湘西州致洪暴雨特征分析及預(yù)報(bào)概念模型的建立和檢驗(yàn)

單 丹，吳志科，鄭福維，米紅波

（1.湖南省湘西土家族苗族自治州氣象局，湖南 吉首 416000；2.氣象防災(zāi)減災(zāi)湖南省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，長沙 410118；3.湖南省氣象局，長沙 410118）

湘西土家族苗族自治州位于云貴高原東側(cè)、湖南省西北部，面積15 486 km2，武陵山脈由東北向西南斜貫全境，地貌以山原山地為主，兼有丘陵和小平原，屬中亞熱帶季風(fēng)濕潤氣候，具有明顯的大陸性氣候特征。該地主要?dú)庀鬄?zāi)害有暴雨洪澇、干旱、暴雪、低溫、冰雹大風(fēng)等，給湘西州農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展帶來不同程度的影響，制約了湘西州經(jīng)濟(jì)的快速穩(wěn)定發(fā)展。近年來，湘西州突發(fā)性、局地性暴雨呈多發(fā)和頻發(fā)態(tài)勢，對(duì)人民生命財(cái)產(chǎn)安全構(gòu)成了較大的威脅［1，2］。因此，提高暴雨的監(jiān)測預(yù)報(bào)能力，對(duì)防災(zāi)減災(zāi)和服務(wù)工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)有重要意義［3］。

1 資料與方法

1.1 基礎(chǔ)資料及方法

資料來源于CMISS讀取2013—2018年湘西土家族苗族自治州地面逐日降水資料，以及NCEP/FNL 1°×1°的6 h再分析資料。定義24 h降水量≥50 mm為暴雨，則前一日20：00至當(dāng)天20：00累積雨量達(dá)到暴雨及以上量級(jí)則為一個(gè)暴雨日。利用天氣學(xué)及物理量診斷方法進(jìn)行天氣分析，重點(diǎn)分析區(qū)域暴雨和局地暴雨，提取預(yù)報(bào)指標(biāo)，建立概念模型。

1.2 暴雨過程劃分

分析中，規(guī)定當(dāng)全州1/2及以上自動(dòng)站且4個(gè)及以上國家站出現(xiàn)暴雨，或者4個(gè)及以上國家站出現(xiàn)暴雨且至少有1個(gè)為大暴雨及以上量級(jí)，同時(shí)自動(dòng)站日降水量達(dá)暴雨量級(jí)的需要全州1/3及以上站點(diǎn)，為1次區(qū)域暴雨；全州1/2以下自動(dòng)站且2～3個(gè)國家站日降水量達(dá)暴雨級(jí)別或者僅1個(gè)國家站達(dá)到大暴雨及以上級(jí)別為1次局地暴雨。通過統(tǒng)計(jì)篩選，可以劃分出18次區(qū)域暴雨，33次局地暴雨。

2 結(jié)果與分析

2.1 暴雨次數(shù)及占比統(tǒng)計(jì)結(jié)果

據(jù)統(tǒng)計(jì)表明，2013—2018年湘西州暴雨過程多出現(xiàn)在4—10月，從4月開始明顯增多，主要集中于5—9月，占88.24%，其中以6月和7月最多。按旬統(tǒng)計(jì)也可以明顯發(fā)現(xiàn)存在峰值，6月下旬至7月中旬占區(qū)域暴雨和局地暴雨總數(shù)的35.29%（表1）。1959—2010年湘西州出現(xiàn)區(qū)域大暴雨49次（2站以上日雨量100.0 mm），其中僅6月上旬末至7月中旬前就有37次之多，歷史上的洪澇災(zāi)害大多發(fā)生在這一時(shí)期。

2.2 形勢場

2.2.1 中高緯形勢場 行星尺度天氣系統(tǒng)為暴雨的發(fā)生發(fā)展提供了有利的環(huán)流背景，它的變動(dòng)大致決定了暴雨發(fā)生的地點(diǎn)、強(qiáng)度和持續(xù)時(shí)間。影響湘西州暴雨的行星尺度天氣系統(tǒng)有西風(fēng)帶長波大槽、阻塞高壓、西太平洋副熱帶高壓和熱帶環(huán)流等。這些行星尺度天氣系統(tǒng)的組合和有利配置將形成暴雨發(fā)生的大尺度環(huán)流形勢。

表1 湘西州2013—2018年4—10月逐旬區(qū)域暴雨和局地暴雨出現(xiàn)總次數(shù)及占比

圖1給出湘西州出現(xiàn)區(qū)域暴雨和局地暴雨期間高空的平均高度場。分析顯示，200 hPa平均高度場上，湘西州區(qū)域暴雨期間，南亞高壓中心位于青藏高原上空，脊線在20°—25°N，降雨區(qū)在脊線到副熱帶西風(fēng)急流之間的輻散區(qū)中。其北側(cè)約35°N存在明顯的西風(fēng)急流，湘西州均位于急流出口區(qū)右側(cè)的強(qiáng)輻散場中，高空抽吸、通風(fēng)作用強(qiáng)烈。急流核位于華北上空。局地暴雨時(shí)，南壓高壓特征不明顯，位置偏南。西風(fēng)急流特征顯著，存在兩個(gè)急流核，一個(gè)位于新疆西北部，另一個(gè)位于華北上空。

圖1 2013—2018年湘西州區(qū)域暴雨（a）和局地暴雨（b）期間中高緯度平均形勢場

500 hPa平均高度場上，中高緯地區(qū)均呈兩槽一脊型。區(qū)域暴雨期間，阻高位于貝加爾湖東北側(cè)，一條槽線位于內(nèi)蒙—青海—四川一線，另一條更深的槽線位于東北—華北上空。湘西州被“584”線控制。此外，溫度場與高度場的槽脊位置重合，這種環(huán)流型利于槽后冷空氣向降水區(qū)輸送。隨著高空槽的東移南壓，冷空氣隨著與穩(wěn)定少動(dòng)的副高邊緣輸送的暖濕氣流交匯，更有利于降水的發(fā)生。局地暴雨期間，兩槽分別位于烏拉爾山附近以及貝加爾湖東側(cè)。當(dāng)青藏高原西部有低槽生成時(shí)，它可與烏拉爾山大槽或貝加爾湖大槽結(jié)合。在其上有分裂的槽東移，按位置不同表現(xiàn)為西北槽、高原槽或南支槽，是直接影響下游地區(qū)降水的短波系統(tǒng)。

通過對(duì)比分析，區(qū)域暴雨和局地暴雨期間，高空環(huán)流形勢均存在200 hPa高空急流、500 hPa呈現(xiàn)兩槽一脊的現(xiàn)象，但是位置和強(qiáng)度有所不同。區(qū)域暴雨期間，阻高強(qiáng)度略強(qiáng)，高空槽強(qiáng)度略深且位置臨近關(guān)鍵區(qū)（關(guān)鍵區(qū)域的高空槽是引導(dǎo)冷空氣能否影響湘西州的關(guān)鍵因素），副高偏強(qiáng)，位置偏東偏北，南亞高壓更穩(wěn)定且明顯存在。

2.2.2 中低緯形勢場 楊群［4］對(duì)貴州銅仁的暴雨天氣過程做了歸納分析，初步總結(jié)歸納出5種基本模型，即冷鋒低槽型暴雨、長江橫切型暴雨（梅雨型）、低渦切變型暴雨、臺(tái)風(fēng)倒槽型暴雨和兩高切變型暴雨天氣過程。湘西州的暴雨天氣與銅仁市相近。其中，冷鋒低槽型暴雨最為常見（除被副熱帶高壓穩(wěn)定控制，無冷空氣影響時(shí)，其余時(shí)段均有發(fā)生）；長江橫切型暴雨主要集中在6—7月，副熱帶高壓控制在22°N附近，湘西州處于副熱帶高壓外圍較強(qiáng)西南氣流中；低渦切變型暴雨主要出現(xiàn)在5—6月，四川低渦東移影響湘西州，造成影響的主要是西南渦發(fā)展后的偏東路徑。如果西南渦取偏東路徑，低渦在暴雨過程開始前常東移至宜賓附近，大多情況下沿著切變線向東移動(dòng)，經(jīng)貴州北部地區(qū)進(jìn)入湖南北部、江西南部一帶，最后減弱消失（有的能東移至長江下游一帶），低渦切變的移動(dòng)往往伴隨強(qiáng)MCS群不斷生消并沿長江東移，此情形常導(dǎo)致湘西州出現(xiàn)強(qiáng)降水；臺(tái)風(fēng)倒槽型暴雨在9月最易發(fā)生，但是近年來，特別是2018年，臺(tái)風(fēng)發(fā)生較多，各月均有分布，且深入內(nèi)陸往西影響的增多；至于兩高切變型暴雨則較少造成大范圍的區(qū)域暴雨。

圖2 2013—2018年湘西州區(qū)域暴雨（a.700 hPa；b.850 hPa）和局地暴雨（c.700 hPa；d.850 hPa）期間中低緯平均風(fēng)場（單位：m/s）

通過分析區(qū)域暴雨和局地暴雨的700 hPa和850 hPa平均風(fēng)場（圖2）發(fā)現(xiàn)，700 hPa風(fēng)場在區(qū)域暴雨期間，湘西州西北側(cè)有一低渦輻合存在，湘西州境內(nèi)存在一條東北至西南向的切變線，南側(cè)至長江口沿岸存在明顯的風(fēng)速輻合（圖2a），同時(shí)850 hPa上的低渦輻合及切變線位置較700 hPa略偏南，低渦位置的右前方也存在風(fēng)速輻合（圖2b）；而在局地暴雨期間，湘西州西側(cè)有風(fēng)速輻合和弱的暖式切變存在，西南急流不明顯（圖2c、圖2d）。低渦的東部和東南部最有利于暴雨，所以低渦位于四川、貴州和重慶時(shí)最有利于出現(xiàn)暴雨。

2.3 物理?xiàng)l件分析

2.3.1 水汽條件 大氣中的水汽主要來自低空，90%以上的水汽集中在對(duì)流層中低層，且其分布隨高度迅速遞減，因此低層大氣中的水汽對(duì)暴雨起決定性作用。研究發(fā)現(xiàn)，暴雨發(fā)生之前，特別是暴雨發(fā)生之前幾小時(shí)到暴雨發(fā)生時(shí)，大氣中水汽的含量增加較快［2］。所以，對(duì)于暴雨而言，中、低空水汽含量的多寡及中層水汽增量的變化對(duì)降水量的影響較大。

圖3給出湘西州兩種類型暴雨期間的日平均大氣可降水量分布。對(duì)比可知，當(dāng)發(fā)生暴雨時(shí)，湘西州上空的大氣可降水量均達(dá)到45 mm以上，大部分地區(qū)≥50 mm，這表明當(dāng)動(dòng)力及抬升條件較好時(shí)，上空水汽充沛，可產(chǎn)生明顯降水。區(qū)域暴雨期間，大部分區(qū)域的日平均大氣可降水量最大值超過55 mm（圖3a）；局地暴雨發(fā)生時(shí)，該數(shù)值僅在小范圍內(nèi)接近55 mm（圖3b）。因此，大氣可降水量大于45 mm可作為判斷湘西州是否會(huì)發(fā)生暴雨的參考值，而大部分大氣可降水量是否達(dá)到55 mm可以作為區(qū)分區(qū)域暴雨和局地暴雨的指標(biāo)之一。

圖3 2013—2018年湘西州區(qū)域暴雨（a）和局地暴雨（b）日平均大氣可降水量分布（單位：mm）

研究指出，暴雨是在大氣飽和比濕達(dá)到相當(dāng)大的數(shù)值以上才形成的［5］。湘西州出現(xiàn)區(qū)域暴雨時(shí)，700 hPa比濕≥10 g/kg（圖4a），850 hPa比濕≥12 g/kg（圖4b）；局地暴雨發(fā)生時(shí)，700 hPa比濕數(shù)值較小（圖4c），850 hPa比濕≥12 g/kg（圖4d）。實(shí)際上，當(dāng)出現(xiàn)暴雨時(shí)，除了相當(dāng)高的比濕外，還必須有充分的水汽供應(yīng)，因?yàn)橹豢磕骋坏貐^(qū)大氣中所含的水汽凝結(jié)降水量很小。由湘西州出現(xiàn)暴雨時(shí)的水汽通量及其散度分布（圖5）可知，當(dāng)湘西州發(fā)生暴雨時(shí)，水汽通量和散度的大值區(qū)均在上游地區(qū)的貴州、四川境內(nèi)，不同之處在于發(fā)生區(qū)域暴雨期間的850 hPa水汽大值區(qū)位置更接近湘西州且強(qiáng)度更強(qiáng)，925 hPa水汽大值區(qū)位置較局地暴雨偏南。850 hPa水汽來自孟加拉灣輸送的西南急流和南海的偏南急流，925 hPa水汽主要來自南海的偏南氣流。

2.3.2 動(dòng)力條件 圖6給出湘西州暴雨期間各層的垂直速度分布，分析表明暴雨期間850～300 hPa各層的垂直速度在湘西州表現(xiàn)為一致的上升趨勢（自上而下略西斜），垂直速度大值中心呈塊狀分布，區(qū)域暴雨期間的整體強(qiáng)度較局地暴雨期間強(qiáng)，最強(qiáng)上升區(qū)分別位于700 hPa和850 hPa。

據(jù)朱乾根等［5］的研究，當(dāng)發(fā)生暴雨時(shí)往往伴有低空急流，有低空急流無暴雨或有暴雨無低空急流只占少數(shù)。陳娟等［6］研究發(fā)現(xiàn)，1.0～2.5 km高度的西南急流增強(qiáng)或減弱與下游降水的增強(qiáng)與減弱有較好的相關(guān)性，較低層1.0～1.5 km高度的西南急流增強(qiáng)與下游降水的增強(qiáng)關(guān)系更密切。通過將急流分解為西風(fēng)急流（U）和南風(fēng)急流（V），進(jìn)一步對(duì)比兩者在不同暴雨期間的作用和地位。

當(dāng)發(fā)生區(qū)域暴雨期間，在湖南中南部經(jīng)江西大部分區(qū)域至江浙與福建部分區(qū)域存在帶狀分布的西風(fēng)氣流風(fēng)速大值區(qū)，湘西州中北部處于風(fēng)速梯度大值區(qū)北側(cè)的風(fēng)速輻合區(qū)與偏東氣流的南側(cè)構(gòu)成的風(fēng)向輻合區(qū)內(nèi)（圖7a）；在V分量上體現(xiàn)為一致的較強(qiáng)南風(fēng)（圖7b）。局地暴雨期間（圖7c、圖7d）U、V分量呈塊狀分布，湘西州的切變線主要表現(xiàn)為東北風(fēng)和西南風(fēng)的對(duì)吹，其中V分量上明顯看到在貴州境內(nèi)有10 m/s以上的風(fēng)速區(qū)，但在湘西州境內(nèi)整體較小。對(duì)比來看，暴雨發(fā)生時(shí)期U分量強(qiáng)度均大于V分量。由此可知，在700 hPa西南急流中U分量占主導(dǎo)地位。圖8給出湘西州發(fā)生暴雨期間（圖8a、圖8b）850 hPa急流的U、V平均風(fēng)速，當(dāng)區(qū)域暴雨期間，U、V分量均在長江中下游以南表現(xiàn)為西風(fēng)氣流，以北為東風(fēng)氣流，最強(qiáng)梯度區(qū)匯合于28°～29°N（即切變線以南北分布為主）；而在局地暴雨發(fā)生期間（圖8c、圖8d），湘西州以東風(fēng)和南風(fēng)為主，且均處于2個(gè)風(fēng)速大值區(qū)內(nèi)。朱乾根等［5］指出低空西風(fēng)急流有利于在暴雨區(qū)低空形成高濕區(qū)，從而利于對(duì)流不穩(wěn)定層結(jié)，但它對(duì)暴雨區(qū)的水汽供應(yīng)不起作用，從而與湘西州上空U分量為負(fù)值不起沖突。對(duì)比結(jié)合分析，850 hPa西南急流中U、V分量所占比例基本相當(dāng)。

圖4 2013—2018年湘西州區(qū)域暴雨（a.700 hPa；b.850 hPa）和局地暴雨（c.700 hPa；d.850 hPa）期間比濕分布（單位：g/kg）

圖7 2013—2018年湘西州區(qū)域暴雨（a、b）和局地暴雨（c、d）期間700 hPa上U（a、c）、V（b、d）平均風(fēng)速分布（單位：m/s）

圖8 2013—2018年湘西州區(qū)域暴雨（a、b）和局地暴雨（c、d）期間850 hPa上U（（a、c）、V（b、d）平均風(fēng)速分布（單位：m/s）

丁一匯［7］研究指出，低空急流主要以中尺度擾動(dòng)的形式向暴雨區(qū)輸送動(dòng)量、熱量和水汽，因此沿低空急流軸傳播的中尺度風(fēng)速脈動(dòng)或風(fēng)速最大值甚至比低空急流本身更為重要。在湘西州發(fā)生區(qū)域暴雨期間，700 hPa（圖9a）和850 hPa（圖9c）均在重慶以西存在急流核，且該區(qū)域的風(fēng)速強(qiáng)度明顯大于周邊范圍；局地暴雨期間，最大急流核位置（圖9b、圖9d）距離湘西州較遠(yuǎn)，但在湘西州西側(cè)明顯存在風(fēng)速大值區(qū)，與其東側(cè)形成明顯的風(fēng)速輻合。這種低層存在的相對(duì)急流核區(qū)引起的強(qiáng)輻合在條件不穩(wěn)定背景下將導(dǎo)致底層暖濕空氣抬升，超過凝結(jié)高度后空氣加速向上運(yùn)動(dòng)，引發(fā)強(qiáng)的上升運(yùn)動(dòng)，易產(chǎn)生對(duì)流降水。暴雨期間，整個(gè)湖南省區(qū)域（特別是偏東）在925 hPa（圖9e、9f）都存在急流，這為暴雨期間的水汽供應(yīng)起到較大作用，同時(shí)也利于對(duì)流不穩(wěn)定層結(jié)的建立和維持，起到觸發(fā)作用。

以上所述進(jìn)而證實(shí)，（超）低空急流作為高動(dòng)量、高能量和高水汽的集中帶與輸送帶，是為中緯度暴雨提供熱力學(xué)和動(dòng)力學(xué)條件的重要天氣系統(tǒng)。在低空急流的前方或左前方易出現(xiàn)強(qiáng)輻合區(qū)，這對(duì)強(qiáng)對(duì)流的連續(xù)發(fā)展是有利的，可以較好地指導(dǎo)降水落區(qū)［8］。

圖9 2013—2018年湘西州區(qū)域暴雨（a.700 hPa；c.850 hPa；e.925 hPa）和局地暴雨（b.700 hPa；d.850 hPa；f.925 hPa）期間各層全風(fēng)速分布（單位：m/s）

2.3.3 其他預(yù)報(bào)因子 其他物理量的對(duì)比分析結(jié)果（表2、圖10和圖11）顯示：湘西州區(qū)域暴雨期間，對(duì)流有效位能（CAPE）較?。▓D10a），850 hPa和500 hPa兩層溫度差（T850hPa-500hPa）在18～20℃（圖11a），有一定的鋒區(qū)存在；中低層的位溫（θse）在340～350 K（圖12a），在28°—29°N存在低層負(fù)散度（正渦度）、高層正散度（負(fù)渦度）的耦合模式，有利于上升運(yùn)動(dòng)的強(qiáng)度和高度。局地暴雨期間，CAPE（圖10b）基本在1 000 J/kg以上，T850hPa-500hPa（圖11b）在25℃以上，能量鋒區(qū)不明顯，中低層的θse（圖12b）在330～345 K，但是從地面至500 hPa假相當(dāng)位溫隨高度遞減，這將有利于對(duì)流性天氣發(fā)生；不穩(wěn)定能量在500 hPa左右的中層受到抑制，容易形成低質(zhì)心的降水，降水效率高，有利于局地暴雨產(chǎn)生。

2.4 暴雨預(yù)報(bào)概念模型的建立及檢驗(yàn)

2.4.1 概念模型 當(dāng)湘西州出現(xiàn)區(qū)域暴雨或者局地暴雨時(shí)，可以通過以下幾點(diǎn)提前預(yù)報(bào)：①500 hPa高度場為兩槽一脊的單阻型，東部沿海一線有大槽存在，上游有高空槽；②700 hPa有急流或者最大風(fēng)帶存在，且?？?個(gè)以上經(jīng)距；在上游重慶或者貴州境內(nèi)有低渦輻合，且湘西州境內(nèi)往往有切變線；③湘西州上空大氣可降水量≥45 mm，大值區(qū)成片分布且湘西州南部有55 mm以上的大值中心存在；④850 hPa關(guān)鍵區(qū)（23°—29°N，103°—109°E）和925 hPa關(guān)鍵區(qū)（23°—27°N，102°—107°E）存在水汽通量及其散度大值區(qū)，此外，850 hPa比濕≥12 g/kg也可以作為預(yù)報(bào)暴雨的閾值標(biāo)準(zhǔn)之一；⑤湘西州上空垂直速度上升區(qū)一致，各層大值中心呈塊狀分布，區(qū)域暴雨期間最強(qiáng)上升區(qū)位于700 hPa附近，局地暴雨期間最強(qiáng)上升區(qū)位于800～850 hPa；⑥湘西州暴雨期間，南風(fēng)強(qiáng)盛，往往有南北向或東北至西南向切變線存在；⑦700、850 hPa關(guān)鍵區(qū)（28°—32°N，103°—108°E）和925 hPa關(guān)鍵區(qū)（26°—30°N，110°—114°E）存在風(fēng)速大值區(qū)（或急流核）；⑧區(qū)域暴雨期間對(duì)CAPE和T850hPa～500hPa要求不是很高，θse為340～350 K，28°—29°N存在低層負(fù)散度（正渦度）、高層正散度（負(fù)渦度）的耦合模式；局地暴雨期間CAPE達(dá)1 000 J/kg以上，T850hPa～500hPa≥25℃，能量鋒區(qū)和耦合模式均不明顯。以上提及的單個(gè)預(yù)報(bào)因子均為既非充分也非必要條件。

表2 湘西州發(fā)生區(qū)域暴雨和局地暴雨期間的物理量對(duì)比

圖10 2013—2018年湘西州區(qū)域暴雨（a）和局地暴雨（b）期間對(duì)流有效位能（CAPE）分布（單位：J/kg）

圖12 2013—2018年湘西州區(qū)域暴雨（a）和局地暴雨（b）期間沿110°E緯向剖面

2.4.2 檢驗(yàn)結(jié)果 根據(jù)總結(jié)的暴雨預(yù)報(bào)概念模型對(duì)2019年湘西州4—7月共121個(gè)樣本進(jìn)行逐日檢驗(yàn)。結(jié)果表明，區(qū)域暴雨準(zhǔn)確預(yù)報(bào)3次，無漏報(bào)和空?qǐng)?bào)；局地暴雨準(zhǔn)確預(yù)報(bào)12次，漏報(bào)1次，空?qǐng)?bào)1次。鑒于區(qū)域暴雨的特征更為突出，模式參考性更高，故而概念模型的應(yīng)用更為有效；而在局地暴雨中，需要將概念模型的多條標(biāo)準(zhǔn)結(jié)合使用，通過檢驗(yàn)可以在原有的概念模型上進(jìn)一步得出一些實(shí)際應(yīng)用的結(jié)論。例如，水汽通量及其散度剖面圖［一般看絕對(duì)值≥0.000 08 g/（cm2·hPa·s）］的大值重合區(qū)（基本相差不超過2個(gè)緯度）出現(xiàn)時(shí)次往往與局地暴雨發(fā)生時(shí)段相對(duì)應(yīng)，且該重合區(qū)持續(xù)時(shí)間越長，發(fā)展成為區(qū)域暴雨的可信度越大（圖13a）；此外，垂直上升速度對(duì)于暴雨的預(yù)報(bào)有著較好的指示意義，其中區(qū)域暴雨期間垂直上升區(qū)可以從底層一直延伸到對(duì)流層頂，但是對(duì)強(qiáng)度要求不是很大，局地暴雨期間垂直速度強(qiáng)上升區(qū)更偏向中低層，數(shù)值往往較大（圖13b）。從各預(yù)報(bào)因子來看，局地暴雨漏報(bào)時(shí)，大氣可降水量、垂直速度和比濕等單個(gè)預(yù)報(bào)因子都不管用，此時(shí)需要特別關(guān)注強(qiáng)降水發(fā)生前后時(shí)次的風(fēng)速脈動(dòng)情況，即當(dāng)預(yù)報(bào)因子不完全達(dá)標(biāo)（或者接近概念模型標(biāo)準(zhǔn)）時(shí)，中低層存在強(qiáng)烈的風(fēng)速輻合也需要分析。

圖13 2019年6月21—22日湘西州局地暴雨發(fā)展為區(qū)域暴雨時(shí)的水汽通量［實(shí)線，單位：g/（cm·hPa·s）］及水汽通量散度［色斑，單位：g/（cm2·hPa·s）］沿110°E的時(shí)序圖（a）和垂直速度時(shí)序圖（110°E，28°N）（b）

3 結(jié)論

通過對(duì)湘西土家族苗族自治州2013—2018年期間發(fā)生的暴雨進(jìn)行分析，篩選出區(qū)域暴雨和局地暴雨過程，并根據(jù)暴雨生成的條件和影響因子建立了預(yù)報(bào)概念模型。結(jié)果表明，湘西州暴雨多發(fā)于兩槽一脊的單阻型，區(qū)域暴雨期間多發(fā)于東北至西南向的切變型，局地暴雨多發(fā)于南風(fēng)與東風(fēng)的暖切型；大氣可降水量對(duì)于暴雨預(yù)報(bào)有指示意義，且可以作為區(qū)分暴雨范圍大小的指標(biāo)之一；當(dāng)湘西州出現(xiàn)暴雨時(shí)，850 hPa比濕一般≥12 g/kg；水汽通量和水汽通量散度大值重合區(qū)（緯距相差在2°之內(nèi)）出現(xiàn)時(shí)次往往是強(qiáng)降水發(fā)生時(shí)段，且大值重合區(qū)持續(xù)時(shí)間越長，暴雨發(fā)生的概率越大；700 hPa垂直速度大值中心可以較好地指示區(qū)域暴雨落區(qū)，而在局地暴雨期間800～850 hPa垂直速度大值中心的指示意義更佳；區(qū)域暴雨期間，垂直速度上升區(qū)可以從底層延伸至對(duì)流層頂，對(duì)中心值強(qiáng)度要求不大；局地暴雨發(fā)生時(shí)，垂直上升速度區(qū)更偏中低層，且往往有一個(gè)較大的中心值；700 hPa西南急流中U分量占主導(dǎo)地位，而在850 hPa西南急流中U、V分量所占比重基本相當(dāng)，其中上游地區(qū)的V分量的變化對(duì)于湘西州的暴雨預(yù)報(bào)有較好的參考性；（超）低空急流有利于暴雨的發(fā)生和維持，這在中低層均有體現(xiàn)，且需特別關(guān)注風(fēng)速脈動(dòng)的輻合情況；區(qū)域暴雨對(duì)于單個(gè)預(yù)報(bào)因子的閾值要求不是很高，但是存在明顯的耦合模式或者不穩(wěn)定層結(jié)，而在局地暴雨期間，常見的暴雨預(yù)報(bào)因子閾值均較大，反而耦合模式不明顯。