jié)果中能量鋒的位置和強(qiáng)度進(jìn)行分析，可以深入了解其對(duì)暖區(qū)暴雨的影響機(jī)制。圖19展示了6月8日20時(shí)850hPa高度層的假相當(dāng)位溫分布以及能量鋒的位置。從圖中可以清晰地看到，在華南地區(qū)，尤其是廣東中部和廣西東部的暖區(qū)暴雨發(fā)生區(qū)域，存在明顯的能量鋒。能量鋒的走向大致呈東北-西南向，與暖區(qū)暴雨的主要降水區(qū)域的走向基本一致。在能量鋒附近，假相當(dāng)位溫的梯度較大，表明能量的水平差異明顯。在廣東中部，假相當(dāng)位溫在能量鋒兩側(cè)的差值達(dá)到10K以上，這種能量的強(qiáng)烈差異使得大氣處于高度不穩(wěn)定狀態(tài)。能量鋒的存在，導(dǎo)致了大氣的水平和垂直運(yùn)動(dòng)發(fā)生變化。在能量鋒的南側(cè)，假相當(dāng)位溫較高，暖濕空氣相對(duì)活躍；在能量鋒的北側(cè)，假相當(dāng)位溫較低，冷空氣相對(duì)穩(wěn)定。這種能量的差異使得暖濕空氣在能量鋒附近強(qiáng)烈輻合上升，形成了強(qiáng)烈的垂直上升運(yùn)動(dòng)。通過垂直速度場(chǎng)與能量鋒的疊加分析（圖20）可以發(fā)現(xiàn)，在能量鋒附近，垂直速度大值區(qū)與能量鋒高度吻合，垂直速度最大值超過8hPa/s，表明能量鋒觸發(fā)了強(qiáng)烈的上升運(yùn)動(dòng)，為暖區(qū)暴雨的發(fā)生提供了強(qiáng)大的動(dòng)力支持。能量鋒對(duì)對(duì)流不穩(wěn)定的維持作用也十分顯著。在暖區(qū)暴雨發(fā)生過程中，能量鋒附近的大氣不斷進(jìn)行能量交換和調(diào)整。暖濕空氣在上升過程中，水汽凝結(jié)釋放潛熱，使得大氣的能量進(jìn)一步增加，從而維持了能量鋒的強(qiáng)度和穩(wěn)定性。這種能量的持續(xù)供應(yīng)和調(diào)整，使得對(duì)流不穩(wěn)定得以維持，保證了暖區(qū)暴雨的持續(xù)發(fā)展。在6月8日20時(shí)-22時(shí)期間，雖然能量鋒的位置略有移動(dòng)，但其強(qiáng)度始終維持在較高水平，假相當(dāng)位溫的梯度始終保持在較大值，這使得暖區(qū)暴雨的降水強(qiáng)度也一直維持在較高水平，小時(shí)雨強(qiáng)超過80毫米。能量鋒還與中尺度對(duì)流系統(tǒng)的發(fā)展密切相關(guān)。中尺度對(duì)流系統(tǒng)往往在能量鋒附近觸發(fā)和發(fā)展，能量鋒提供的不穩(wěn)定能量和動(dòng)力條件，促進(jìn)了中尺度對(duì)流系統(tǒng)的組織和發(fā)展。在能量鋒附近，大氣的不穩(wěn)定能量集中，容易激發(fā)對(duì)流單體的生成和發(fā)展，這些對(duì)流單體在能量鋒的作用下，逐漸組織成中尺度對(duì)流系統(tǒng)，進(jìn)一步加強(qiáng)了暖區(qū)暴雨的強(qiáng)度和范圍。在6月8日20時(shí)的雷達(dá)回波圖上，可以看到在能量鋒附近，中尺度對(duì)流系統(tǒng)發(fā)展旺盛，回波強(qiáng)度超過50dBZ，水平尺度達(dá)到100-200km，且中尺度對(duì)流系統(tǒng)沿著能量鋒的走向移動(dòng)和發(fā)展，導(dǎo)致了暖區(qū)暴雨的持續(xù)和擴(kuò)展。六、敏感性試驗(yàn)與關(guān)鍵影響因素探討6.1敏感性試驗(yàn)設(shè)計(jì)與結(jié)果為深入探究不同因素對(duì)暖區(qū)暴雨的影響，設(shè)計(jì)并開展了一系列敏感性試驗(yàn)，涵蓋積云對(duì)流參數(shù)化方案、微物理參數(shù)化方案、地形以及海陸分布等關(guān)鍵因素，通過對(duì)比各試驗(yàn)結(jié)果與控制試驗(yàn)（CTL），分析不同因素的影響程度。在積云對(duì)流參數(shù)化方案敏感性試驗(yàn)中，分別采用Betts-Miller-Janjic（BMJ）方案和Grell-DevenyiEnsemble（GDE）方案替代控制試驗(yàn)中的Kain-Fritsch方案。采用BMJ方案的試驗(yàn)（BMJ試驗(yàn)）中，模擬的降水強(qiáng)度整體低于控制試驗(yàn)，降水中心的最大累積降水量較CTL試驗(yàn)減少了約20%-30%。在廣東中部的主要降水區(qū)域，CTL試驗(yàn)的累積降水量可達(dá)250-300毫米，而BMJ試驗(yàn)僅為180-220毫米。從降水落區(qū)來看，BMJ試驗(yàn)的降水范圍略有收縮，主要降水區(qū)域向西南方向偏移，與CTL試驗(yàn)相比，降水中心位置偏差約50-80公里。這表明BMJ方案在模擬暖區(qū)暴雨時(shí)，對(duì)降水強(qiáng)度和落區(qū)的模擬與Kain-Fritsch方案存在一定差異，可能是由于該方案在對(duì)流觸發(fā)和發(fā)展機(jī)制上的不同，導(dǎo)致對(duì)暖區(qū)暴雨中積云對(duì)流的模擬不夠準(zhǔn)確，進(jìn)而影響了降水的強(qiáng)度和分布。在采用GDE方案的試驗(yàn)（GDE試驗(yàn)）中，模擬的降水強(qiáng)度與CTL試驗(yàn)較為接近，但降水落區(qū)存在一定差異。GDE試驗(yàn)的降水中心向東北方向偏移，偏移距離約30-50公里。在廣東東部地區(qū)，GDE試驗(yàn)的降水強(qiáng)度明顯增強(qiáng)，部分區(qū)域的累積降水量比CTL試驗(yàn)增加了20-50毫米。這說明GDE方案雖然在降水強(qiáng)度模擬上表現(xiàn)較好，但對(duì)降水落區(qū)的模擬與Kain-Fritsch方案有所不同，可能是因?yàn)镚DE方案采用的多種閉合條件和多參數(shù)化方法，使得對(duì)流的觸發(fā)和發(fā)展在空間分布上與Kain-Fritsch方案存在差異，從而影響了降水落區(qū)。在微物理參數(shù)化方案敏感性試驗(yàn)中，選用Eta方案和Thompson方案分別替代控制試驗(yàn)中的WSM6方案。在采用Eta方案的試驗(yàn)（Eta試驗(yàn)）中，模擬的云垂直結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單，云水含量和雨水含量均低于CTL試驗(yàn)。在對(duì)流層中下層，Eta試驗(yàn)的云水含量比CTL試驗(yàn)減少了約30%-40%，雨水含量減少了20%-30%。這導(dǎo)致降水強(qiáng)度明顯減弱，降水中心的最大累積降水量較CTL試驗(yàn)減少了30%-40%。在廣西東部的降水區(qū)域，CTL試驗(yàn)的累積降水量可達(dá)200-250毫米，而Eta試驗(yàn)僅為120-150毫米。這表明Eta方案對(duì)冰相過程的簡(jiǎn)單描述，影響了云內(nèi)的水汽轉(zhuǎn)化和降水形成過程，使得暖區(qū)暴雨的降水強(qiáng)度減弱。采用Thompson方案的試驗(yàn)（Thompson試驗(yàn)）中，模擬的云垂直結(jié)構(gòu)更為復(fù)雜，冰相過程的描述更為詳細(xì)，云水含量和雨水含量在某些區(qū)域高于CTL試驗(yàn)。在對(duì)流層中層，Thompson試驗(yàn)的云水含量比CTL試驗(yàn)增加了10%-20%，在降水中心區(qū)域，雨水含量也有所增加。這使得降水強(qiáng)度有所增強(qiáng)，降水中心的最大累積降水量較CTL試驗(yàn)增加了10%-20%。在廣東中部的降水區(qū)域，Thompson試驗(yàn)的累積降水量可達(dá)280-320毫米。這說明Thompson方案對(duì)微物理過程的詳細(xì)考慮，有利于更準(zhǔn)確地模擬云內(nèi)的水汽轉(zhuǎn)化和降水形成過程，從而增強(qiáng)了暖區(qū)暴雨的降水強(qiáng)度。在地形敏感性試驗(yàn)中，移除華南地區(qū)主要山脈（如南嶺等）進(jìn)行試驗(yàn)（NoTer試驗(yàn)）。與CTL試驗(yàn)相比，NoTer試驗(yàn)中降水強(qiáng)度明顯減弱，降水中心的最大累積降水量減少了40%-50%。在廣東北部，原本受山脈地形影響降水較強(qiáng)的區(qū)域，累積降水量從CTL試驗(yàn)的200-250毫米減少到NoTer試驗(yàn)的100-120毫米。這表明地形對(duì)暖區(qū)暴雨具有重要的動(dòng)力抬升作用，山脈的移除使得氣流無法在地形的作用下有效抬升，水汽難以充分凝結(jié)，從而導(dǎo)致降水強(qiáng)度大幅減弱。從降水落區(qū)來看，NoTer試驗(yàn)的降水區(qū)域向沿海方向擴(kuò)展，降水分布更為均勻，原本受山脈阻擋而形成的降水集中區(qū)域消失。這說明地形不僅影響降水強(qiáng)度，還對(duì)降水落區(qū)產(chǎn)生重要影響，山脈的存在使得降水在山脈迎風(fēng)坡集中，而移除山脈后，降水分布受地形影響的特征消失。在海陸分布敏感性試驗(yàn)中，通過改變模式中的海陸分布進(jìn)行試驗(yàn)（NewLand試驗(yàn)）。NewLand試驗(yàn)中，由于水汽輸送路徑和能量交換發(fā)生改變，降水強(qiáng)度和落區(qū)均發(fā)生明顯變化。降水強(qiáng)度在部分區(qū)域增強(qiáng)，部分區(qū)域減弱。在原本水汽輸送受影響較大的區(qū)域，降水強(qiáng)度減弱，最大累積降水量減少了20%-30%；而在新的水汽輻合區(qū)域，降水強(qiáng)度增強(qiáng)，最大累積降水量增加了10%-20%。降水落區(qū)也發(fā)生了顯著偏移，原本在沿海地區(qū)的降水中心向內(nèi)陸移動(dòng)，移動(dòng)距離約50-80公里。這表明海陸分布對(duì)暖區(qū)暴雨的水汽來源、水汽輸送路徑以及降水強(qiáng)度和落區(qū)均具有重要影響，改變海陸分布會(huì)改變大氣的下墊面條件，進(jìn)而影響暖區(qū)暴雨的形成和發(fā)展。6.2關(guān)鍵影響因素分析通過敏感性試驗(yàn)結(jié)果的深入剖析，明確了多個(gè)對(duì)暖區(qū)暴雨形成起關(guān)鍵作用的因素，這些因素在暖區(qū)暴雨的形成過程中相互作用，共同決定了暴雨的強(qiáng)度、落區(qū)和持續(xù)時(shí)間。低空急流強(qiáng)度是影響暖區(qū)暴雨的關(guān)鍵動(dòng)力因素之一。低空急流不僅為暖區(qū)暴雨提供了強(qiáng)大的水汽輸送通道，還通過其動(dòng)力抬升作用，觸發(fā)和維持了強(qiáng)烈的上升運(yùn)動(dòng)。在此次暖區(qū)暴雨過程中，低空急流的強(qiáng)盛發(fā)展使得水汽輸送通量顯著增強(qiáng)，將南海和孟加拉灣的大量水汽快速輸送到華南地區(qū)，為暴雨的形成提供了充足的水汽條件。低空急流左側(cè)的強(qiáng)烈垂直切變產(chǎn)生了強(qiáng)烈的上升運(yùn)動(dòng)，將低層的暖濕空氣迅速抬升，促進(jìn)了水汽的凝結(jié)和降水的發(fā)生。研究表明，低空急流強(qiáng)度的變化與暖區(qū)暴雨的降水強(qiáng)度呈現(xiàn)顯著的正相關(guān)關(guān)系。當(dāng)?shù)涂占绷鲝?qiáng)度增強(qiáng)時(shí)，暖區(qū)暴雨的降水強(qiáng)度明顯增大；反之，當(dāng)?shù)涂占绷鲝?qiáng)度減弱時(shí)，降水強(qiáng)度也隨之降低。在6月8日20時(shí)-22時(shí)期間，低空急流強(qiáng)度達(dá)到峰值，風(fēng)速超過20m/s，此時(shí)暖區(qū)暴雨的降水強(qiáng)度也達(dá)到最大值，小時(shí)雨強(qiáng)超過80毫米。這充分說明了低空急流強(qiáng)度對(duì)暖區(qū)暴雨形成的重要影響，其強(qiáng)度的變化直接影響著暖區(qū)暴雨的動(dòng)力條件和水汽輸送能力，進(jìn)而決定了暴雨的強(qiáng)度和發(fā)展趨勢(shì)。水汽輸送量是暖區(qū)暴雨形成的關(guān)鍵水汽因素。充足的水汽是暖區(qū)暴雨發(fā)生的物質(zhì)基礎(chǔ)，水汽輸送量的大小直接影響著暖區(qū)暴雨的強(qiáng)度和持續(xù)時(shí)間。在此次暖區(qū)暴雨過程中，來自南海和孟加拉灣的水汽在西南氣流和低空急流的引導(dǎo)下，源源不斷地輸送到華南地區(qū)。通過對(duì)水汽輸送通量的計(jì)算和分析發(fā)現(xiàn)，在暴雨發(fā)生期間，水汽輸送量達(dá)到峰值，大量的水汽在暴雨區(qū)上空輻合，為暖區(qū)暴雨提供了充足的水汽供應(yīng)。水汽輸送量與暖區(qū)暴雨的降水強(qiáng)度和持續(xù)時(shí)間密切相關(guān)。當(dāng)水汽輸送量較大時(shí)，暖區(qū)暴雨的降水強(qiáng)度較強(qiáng)，持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)；反之，當(dāng)水汽輸送量減少時(shí)，降水強(qiáng)度減弱，持續(xù)時(shí)間縮短。在6月8日20時(shí)-9日02時(shí)期間，水汽輸送量維持在較高水平，暖區(qū)暴雨的降水強(qiáng)度也一直維持在較高水平，且持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)。而在6月9日02時(shí)以后，隨著水汽輸送量的減少，暖區(qū)暴雨的降水強(qiáng)度迅速減弱，持續(xù)時(shí)間也明顯縮短。這表明水汽輸送量對(duì)暖區(qū)暴雨的形成和發(fā)展具有重要的制約作用，充足的水汽輸送是暖區(qū)暴雨持續(xù)發(fā)展的必要條件。地形是影響暖區(qū)暴雨形成的重要下墊面因素。地形的起伏和山脈的存在對(duì)暖區(qū)暴雨的動(dòng)力抬升和水汽輸送產(chǎn)生顯著影響。以此次暖區(qū)暴雨發(fā)生地華南地區(qū)的南嶺山脈為例，其對(duì)暖濕氣流的阻擋和抬升作用十分明顯。當(dāng)來自南海和孟加拉灣的暖濕氣流遇到南嶺山脈時(shí)，被迫沿山坡抬升，空氣上升過程中，氣壓降低，水汽冷卻凝結(jié)，形成降水。在南嶺山脈的迎風(fēng)坡，降水明顯增強(qiáng)，形成了降水大值區(qū)；而在山脈的背風(fēng)坡，由于氣流下沉增溫，水汽難以凝結(jié)，降水相對(duì)較少，形成了“雨影區(qū)”。地形還通過影響中尺度系統(tǒng)的發(fā)展和移動(dòng)，間接影響暖區(qū)暴雨的形成。在山區(qū)，地形的起伏導(dǎo)致氣流的不穩(wěn)定，容易觸發(fā)中尺度對(duì)流系統(tǒng)的發(fā)展，山區(qū)的山谷和山脊地形，使得氣流在運(yùn)動(dòng)過程中產(chǎn)生輻合和輻散，形成局地的上升和下沉運(yùn)動(dòng)，為中尺度對(duì)流系統(tǒng)的生成提供了動(dòng)力條件。地形對(duì)暖區(qū)暴雨的影響是多方面的，它不僅直接影響降水的強(qiáng)度和落區(qū)，還通過影響中尺度系統(tǒng)的發(fā)展，間接影響暖區(qū)暴雨的形成和發(fā)展過程。大氣層結(jié)不穩(wěn)定度是暖區(qū)暴雨形成的關(guān)鍵熱力因素。大氣層結(jié)不穩(wěn)定度反映了大氣中潛在的不穩(wěn)定能量，當(dāng)大氣層結(jié)不穩(wěn)定時(shí)，暖濕空氣容易上升，釋放不穩(wěn)定能量，形成對(duì)流和降水。在此次暖區(qū)暴雨過程中，通過對(duì)位溫和假相當(dāng)位溫的分析發(fā)現(xiàn)，在暴雨發(fā)生前，大氣層結(jié)逐漸變得不穩(wěn)定，假相當(dāng)位溫高值區(qū)的出現(xiàn)和增強(qiáng)，表明大氣中不穩(wěn)定能量不斷增加。這種不穩(wěn)定的大氣層結(jié)為暖區(qū)暴雨的發(fā)生提供了重要的熱力條件。大氣層結(jié)不穩(wěn)定度與暖區(qū)暴雨的發(fā)生發(fā)展密切相關(guān)。當(dāng)大氣層結(jié)不穩(wěn)定度較高時(shí)，暖濕空氣容易上升，形成強(qiáng)烈的對(duì)流和降水，暖區(qū)暴雨的強(qiáng)度和范圍也相應(yīng)增大；反之，當(dāng)大氣層結(jié)不穩(wěn)定度較低時(shí)，暖區(qū)暴雨的發(fā)生發(fā)展受到抑制。在6月8日20時(shí)-22時(shí)期間，大氣層結(jié)不穩(wěn)定度達(dá)到較高水平，暖區(qū)暴雨的降水強(qiáng)度也達(dá)到最大值，范圍也有所擴(kuò)大。這表明大氣層結(jié)不穩(wěn)定度對(duì)暖區(qū)暴雨的形成具有重要的觸發(fā)和增強(qiáng)作用，是暖區(qū)暴雨形成的重要熱力因素之一。6.3形成機(jī)制概念模型構(gòu)建基于前文對(duì)暖區(qū)暴雨個(gè)例的天氣形勢(shì)分析、數(shù)值模擬結(jié)果驗(yàn)證與分析、診斷分析以及敏感性試驗(yàn)的研究，構(gòu)建了暖區(qū)暴雨形成機(jī)制的概念模型，旨在直觀且清晰地展示暖區(qū)暴雨形成過程中各關(guān)鍵因素的相互作用和影響，為深入理解暖區(qū)暴雨的形成機(jī)制提供可視化依據(jù)。概念模型（圖21）主要包含大尺度環(huán)流系統(tǒng)、中尺度系統(tǒng)、水汽條件、動(dòng)力條件、熱力條件以及地形等要素。在大尺度環(huán)流背景下，西太平洋副熱帶高壓（副高）和南支槽的相互作用為暖區(qū)暴雨的形成奠定了基礎(chǔ)。副高穩(wěn)定維持在華南地區(qū)，其南側(cè)的偏南氣流源源不斷地將水汽和不穩(wěn)定能量輸送到華南地區(qū)，為暖區(qū)暴雨提供了物質(zhì)和能量條件。南支槽的東移，加強(qiáng)了西南氣流，進(jìn)一步增強(qiáng)了水汽輸送和大氣的垂直上升運(yùn)動(dòng)。在700hPa高度層上，西南氣流和低空急流的存在，使得水汽輸送更加迅