四川盆地“8.11”暴雨過程中低空急流作用分析

周 懿 , 青逸雨 , 郭云云 , 代昕鷺

（1. 四川省氣象臺, 成都 610072；2. 高原與盆地暴雨旱澇災(zāi)害四川省重點實驗室, 成都 610072；3. 南京信息工程大學(xué), 南京 210044）

引言

四川盆地是我國的暴雨頻發(fā)區(qū)之一，早有研究表明，低空急流與四川盆地暴雨關(guān)系密切[1-5]。陳靜等[6]分析了四川盆地西北部一次大暴雨過程，發(fā)現(xiàn)低空急流出口區(qū)輻合上升和地形抬升共同作用觸發(fā)了該次大暴雨。顧清源等[7]分析了一次副高及臺風(fēng)外圍低空急流影響下的四川盆地暴雨過程，指出低空急流在暴雨的水汽、能量輸送和抬升機制中起到了重要作用。黃小彥等[8]對地形、低空急流、MCS三者的相互作用機制進行了分析，發(fā)現(xiàn)低空急流可以與MCS冷池出流形成強烈輻合，且對山坡上的對流冷池產(chǎn)生頂托作用，當(dāng)頂托作用的平衡被打破時，冷池俯沖下山，造成山前平原地區(qū)發(fā)生強降水。劉淑媛等[9]、曹春燕等[10]、金巍等[11]先后利用風(fēng)廓線雷達資料，分析了低空急流的演變與暴雨的關(guān)系，發(fā)現(xiàn)急流向下擴展和加強有利于短時強降水的產(chǎn)生。

2020年8月11~13日，四川盆地連續(xù)三日遭遇區(qū)域性暴雨，此次過程造成的暴雨洪澇災(zāi)害共致四川省內(nèi)1人死亡、3人失蹤，經(jīng)濟損失超146億元。通過中尺度分析發(fā)現(xiàn)，在11日白天至12日凌晨，有低空急流在盆地內(nèi)建立、消亡。本文擬利用多種資料分析低空急流在此次連續(xù)性暴雨中的作用，并結(jié)合衛(wèi)星云圖、天氣雷達、風(fēng)廓線雷達資料及區(qū)域自動氣象站等觀測資料，研究強降水對流風(fēng)暴系統(tǒng)和低空急流的相互作用機制，以期為提高有低空急流參與的暴雨預(yù)報水平提供科技支撐。

1 過程概況

2020年8月11~13日，四川盆地發(fā)生了持續(xù)性暴雨過程，累計降水量如圖1所示。除了盆地東北部的達州和廣安，盆地大部普遍降了暴雨到大暴雨，降水落區(qū)整體呈東北-西南向帶狀分布，強降水中心在盆地西部一帶。從暴雨（日降水量>50 mm）落區(qū)逐日演變（圖1b）來看，雨帶的東北-西南帶狀分布特征始終維持，第1日位于盆地西部偏西位置，第2日暴雨區(qū)向東擴展至盆地西北、西南和中部偏西地區(qū)，第3日雨帶整體向東移到盆地東北部、南部及中部偏東區(qū)域。分析探空資料（圖略）發(fā)現(xiàn)，500 hPa低槽的引導(dǎo)是造成暴雨帶呈上述分布和演變特征的主要因素。

圖1 2020年8月11~13日暴雨過程累計降水量空間分布（a）和暴雨落區(qū)逐日演變（b）

2 環(huán)流背景

從天氣尺度環(huán)流形勢（圖2）來看，此次過程為一次典型的川西阻塞型暴雨過程[12]。從500 hPa環(huán)流演變（圖2a）可見，過程前期副熱帶高壓位置偏東，四川省主要受青藏高壓影響，天氣晴好，使地面溫度升高，不穩(wěn)定能量加強；11日上午開始，副熱帶高壓向西逼近，同時500 hPa低槽加強東移，11、12日低槽在川西高原東部及四川盆地西部一帶維持，形成“東高西低”的位勢場特征。肖遞祥等[13]的研究表明，“東高西低”是四川盆地極端暴雨過程的主要環(huán)流背景之一。從暴雨落區(qū)演變（圖2b）來看，這一階段降水與低槽位置對應(yīng)，持續(xù)發(fā)生在盆地西北部、西南部和中部偏西一帶。13日500 hPa低槽快速東移，隨后在盆地東部減弱消失。此后，暴雨雨帶隨低槽快速東移，過程隨之結(jié)束。

圖2 2020年8月11~13日暴雨過程500 hPa環(huán)流演變（a）和11日20時中尺度分析（b）

從中尺度影響系統(tǒng)來看，過程前期盆地主要受低空急流影響，過程后期主要受西南低渦影響。10日夜間至12日上午，盆地700 hPa以偏南風(fēng)為主，在此期間風(fēng)速脈動明顯：10日20時（北京時，下同）位于盆地西部的溫江站風(fēng)速僅為4 m/s；11日08時，該站偏南風(fēng)增大為12 m/s的急流，風(fēng)向的氣旋性輻合增強；12日08時，急流減弱為10 m/s大風(fēng)速帶；12日20時，盆地西北部偏北冷空氣進入，盆地東部南風(fēng)風(fēng)速減弱為8 m/s。隨著偏北風(fēng)的進入，13日西南低渦形成，低渦中心位于盆地中東部。850 hPa盆地也出現(xiàn)了明顯的風(fēng)速脈動，且時間略晚于700 hPa。10日20時，盆地風(fēng)速僅2~4 m/s，在盆地西南部有一弱切變線；11日08時，盆地中部南部一帶風(fēng)速增大為8 m/s，西南低渦開始形成；11日20時，盆地風(fēng)速普遍增大至急流級別，氣旋性曲率進一步增強，盆地東部可分析出一明顯倒切變線；12日20時，風(fēng)速減弱為4~8 m/s，西南低渦東移；13日，850 hPa西南低渦中心與700 hPa重合，形成強烈輻合。

低空風(fēng)的增強和西南低渦的形成，為此次暴雨提供了良好的動力熱力條件。以11日20時（圖2b）為例，此時盆地同時受到低空急流和西南低渦影響，700 hPa偏南風(fēng)氣流和850 hPa偏東風(fēng)急流可以將暖濕空氣持續(xù)輸送至盆地西部，為暴雨提供水汽和能量條件。分析850 hPa的24 h變溫可知，低層有冷平流入侵，盆地大部為-2℃以上的降溫區(qū)，由于東南低空急流帶來的暖濕空氣侵入降溫區(qū)，使盆地東北部和重慶地區(qū)降溫幅度明顯減弱或出現(xiàn)正變溫。同時，850 hPa西南渦和700 hPa氣流輻合明顯，與200 hPa南亞高壓配合，形成高層輻散低層輻合的動力結(jié)構(gòu)，通過抽吸作用形成上升氣流，為暴雨提供上升動力條件。

通過上述分析發(fā)現(xiàn)，此次過程的低空急流主要出現(xiàn)在11日白天至12日凌晨，其中11日08時700 hPa低空急流建立，11日20時850 hPa低空急流處于強盛階段，12日08時低空急流已經(jīng)減弱為大風(fēng)速帶。由于本文的研究重點是低空急流對暴雨過程的影響，因此接下來將利用NCEP 1°×1°再分析資料，對11日08時、14時和20時共3個時次的低空急流進行水汽輸送、能量傳遞和動力結(jié)構(gòu)特征等方面的診斷分析。

3 暴雨過程低空急流診斷分析

3.1 動力結(jié)構(gòu)分析

11日08時，盆地低層主要受副高外圍的偏東南低空急流影響，盆地西北部為急流出口區(qū)，風(fēng)速輻合明顯。同時低空急流也在盆地西北部與東北-西南向的高原東側(cè)大地形正交，形成強烈地形輻合。從散度場可以看到，上述區(qū)域存在-8×10-5s-1的強輻合中心（圖3a和c）。從降水演變可以看出，700 hPa輻合中心處正是未來6 h強降水中心位置（圖3a實線區(qū)域）。11日20時，700 hPa低空急流減弱，輻合區(qū)位置與08時基本相同，輻合強度有所減弱（圖3b）。850 hPa低空急流達到最強，西南低渦中心位于盆地南部，盆地西北部受西南低渦西北側(cè)的東北風(fēng)控制，與高原東側(cè)大地形夾角減小，地形輻合作用大大減弱。850 hPa盆地中部至北部為大片輻合區(qū)，輻合中心位于西南低渦中心（圖3d）。分析降水演變可以發(fā)現(xiàn)，暴雨帶在高空槽和西南低渦共同引導(dǎo)下向東移動，未來6 h強降水區(qū)位于700 hPa和850 hPa輻合中心之間（圖3b實線區(qū)域）。

圖3 2020年8月11日08時（a、c）和20時（b、d）不同高度風(fēng)場和散度場（a、b. 700 hPa，c、d. 850 hPa；箭頭表風(fēng)矢，單位：m/s；填色表示負散度，單位：10-5s-1；虛線為圖4剖面位置，細實線為未來6 h強降水落區(qū)）

垂直剖面圖可以更加清晰地展示暴雨區(qū)內(nèi)的高低空動力結(jié)構(gòu)配置。圖4為08時沿暴雨帶位置自西南向東北的垂直速度和渦度垂直剖面（剖面位置如圖3a虛線所示）。從渦度場來看，受南亞高壓影響，高層為一致的負渦度。中低層為一致的正渦度，主要的正渦度大值區(qū)有2個。一個位于32.3°N以北、104.6°E以東，主要是由高空槽前西南急流左側(cè)氣旋性輻合產(chǎn)生的，因此中心位置較高，位于450 hPa層以上，正渦度柱整體向上伸展至350 hPa以上。另一個正渦度大值區(qū)位置較輻合中心位置偏西偏南，位于盆地西南部及中部偏西一帶，這一區(qū)域正是低空急流左側(cè)氣旋性輻合區(qū)。低層的強烈輻合和中低層一致的正渦度柱有利于形成強的上升氣流。從垂直速度場來看，350 hPa以下基本為上升氣流控制，盆地西北部的暴雨區(qū)位置對應(yīng)著一支強上升氣流，中心值達-2.1 Pa·s-1。強勁的上升氣流支有利于強降水的維持。

圖4 2020年8月11日08時垂直速度（等值線，單位：Pa·s-1）和渦度（填色，單位：10-5s-1）垂直剖面（沿圖3a中虛線）

11日20時，由于近地層低渦中心東移，850 hPa輻合中心位置位于700 hPa輻合中心東南側(cè)，上升氣流支由08時的垂直狀態(tài)變?yōu)閺母叩降拖驏|南傾斜，上升氣流高度明顯弱于08時（圖略）。暴雨落區(qū)不再維持在同一位置，而是開始向東擴展。該時段的暴雨量級較11日白天也略有減弱。

3.2 水汽輸送和水汽輻合

充沛的水汽是暴雨產(chǎn)生的又一必要條件。圖5a為急流強盛時期低層平均水汽通量矢量和水汽通量散度空間分布。從圖中可以看出，南海地區(qū)為大面積水汽通量輻散區(qū)，是此次暴雨過程的主要水汽源地。自南海沿副高外圍有一條明顯的水汽輸送帶，將水汽源源不斷輸送至四川盆地。盆地內(nèi)有兩條明顯的水汽通量輻合帶：一條沿西部地形分布，主要是偏東風(fēng)急流引導(dǎo)水汽在西部沿山堆積形成；另一條位于盆地東北部至南部，主要是西南低渦引導(dǎo)水汽輻合產(chǎn)生。

圖5 (a) 2020年8月11日08時、14時、20時平均的850 hPa水汽通量（箭頭，單位：g·cm-1·hPa-1·s-1）和負水汽通量散度空間分布（陰影，單位：10-5g·cm-2·hPa-1·s-1）；(b) 11日02~20時大氣可降水量逐6 h演變（單位：mm）

圖5b為急流強盛時期大氣可降水量（PWV）演變，可以表征整層大氣中水汽含量的變化。對四川盆地數(shù)次暴雨過程的研究發(fā)現(xiàn)，PWV超過60 mm為極端強降水對應(yīng)的水汽條件[14-15]。由于低空急流帶來的水汽輸入，盆地內(nèi)60 mm PWV等值線范圍逐漸向東擴展，PWV中心值由60 mm逐漸增大至70 mm。極端的水汽條件有利于盆地極端強降水的產(chǎn)生。

3.3 能量輸送和能量鋒區(qū)的形成

除了有利的動力結(jié)構(gòu)和充沛的水汽外，強的不穩(wěn)定能量也是產(chǎn)生暴雨必不可少的條件。11日08時，700 hPa偏南風(fēng)急流形成，南部暖濕空氣隨急流進入盆地。從700 hPa假相當(dāng)位溫場（圖略）可以分析出一個自云南省北部向四川盆地中部延伸的高能舌，850 hPa盆地以北有干冷空氣堆積。11日20時，850 hPa低空急流達到最強，并在盆地南部形成西南低渦中心。在低渦東側(cè)急流的引導(dǎo)下，南部的暖濕空氣進入盆地。從850 hPa假相當(dāng)位溫場（圖6a）上可以看到：低渦附近有一高能舌，此時北部的冷空氣已經(jīng)進入盆地，在盆地北部和西部形成低能舌，盆地中部一帶成為冷暖對峙的能量鋒區(qū)。沿105°E做假相當(dāng)位溫垂直剖面（圖6b）可知：600 hPa以下，30°N以南為高能區(qū)，假相當(dāng)位溫上低下高，大氣層結(jié)極不穩(wěn)定；31.5°N以北，500 hPa以下為干冷空氣控制的低能區(qū)；30°~31.5°N為等位溫線密集的能量鋒區(qū)，鋒區(qū)南側(cè)有持續(xù)暴雨產(chǎn)生。

圖6 2020年8月11日20時（a）850 hPa假相當(dāng)位溫空間分布和（b）沿105°E假相當(dāng)位溫垂直剖面（單位：K，陰影為地形）

4 衛(wèi)星云圖和雷達回波風(fēng)暴系統(tǒng)演變特征

分析FY-4A紅外云圖演變（圖7）可以看到：8月10日20時，雅安附近有對流云團生成并快速發(fā)展，至11日04時（圖7a），該對流云團發(fā)展為直徑達200 km以上的中尺度對流系統(tǒng)，造成雅安北部特大暴雨。在組合反射率拼圖上可以更加清晰地看到，在雅安北部有一個發(fā)展旺盛的中β尺度對流系統(tǒng)（圖7f）。與此同時，受高空槽影響，在川西高原產(chǎn)生了東北-西南向的對流云系，并隨低槽向盆地緩慢逼近。風(fēng)廓線雷達組網(wǎng)拼圖顯示，這一階段盆地的偏南風(fēng)逐漸增強，至11日04時，個別站點在3000 m高度（約700 hPa）已經(jīng)有低空急流出現(xiàn)（圖7a）。

從風(fēng)廓線雷達拼圖演變可以看到，11日04~14時，700 hPa建立起了穩(wěn)定的東南低空急流，急流下邊界整體緩慢下降至2500 m高度。在急流的主導(dǎo)作用下，原本影響雅安的強降水云團逐漸向北移動并加強。從11日08時的FY-4A紅外云圖（圖7b）上可以看到，低槽云系已東移至四川盆地西部，其南段與北抬的強降水云團合并；從組合反射率拼圖（圖7g）上可知，眉山、成都有對流單體強烈發(fā)展。而在盆地東北部，低槽云系的北段內(nèi)形成了組織結(jié)構(gòu)松散的對流回波帶，其方向與東南低空急流垂直、與山前地形平行。隨后，南段的MCS繼續(xù)緩慢北抬，匯入持續(xù)發(fā)展的北段回波帶，依次給雅安北部和眉山、成都、德陽、綿陽、廣元5市西部帶來了大暴雨天氣。

上述分析表明，這一階段的低空急流以700 hPa層上下的偏東南氣流為主導(dǎo)，主要起到兩方面的作用：一是引導(dǎo)南部的對流系統(tǒng)北抬和加強，二是配合北部的低槽系統(tǒng)在西北部山前激發(fā)和維持對流回波帶。

11日14~18時，低層以700 hPa東南急流向850 hPa西南低渦為主導(dǎo)過渡。從風(fēng)廓線演變來看，這一階段700 hPa的東南低空急流仍然維持，但700 hPa以下的風(fēng)逐漸增強并且氣旋性曲率逐漸明晰。11日18時（圖7c），成都近地層的風(fēng)場為偏東北風(fēng)，急流下邊界下降至900 m，900~3000 m由東北風(fēng)急流順轉(zhuǎn)為東南風(fēng)急流，表明低層有強暖平流侵入。從紅外云圖上可以看到，降水云系緩慢向東移動，整體強度逐漸減弱，樂山市南部有分散弱對流發(fā)展為新生對流云團。這一階段降水主要集中在盆地西北部，強度較上一階段有所減弱。

11日18時~12日01時，從風(fēng)廓線演變來看，成都市3000 m高度東南急流減弱，近地層?xùn)|北急流增強，急流主體下邊界進一步下降到600 m。這一階段西南低渦成為低層的主導(dǎo)系統(tǒng)，20時850 hPa再分析資料（圖3d）顯示，西南低渦中心位于宜賓市，成都處于西南低渦的西北象限。從紅外云圖演變可以看到，主要降水云系的北段逐漸減弱消失，南段持續(xù)發(fā)展，而上一階段樂山新生的2個孤立云團在這一階段向北移動，匯入降水云系主體。11日21時（圖7d），降水云系主體覆蓋了成都市南部和眉山、樂山2市，云系內(nèi)有數(shù)個發(fā)展旺盛的對流單體，位于東北急流出口的左前方，大致呈西北-東南向排列。宜賓有新對流云團生成，云團內(nèi)為結(jié)構(gòu)緊密的南北線狀排列的多單體對流風(fēng)暴系統(tǒng)，其位置在西南低渦中心。隨后該MCS向西北移動并加強，最終并入主降水云系內(nèi)。12日01時（圖7e），主降水云團在原地發(fā)展為直徑達450 km以上的MCS，給盆地南部帶來了強降水。這一階段，低空急流位于西南低渦西北側(cè)，一方面使西南低渦從南部輸送而來的暖濕氣流在急流前側(cè)堆積，另一方面在急流出口左側(cè)形成強動力輻合，促使主降水云團持續(xù)發(fā)展。12日02時之后，低空風(fēng)速減弱，低空急流對此次過程的影響結(jié)束。

圖7 不同時次FY-4A紅外云圖（填色，單位：K）、急流主體下邊界高度處風(fēng)廓線（風(fēng)向桿，單位：m·s-1）演變（a. 11日04時，3000 m；b. 11日08時，2500 m；c. 11日18時，900 m；d. 11日21時，600 m；e. 12日01時，900 m）及組合反射率空間分布（f. 11日04時，g. 11日08時，h.11日21時，單位：dBz）

5 代表站低空急流演變與局地短時強降水

為了進一步分析中小尺度下低空急流對短時強降水的作用，本文選取了架設(shè)有風(fēng)廓線雷達的新津和龍泉驛國家站作為代表站，代表站及成都多普勒雷達站位置如圖8所示。天氣雷達位于成都平原中部，龍泉驛站位于龍泉山麓西側(cè)，新津站位于成都平原南部。

圖8 代表站位置及成都平原地形

5.1 低空急流演變與中尺度對流系統(tǒng)的相互作用

從逐時平均水平風(fēng)廓線演變（圖9）可以看出，兩個代表站的低空急流下邊界先后快速下降，隨著低空急流下邊界到達近地層，1 km以下風(fēng)速明顯增大。參照劉淑媛等[9]定義低空急流指數(shù)的方法，結(jié)合本次過程的影響系統(tǒng)特點，將低空急流指數(shù)定義為半小時內(nèi)2 km以下的最大偏東風(fēng)速V(m/s)與≥12 m/s風(fēng)速出現(xiàn)的最低高度D(km)的比值，即I = V/D。低空急流指數(shù)可以定量表征低空急流下邊界的高度和近地層風(fēng)速的脈動。兩代表站的低空急流指數(shù)和降水演變?nèi)鐖D10所示。

結(jié)合圖9和圖10可以看出，新津站位于上游地區(qū)，過程開始時間比龍泉驛約早7 h。11日凌晨，新津站低空急流下邊界由3.3 km左右（約700 hPa）開始下降，至12時左右到達近地層，在12~15時，0.9~3.3 km（約850~700 hPa）的整體風(fēng)向由東風(fēng)轉(zhuǎn)為西風(fēng)。近地層0.9 km以下以偏北風(fēng)為主，隨著近地層風(fēng)速的增強，在14:30左右低空急流指數(shù)達到最高。15~16時，0.9 km以上偏西風(fēng)轉(zhuǎn)回偏東南風(fēng)，表明一個中尺度輻合系統(tǒng)經(jīng)過該站。17時新津本站出現(xiàn)強降水，小時降水量達44.8 mm，隨后轉(zhuǎn)為穩(wěn)定性降水。

圖9 新津（a）和龍泉驛（b）風(fēng)廓線雷達的逐時平均風(fēng)羽

圖10 新津（a）和龍泉驛（b）的低空急流指數(shù)（折線，單位：10-3·s-1）和小時降水量（柱狀，單位：mm）

11日08時，龍泉驛低空急流下邊界迅速向下擴展，近地層（1 km以下）風(fēng)向由東南風(fēng)轉(zhuǎn)為東北風(fēng)，18時之后近地層風(fēng)速急劇增大，在22:30低空急流指數(shù)達到最強。11日23時~12日00時，低層風(fēng)向同樣出現(xiàn)了“東風(fēng)-西風(fēng)-東南風(fēng)”的演變，表明一個中尺度輻合系統(tǒng)快速過境。12日00時，龍泉驛本站出現(xiàn)短時強降水，小時降水量達34.4 mm，2 h后轉(zhuǎn)為以穩(wěn)定性降水為主。

由此可見，近地層風(fēng)速脈動和低層風(fēng)向的突變對短時強降水有一定的指示意義，當(dāng)?shù)涂占绷髦笖?shù)增大到100以上，短時強降水將在2 h內(nèi)發(fā)生。為了進一步揭示低空急流在強降水過程中的作用，本文將結(jié)合天氣雷達資料，分別討論低空急流影響下兩代表站的對流系統(tǒng)演變特征。

5.2 新津站低空急流與降水風(fēng)暴系統(tǒng)的相互作用

通過4.1節(jié)分析可知，11日12時，新津低層風(fēng)向由偏東風(fēng)轉(zhuǎn)為了偏西風(fēng)。從2.4°仰角的雷達徑向速度圖（圖11c）上可見，新津站為綠色正速度，對應(yīng)著風(fēng)廓線雷達圖（圖9a）上1.4 km附近12 m/s以上的強西風(fēng)。通過零速度線分析可知，一個徑圈即30 km以內(nèi)，成都西北部以東北風(fēng)為主，西南部以西北風(fēng)為主，東南部以東南風(fēng)為主，風(fēng)向示意如圖11c中箭頭所示。由此可見，大致以成都站為中心，一個中β尺度輻合氣旋影響著成都市，新津站處于輻合系統(tǒng)南側(cè)。結(jié)合低層反射率因子（圖11a）和組合反射率（圖11b）可知，該階段成都西部和北部為多單體風(fēng)暴控制，其中發(fā)展最旺盛的一個單體位于系統(tǒng)后側(cè)（圖11b中圓圈位置），在徑向速度圖上可見明顯逆風(fēng)區(qū)（圖11c矩形框位置）。系統(tǒng)所在位置的環(huán)境風(fēng)為東北風(fēng)，最大徑向速度達-10 m/s以上，低層回波梯度在東北側(cè)最大，且在成熟單體中可見弱回波區(qū)。從剖面圖（圖11d）上可見，中高層回波向東北側(cè)伸展，呈現(xiàn)明顯后向傳播特征。東北風(fēng)急流不但為風(fēng)暴系統(tǒng)提供了強力穩(wěn)定的入流氣流，使新生單體在系統(tǒng)東北側(cè)不斷生成，而且使系統(tǒng)整體移動緩慢，在成都市西北部造成持續(xù)強降水。

圖11 2020年8月11日12:19成都雷達觀測要素（a. 0.5°仰角反射率因子，b. 組合反射率，c. 2.4°仰角徑向速度，d. 沿圖a中黑色實線繪制的反射率因子剖面）

5.3 低空急流和龍泉山地形對降水風(fēng)暴系統(tǒng)的共同作用

11日19~23時，龍泉驛站的低空急流下降到1 km高度以下，急流強度較強。在這一階段，MCS位于成都南部，后側(cè)邊界距龍泉驛站約30 km（圖12a）。MCS同樣呈后向傳播特征，系統(tǒng)整體移動緩慢。由于龍泉山平均高度僅1 km左右，從低仰角的雷達反射率因子和徑向速度圖上，均可看到由于山脈遮擋而出現(xiàn)的東北-西南向白色線狀空白區(qū)。從低仰角徑向速度圖（圖12c）上可以看到，以龍泉山為界，山脈東西兩側(cè)的急流風(fēng)向具有約30°的氣旋性突變。在高仰角徑向速度圖（圖12d）上同樣可見風(fēng)向的弱輻合，但風(fēng)向的轉(zhuǎn)變比低層均勻。由此可見，龍泉山脈使近地層急流風(fēng)向的折角增大，水平輻合增強。12日00時，低空急流有所減弱，MCS的準(zhǔn)靜止?fàn)顟B(tài)被打破，系統(tǒng)整體開始向東北方向移動。此時龍泉山脈為一條地形輻合帶，在東北急流的共同作用下，激發(fā)新生單體在山麓西側(cè)形成，并使單體沿山麓向東北方向移動。從該時段低仰角的雷達反射率因子圖（圖12b）上可以看出，對流單體大致沿龍泉山分布，山脈西側(cè)單體強度明顯強于東側(cè)。

圖12 成都雷達 0.5°仰角反射率因子（a. 11日22:41，b. 12日00:30）和11日22:41徑向速度(c. 0.5°仰角，d. 2.4°仰角)

6 結(jié)論

本文利用多種觀測資料，分析了2020年8月11~13日四川盆地持續(xù)性暴雨過程的降水特征、環(huán)流背景，重點研究了低空急流強盛階段的動力、水汽、能量特征、降水風(fēng)暴系統(tǒng)演變以及代表站對流系統(tǒng)與低空急流的相互作用，得到以下主要結(jié)論：

（1）此次四川盆地連續(xù)性暴雨過程發(fā)生在“東高西低”的環(huán)流背景下，暴雨落區(qū)呈東北-西南向的帶狀分布特征，并隨500 hPa低槽向東推進。11日低空急流的出現(xiàn)有利于上升氣流支的建立和正渦度柱的形成。11日08時，在低空急流和地形的共同作用下，盆地西北部形成強抬升機制，產(chǎn)生持續(xù)強降水。11日20時，近地層低渦中心東移，上升氣流支自高到低向東傾斜，暴雨落區(qū)位于700 hPa和850 hPa輻合中心之間。

（2）低空急流將南海的暖濕空氣輸送至四川盆地，為強降水提供充足的水汽和能量供應(yīng)。在急流強盛階段，盆地內(nèi)整層水汽含量急劇增加。暖空氣的輸入使盆地整層大氣不穩(wěn)定能量增加，在北部冷空氣進入盆地時，形成能量鋒區(qū)，觸發(fā)鋒面降水。

（3）急流對降水風(fēng)暴系統(tǒng)的影響主要分兩個階段。第一階段為11日04~14時，以700 hPa層偏東南氣流為主導(dǎo)，一方面引導(dǎo)南部的對流系統(tǒng)北抬和加強，另一方面配合北部的低槽系統(tǒng)在西北部山前激發(fā)和維持對流回波帶。第二階段為11日18時~12日02時，以近地層西南低渦西北象限的東北急流為主導(dǎo)，南部的暖濕空氣被低渦輸送到急流出口區(qū)，匯入MCS主體。同時急流出口左側(cè)為風(fēng)速和風(fēng)向的強輻合區(qū)，MCS在這一區(qū)域持續(xù)發(fā)展。一、二階段之間（11日14~18時）為過渡階段，在此期間急流主體下邊界由3000 m下降到600 m，主導(dǎo)風(fēng)向由東南風(fēng)過渡到東北風(fēng)。

（4）分析代表站的低空急流和降水演變發(fā)現(xiàn)，當(dāng)?shù)涂占绷飨逻吔缪杆傧陆?、近地層風(fēng)速急劇增強時，急流一方面作為入流氣流觸發(fā)新生單體在MCS前側(cè)（偏向急流出口一側(cè)）生成和發(fā)展，一方面作為環(huán)境風(fēng)場使MCS向下游移動，最終形成準(zhǔn)靜止后向傳播特征。當(dāng)近地層風(fēng)速略有減弱時，MCS的準(zhǔn)靜止?fàn)顟B(tài)被打破，對流系統(tǒng)迅速移向代表站，帶來短時強降水。

（5）近地層?xùn)|北低空急流過龍泉山脈時，氣旋性彎曲增大，水平輻合增強。在對流系統(tǒng)經(jīng)過時，龍泉山西側(cè)產(chǎn)生地形輻合，激發(fā)新生單體在山麓西側(cè)形成，并沿山麓向東北方向移動。