云南切變線類短時強降水MCS 特征分析

陳小華，李華宏，何 鈺1,，馬文倩1,，李耀孫1,

(1.云南省氣象臺，云南 昆明 650034；2.中國氣象局 橫斷山區(qū)（低緯高原）災(zāi)害性天氣研究中心，云南 昆明 650034)

每年造成云南強降水的影響天氣系統(tǒng)主要以切變線系統(tǒng)為主，許美玲等[1]統(tǒng)計影響云南的切變線系統(tǒng)平均每年出現(xiàn)66.9 次，與其它天氣系統(tǒng)相比較，切變線系統(tǒng)出現(xiàn)的頻率高、尺度小、活動規(guī)律雜亂，還常常與臺風低壓、西南渦、地面鋒面等天氣系統(tǒng)聯(lián)系在一起，預報難度較大.姚秀萍等[2]為了提高夏季中國東部降水的預報能力，系統(tǒng)地回顧了江淮切變線的定義、分類、結(jié)構(gòu)、形成發(fā)展機制、影響作用、與其它天氣系統(tǒng)相互作用以及研究技術(shù)手段，展望了在多源大氣探測資料不斷出現(xiàn)的當今，江淮切變線值得進一步深入研究.很多專家應(yīng)用衛(wèi)星等多源大氣探測資料開展了切變線系統(tǒng)及中尺度對流系統(tǒng)（Mesoscale Convective System,MCS）研究，方宗義等[3]利用多種氣象衛(wèi)星遙感資料及加工產(chǎn)品，對2003 年7 月3 日產(chǎn)生在皖北的暴雨過程進行分析，結(jié)果表明在切變線云帶上有11 個中尺度對流云團發(fā)展，水平范圍約為100 km，生命史約為5 h；蘇愛芳等[4]利用FY-2C/E 和MODIS衛(wèi)星資料及常規(guī)觀測資料，統(tǒng)計分析了暴雨中尺度對流系統(tǒng)的活動規(guī)律和降水特征.普貴明等[5]對2007 年云南7 次強降水過程的分析研究指出，當700 hPa 位勢高度形成北高南低形勢，并有切變線配合時，云南易出現(xiàn)強降水天氣過程，衛(wèi)星云圖上切變云帶和副高外圍云帶在云南匯合，切變云帶和副高外圍云帶維持、加強的過程與強降水落區(qū)的時空分布對應(yīng)較好；張騰飛等[6]分析2002 年6 月6 次強降水過程的逐時GMS-5 TBB 資料，結(jié)果表明6 次大到暴雨天氣過程都是在川滇低渦切變影響下，由中尺度系統(tǒng)形成，在衛(wèi)星云圖上都是由MCC 活動造成的，MCC 云頂亮溫都低于?75 ℃；李華宏等[7]利用衛(wèi)星、雷達、地面自動站及閃電定位儀等多種觀測資料分析了2017 年9 月5—6 日出現(xiàn)在云南的一次短時強降水天氣過程，700 hPa切變線和地面鋒面是此次過程的關(guān)鍵影響系統(tǒng)，中尺度對流云團的空間尺度和持續(xù)時間對短時強降水的分布區(qū)域和規(guī)模有很好的指示意義；陳小華等[8-9]對孟加拉灣風暴影響以及2015 年9 月15—16 日華坪及昌寧大暴雨利用衛(wèi)星資料開展強降水分析.對于山脈眾多的云南，本文以姚秀萍[2]提出的多源大氣探測資料應(yīng)用于切變線系統(tǒng)影響研究思路為指導，統(tǒng)計了近5 年云南切變線類短時強降水個例，利用常規(guī)觀測資料和衛(wèi)星數(shù)據(jù)等對云南短時強降水特征及MCS 特征進行分析，開展衛(wèi)星資料在云南短時強降水預報中的應(yīng)用研究.

1 資料和個例選取

使用2015—2019 年云南省125 個國家級自動站和3 042 個區(qū)域站逐小時降水數(shù)據(jù)，按以下標準統(tǒng)計云南短時強降水過程.切變線類短時強降水過程標準：切變線定義為在700 hPa 上出現(xiàn)風向不連續(xù)界面（700 hPa 切變兩側(cè)至少各有2 個站出現(xiàn)≥90°的風向不連續(xù)），受切變線天氣系統(tǒng)影響，任意24 h 內(nèi)云南省境內(nèi)≥30 站次出現(xiàn)雨強>20 mm·h?1的降水過程.普查2015—2019 年的高空、地面觀測資料，共獲取123 次切變線類短時強降水個例，提取出低于第99%百分位的降水站數(shù)共計16 443站次.選用與切變線類短時強降水個例相同時段的FY-2E/G 靜止衛(wèi)星云圖、云頂亮溫、云分類等資料進行分析，其中切變線天氣系統(tǒng)判定使用MICAPS 高空資料.本文的云南省地圖數(shù)據(jù)來源于中國氣象局氣象信息綜合分析處理MICAPS4 系統(tǒng)，即中國氣象數(shù)據(jù)網(wǎng)的國家氣象科學數(shù)據(jù)中心（http://data.cma.cn/）.

2 短時強降水時空分布特征

2.1 短時強降水空間分布特征本文對統(tǒng)計的123 次云南短時強降水過程進行短時強降水區(qū)域分布特征分析.分析短時強降水過程的降水落區(qū)，以地區(qū)（州、市）范圍進行短時強降水分布統(tǒng)計，共統(tǒng)計出12 類分布，且每次過程短時強降水出現(xiàn)的站數(shù)及降水強度差異都很大.為了更好地分析切變線系統(tǒng)影響的短時強降水落區(qū)分布，參照李華宏等[10]將云南劃分為滇東北、滇東南、滇中、滇西南、滇西北共5 個區(qū)，許美玲等[1]將影響云南的切變線分為偏北、偏南、偏東、偏西4 種類型，結(jié)合統(tǒng)計的12 類降水分布情況將云南省切變線影響下的短時強降水落區(qū)劃分為滇東北（昭通北部；昭通；昭通南部及曲靖；昭通及曲靖）、滇東（文山及曲靖；文山及紅河）、滇中（楚雄北部、昆明、昭通南部及曲靖；滇中；滇東南）、滇西（普洱、西雙版納及臨滄；德宏及保山）、云南全省等5 種降水落區(qū).表1 是2015—2019 年123 次過程根據(jù)劃分的落區(qū)分別統(tǒng)計的過程次數(shù)，可以看出83%的個例降水落區(qū)位于哀牢山以東地區(qū)，其中44.3%的個例位于滇東北和滇東，此結(jié)論與許美玲等[1]統(tǒng)計的切變線影響云南北部地區(qū)和東部地區(qū)的次數(shù)相同（稍多）；影響滇西的僅占13%，全省降水落區(qū)的過程影響范圍廣且需要切變線系統(tǒng)移過哀牢山，此類過程最少.短時強降水過程降水分布與云南地形有很好的對應(yīng)關(guān)系，影響云南的冷空氣受到滇東高原、滇中高原、哀牢山的阻擋，并且冷空氣的強度及切變線位置的不同，導致滇東北、滇東、滇中為切變線影響的主要區(qū)域.

統(tǒng)計123 次短時強降水過程中，云南國家站和區(qū)域自動站點出現(xiàn)雨強大于20 mm·h?1的次數(shù)(圖1(a)），123 次過程累積出現(xiàn)了16 443 站次，全省3 042 個站點有2 860 站點出現(xiàn)大于20 mm·h?1的降水.其中出現(xiàn)20 次以上的站點有36 站，出現(xiàn)10次以上的站點有460 站，紅河州綠春縣的騎馬壩站達到42 站次，河口縣的岔口站出現(xiàn)30 站次.大于3 次的區(qū)域為哀牢山以東以及麗江、普洱、西雙版納、德宏西部，站點頻次大值中心有4 個，分別是云南南部邊緣地區(qū)、曲靖南部和文山北部、華坪、德宏西部.李華宏等[10]統(tǒng)計的1981—2015 年125個國家級測站的短時強降水，發(fā)生頻率最高的是云南南部，其次是東部邊緣地區(qū)以及麗江東部的華坪地區(qū).本文統(tǒng)計的站點出現(xiàn)雨強大于20 mm·h?1的次數(shù)大值中心與李華宏等統(tǒng)計的34 a 國家站短時強降水分布特征基本一致，略有不同的是德宏西部出現(xiàn)1 個大值中心，這主要是本文加入了區(qū)域站數(shù)據(jù)，此大值中心無國家站站點.昭通中部、怒江、迪慶、大理北部等地區(qū)出現(xiàn)的次數(shù)最少，此分布特征也與李華宏等統(tǒng)計的次數(shù)分布相對應(yīng)，同時也表示出切變線是云南短時強降水最主要的影響天氣系統(tǒng).圖1(b)是各站點出現(xiàn)雨強大于20 mm·h?1的累積降水量，累積降水量大于100 mm 的區(qū)域以及大于500 mm 的大值中心更好地顯示了切變線類短時強降水落區(qū)位置.

圖1 2015—2019 年云南省切變線類短時強降水頻次和累積降水量分布Fig.1 Frequency and accumulated precipitation of short-time heavy rainfall in Yunnan Province affected by shed line systems from 2015 to 2019

2.2 短時強降水日內(nèi)分布特征圖2 是切變線類短時強降水過程出現(xiàn)雨強大于20 mm·h?1的時次分布圖，可以看出午后短時強降水逐漸增加，至次日04:00 達到最強，05:00 之后逐漸減弱.由圖2 可以看出傍晚至凌晨是強降水發(fā)生的主要時段，其中00:00 至04:00 是發(fā)生次數(shù)較多的時段，12:00 是發(fā)生次數(shù)最少的時段.這充分反映了云南傍晚至夜里對流性天氣多發(fā)的氣候特征，陳炯等[11]研究發(fā)現(xiàn)午夜后出現(xiàn)短時強降水天氣較活躍的原因與中尺度對流系統(tǒng)密切相關(guān)，這是因為部分尺度較大的中尺度對流系統(tǒng)尤其是α 中尺度對流系統(tǒng)能夠維持12 h 以上的緣故.

圖2 2015—2019 年云南省切變線類短時強降水頻次日內(nèi)變化Fig.2 Diurnal variation of short-time heavy rainfall frequency in Yunnan Province affected by shed line systems from 2015 to 2019

3 MCS 特征分析

參照蘇愛芳等[4]定義的對流性暴雨MCS，將云南省短時降水MCS 分成新生對流云團、MαCS、MβCS 及帶狀MCS 共4 類.普查123 次切變類短時強降水過程中的MCS 系統(tǒng)，綜合定義云頂亮溫TBB 不大于?32 ℃冷云區(qū)的面積大于10 萬km2，或者短軸大于3 個緯距，連續(xù)冷云區(qū)的橢圓率（短軸/長軸）的最小值為0.5 的系統(tǒng)為MαCS；MβCS 的最小尺度標準為TBB 小于?32 ℃連續(xù)冷云蓋的直徑不小于20 km.表2 給出了各類系統(tǒng)的尺度、冷云罩強度中心、發(fā)展趨勢特征.新生對流云團為原地發(fā)展型，低于?32 ℃的冷云區(qū)范圍小，對流云系發(fā)展速度快，主要表現(xiàn)為對流云系的形狀、范圍快速變化，強降水發(fā)生在對流云系發(fā)展階段，降水發(fā)生在對流云系發(fā)展區(qū)域；MαCS 和MβCS 系統(tǒng)中低于?32 ℃冷云區(qū)呈橢圓形，對流云系范圍大、強度強，在橢圓形對流云系內(nèi)存在1 個或2 個中心，強降水位置位于強中心附近，MαCS 持續(xù)平均時間為3.3 h，其中最長時間為6 h，MβCS 持續(xù)平均時間為2.3 h，其中最長時間是5 h，此類對流云系發(fā)展分為移動發(fā)展型、原地發(fā)展型、兩對流云團合并發(fā)展型；帶狀MCS 具有多個低值中心，此類對流云系為發(fā)展移動型，且形態(tài)和強度變化大，具有雨強大、持續(xù)時間略短，強降水與對流云系中心緊密聯(lián)系.

表2 云南省短時強降水MCS 分類標準Tab.2 Classification criteria for short-term heavy precipitation MCS in Yunnan Province

根據(jù)表3 可知，75%的短時強降水是由MαCS和MβCS 系統(tǒng)造成，10%和15%的短時強降水分別由新生對流單體和帶狀MCS 造成，可以看出MαCS 和MβCS 是云南短時強降水的主要影響系統(tǒng).對于不同MCS 系統(tǒng)對應(yīng)的雨強方面，新生對流云團共有18 次過程，75%的短時強降水雨強位于20.0～29.9 mm，大于等于50.0 mm 的雨強僅出現(xiàn)40 站次，最大雨強是77.4 mm，18 次過程平均最大雨強是58.6 mm；MαCS 系統(tǒng)出現(xiàn)的過程最多（達53 次），67%的短時強降水雨強位于20.0～29.9 mm，30.0～49.9 mm 雨量發(fā)生的次數(shù)是4 種云型中比例最高的，同時99.4 mm 的極大雨強也是4種云型中最大的，53 次過程平均最大雨強是67.3 mm；MβCS 系統(tǒng)特征與MαCS 一致，影響過程多且最大雨強較強，40 次過程平均最大雨強是66.7 mm；帶狀MCS 的特征與新生對流云團一致，過程相對較少，12 次過程平均最大雨強是62.1 mm.

表3 MCS 系統(tǒng)短時降水強度特征Tab.3 Characteristics of short-term heavy precipitation intensity cloud-type in MCS system

4 典型個例分析

本文統(tǒng)計了2015—2019 年由切變線系統(tǒng)造成的云南短時強降水過程共計123 個，MCS 系統(tǒng)包括新生對流云團、MαCS 和MβCS、帶狀MCS 共4 類，下面對典型個例利用云頂亮溫、云分類、高空和地面觀測等資料進行高低空系統(tǒng)配置以及MCS 系統(tǒng)特征等分析，研究MCS 系統(tǒng)和物理量場演變特征與短時強降水的關(guān)系.

4.1 MαCS 典型個例分析2015 年6 月20 日08:00至21 日08:00，云南省有88 站次出現(xiàn)短時強降水，短時強降水區(qū)域位于云南東部地區(qū).在系統(tǒng)配置上（圖3(a)），200 hPa 上云南為反氣旋環(huán)流影響，強降水區(qū)域與地面冷鋒和700 hPa 上切變線系統(tǒng)位置相對應(yīng)，切變線北側(cè)的位勢高度與昆明站持平，導致切變線系統(tǒng)僅影響滇東地區(qū)，高層輻散場及切變線系統(tǒng)加強鋒面附近的上升運動，產(chǎn)生對流性天氣.在圖3(b)蒙自站TLOGP 圖上，CAPE 值達到1 554.8 J/kg，500 hPa 與700 hPa 的 溫差為15 ℃，LFC 位于850 hPa，CIN 為0，溫度曲線和露點曲線出現(xiàn)喇叭口結(jié)構(gòu)，有利于低層水汽和能量聚積；從環(huán)境風分析可知，850～500 hPa 的垂直切變?yōu)? m·s?1，存在風向隨高度順轉(zhuǎn)，說明大氣層結(jié)呈不穩(wěn)定狀態(tài)，除了加強低層上升運動外，也有利于新的雷暴單體形成.

圖3 2015 年6 月21 日20:00 中尺度分析圖和蒙自站的探空圖Fig.3 Mesoscale analysis and sounding at Mengzi stastion at 20:00 on 21 June,2015

此次降水過程是從6 月20 日15:00 開始，至6月21 日07:00 時結(jié)束，因此對強降水時段的逐小時衛(wèi)星云圖數(shù)據(jù)進行分析.6 月20 日15:00，在威寧地區(qū)快速發(fā)展出一塊狀對流云系，在對流云系的南側(cè)TBB 梯度大值區(qū)出現(xiàn)了2 個測站的短時強降水.至16:00 位于威寧的對流云團向南發(fā)展，且中心強度增強，對流云團結(jié)構(gòu)逐漸緊密，16:00—17:00 的短時強降水位于對流云團發(fā)展方向右側(cè)TBB 梯度大值區(qū).至17:00 位于威寧的對流云團面積增加到3.4 萬km2，向南發(fā)展到曲靖地區(qū)，在對流云團中心出現(xiàn)了4 個站次的短時強降水，最大小時降水量達48.8 mm.在云分類圖上，位于文山、威寧的對流云系之前幾個時次以高層云為主，至17:00對流云系云型演變?yōu)榉e雨云.至18:00 影響曲靖的對流云團發(fā)展為MβCS 系統(tǒng)，MβCS 系統(tǒng)中短軸、長軸長分別為170 km、220 km，MβCS 系統(tǒng)面積為4.5 萬 km2，對流云團結(jié)構(gòu)緊密，形狀呈橢圓形，云頂亮溫低于?52 ℃，中心云頂亮溫為?77 ℃，對流云團中心的云型為積雨云，18:00—19:00 在MβCS 系統(tǒng)發(fā)展方向出現(xiàn)1 個站次的短時強降水.至19:00，MβCS 系統(tǒng)繼續(xù)向南發(fā)展，與文山地區(qū)的對流云團合并，面積增加到4.7 萬km2，MβCS 系統(tǒng)云頂亮溫低于?52 ℃，對流云團中心強度增強，中心云頂亮溫達?81 ℃，云型為積雨云.19:00—20:00 短時強降水出現(xiàn)在對流云團西南側(cè)梯度大值及積雨云區(qū)域.至20:00，MβCS 系統(tǒng)演變?yōu)? 個帶狀MCS 強中心，帶狀MCS 云頂亮溫低于?43 ℃，強中心云頂亮溫為?83 ℃，之后3 個強中心不斷發(fā)展合并.至23:00，帶狀MCS 發(fā)展成MαCS 系統(tǒng)，形狀呈橢圓形，MαCS 系統(tǒng)的短軸、長軸長分別為380、510 km，對流云團面積為13.2 萬km2.22:00—23:00 在MαCS 系統(tǒng)中 心出現(xiàn)3 個站次的短時強降水.至00:00(圖4(a))，MαCS 系統(tǒng)面積增加到17.2 萬km2，強中心云頂亮溫為?83 ℃，MαCS 系統(tǒng)的云型為積雨云（圖4(b)，在云分類中，1 為晴空陸地，11 為混合像元，12 為高層云或雨層云，13 為卷層云，14 為密卷云，15 為積雨云，21 為層積云或高積云；圖中黑色圓圈為一個站次的短時強降水）.至03:00，MαCS 系統(tǒng)維持橢圓形，面積增加到22.4 萬km2，云型為積雨云，短時強降水位于MαCS 系統(tǒng)中心區(qū)域.從04:00 開始對流云團形狀演變?yōu)閴K狀，對流云系強中心的云頂亮溫為?69 ℃，云型結(jié)構(gòu)逐漸松散，至09:00 對流云系中心的云頂亮溫為?59 ℃，至10:00 對流云系移出云南.

圖4 2015 年6 月21 日00:00 TBB 及云分類圖Fig.4 The cloud classification and temperatuer of brightness blackbody at 00:00 on June 21,2015

4.2 MβCS 典型個例分析2015 年8 月14 日20:00至15 日20:00，云南有123 站次出現(xiàn)短時強降水，短時強降水區(qū)域主要位于滇東北地區(qū).在系統(tǒng)配置上(圖5(a))，滇東北在200 hPa 上受東北風急流南側(cè)氣流影響，700 hPa 上秦嶺以北的高度場與昆明站持平，導致切變線系統(tǒng)僅影響到滇東北地區(qū)，高空急流的作用主要表現(xiàn)在強的風速切變和水平切變，使得700 hPa 切變線系統(tǒng)附近產(chǎn)生較強的上升運動，產(chǎn)生對流性天氣.在圖5(b)宜賓站的TLOGP 圖上，CAPE 值達到1 494 J/kg，500 hPa 與700 hPa 的溫差為15 ℃，LFC 位于850 hPa，CIN 為0.4 J/kg，溫度曲線和露點曲線出現(xiàn)明顯喇叭口結(jié)構(gòu)，有利于低層水汽和能量聚積；從環(huán)境風分析可知，1 000～850 hPa 的低層垂直切變?yōu)?0 m·s?1，存在風向隨高度順轉(zhuǎn)，大氣層結(jié)呈不穩(wěn)定狀態(tài).

圖5 2015 年8 月14 日20:00 中尺度分析圖和宜賓站的探空圖Fig.5 Mesoscale analysis and sounding at Yibing stastion at 20:00 on 14 August,2015

此次降水過程從8 月14 日19:00 開始，至8月15 日07:00 結(jié)束，因此對強降水時段的逐小時紅外云圖數(shù)據(jù)進行分析.8 月14 日19:00，云南附近存在從孟加拉灣北部地區(qū)延伸到華南地區(qū)、從青藏高原西南部延伸到昭通地區(qū)的兩條強度強且范圍廣的帶狀對流云系，帶狀對流云系中存在多個對流云團；在昭通北部的威信及綏江分別有對流云系發(fā)展，在云分類圖上，對流云系以高積云為主，發(fā)展的對流云系在威信及綏江造成7～13 mm 的1 h降水量，降水區(qū)域位于對流云系的北部邊緣地區(qū).至20:00，在昭通地區(qū)有3 個塊狀的對流云團發(fā)展，對流云團結(jié)構(gòu)逐漸緊密，其中位于威信的對流云團發(fā)展出強中心，此時云分類圖上，20:00—21:00 的強降水附近的對流云系的云型為積雨云，且短時強降水發(fā)生在對流云團的北側(cè).至21:00 位于昭通的3 個對流云團合并發(fā)展成為MβCS 系統(tǒng)，MβCS 系統(tǒng)中短軸、長軸長分別為180 km、250 km，低于?32℃的對流云團面積為3.4 萬km2，MβCS 系統(tǒng)云頂亮溫達?76 ℃，強中心控制了威信、鹽津地區(qū)；至21:00—22:00 強降水發(fā)生在MβCS 系統(tǒng)強中心區(qū)域內(nèi)，同時出現(xiàn)短時強降水地區(qū)的云型為積雨云.至22:00（圖6(a)），MβCS 系統(tǒng)向南發(fā)展，低于?32 ℃的對流云團面積增加到了5.9 萬km2，強中心的范圍也在擴大，對流云團的形狀演變?yōu)闃藴实臋E圓形，22:00—23:00 短時強降水出現(xiàn)在強中心區(qū)域內(nèi).至23:00，MβCS 系統(tǒng)繼續(xù)增強，低于?32 ℃的對流云團面積增加到了8.7 萬km2，但強中心面積縮小，仍控制威信地區(qū)，23:00—00:00 強降水仍出現(xiàn)在強中心區(qū)域內(nèi).8 月15 日00:00，低于?32 ℃的對流云團面積增加到了10.5 萬km2，但強中心已經(jīng)減弱，對流云團的中心的云頂亮溫為?58 ℃，云型結(jié)構(gòu)逐漸松散，強降水出現(xiàn)在對流云團的北側(cè).從01:00后對流云團范圍開始減小，且位置不斷向南移動，形狀演變?yōu)閴K狀云系，對流云團的中心的云頂亮溫為?49 ℃，01:00—07:00 在昭通南部出現(xiàn)了短時強降水，出現(xiàn)短時強降水的區(qū)域?qū)?yīng)于對流云團中心位置.

圖6 2015 年8 月14 日22:00 TBB 及云分類圖Fig.6 The cloud classification and temperatuer of brightness blackbody at 22:00 on August 14,2015

4.3 帶狀MCS 典型個例分析2017 年7 月8 日20:00 至9 日20:00，云南省有181 站次出現(xiàn)短時強降水，短時強降水區(qū)域主要位于滇中和滇南地區(qū).在系統(tǒng)配置上（圖7(a)），200 hPa 上云南為反氣旋環(huán)流，700 hPa 上的切變線系統(tǒng)南壓至云南中部地區(qū)，位置與強降水區(qū)域?qū)?yīng)，格爾木站的位勢高度高于昆明站3 dagpm，使得切變線南移影響滇中地區(qū)，高層輻散場以及切變線系統(tǒng)加強上升運動，產(chǎn)生對流性天氣.在圖7(b)昆明站的TLOGP 圖上，CAPE 值為372.9 J/kg，500 hPa 與700 hPa 的溫差為15 ℃，LFC 位于700 hPa 附近，CIN 為103 J/kg，濕層厚度高于400 hPa，通過14:00 溫度訂正后CAPE達1 690 J/kg，LFC 位于850 hPa 附近，CIN 為0，溫度曲線和露點曲線出現(xiàn)明顯喇叭口結(jié)構(gòu)，有利于低層水汽和能量聚積；從環(huán)境風分析可知，存在風向隨高度順轉(zhuǎn)，大氣層結(jié)呈不穩(wěn)定狀態(tài).此次過程降水是從7 月9 日12:00 開始至20:00 結(jié)束，因此對強降水時段的逐小時衛(wèi)星云圖數(shù)據(jù)進行分析.7 月9 日12:00，在滇中地區(qū)出現(xiàn)對流云系，低于?32 ℃的對流云系面積為0.3 萬km2，在對流云系中出現(xiàn)1 個測站的短時強降水.至13:00，對流云系面積增加到1 萬km2，對流云系結(jié)構(gòu)逐漸緊密，形狀為不規(guī)則的塊狀對流云系，13:00—14:00 在對流云系內(nèi)出現(xiàn)2 個測站的短時強降水.至14:00，從麗江南部至紅河南部形成一條帶狀對流云系，低于?32 ℃的帶狀對流云系長軸、短軸長分別為550 km、60 km，存在5 個云頂亮溫達?53 ℃的對流云系中心.至15:00（圖8(a)），帶狀對流云系向西南方向發(fā)展移動，位于玉溪西部與紅河的對流云系中心合并加強，出現(xiàn)3 個對流云系強中心（玉溪西部、紅河、文山），對流云系中心云頂亮溫低于?53 ℃，此時在云分類圖上（圖8(b)），之前為高層云，在15:00 的帶狀云系中發(fā)展出積雨云.至16:00，帶狀對流云系繼續(xù)西南移，云頂亮溫由15:00 低于?32 ℃發(fā)展成低于?50 ℃，也存在3 個云頂溫度低于?63 ℃的對流云系中心，與對流云系強中心對應(yīng)的云型為積雨云.至17:00，出現(xiàn)帶狀云系東端的寬度變小、西端的云帶寬度增加以及對流云系中心面積在減小的特征，該形勢持續(xù)到18:00，14:00—18:00 的短時強降水出現(xiàn)在帶狀對流云系內(nèi).至19:00，低于?32 ℃的帶狀對流云系長軸、短軸長分別為600 km、150 km，至20:00 帶狀對流云系演變?yōu)閴K狀，中心云頂亮溫為?52 ℃，至21:00 后未產(chǎn)生短時強降水.

圖7 2017 年7 月9 日08:00 中尺度分析圖和昆明站的探空圖Fig.7 Mesoscale analysis and sounding at Kunming stastion at 08:00 on 9 July,2017

圖8 2017 年7 月9 日15:00 TBB 及云分類圖Fig.8 The cloud classification and temperatuer of brightness blackbody at 15:00 on July 9,2017

5 結(jié)論

（1）云南切變線類短時強降水有4 個大值區(qū)，分別位于云南南部邊緣地區(qū)、曲靖南部至文山北部、華坪、德宏西部；在時次分布上，午后短時強降水逐漸增加，傍晚至凌晨是短時強降水發(fā)生的主要時段，其中00:00 至04:00 是發(fā)生次數(shù)較多的時段.

（2）云南省切變類短時強降水MCS 分成新生對流云團、MαCS、MβCS 及帶狀MCS 共4 類.75%的切變線類短時強降水是由MαCS 和MβCS 云型造成，MαCS 和MβCS 系統(tǒng)中低于?32 ℃冷云區(qū)呈橢圓形，平均面積分別為1.8 萬km2、10.4 萬km2，短時強降水存在1 個或2 個強中心，中心云頂亮溫低于?52 ℃.MαCS 持續(xù)平均時間為3.3 h，其中最長時間為6 h；MβCS 持續(xù)平均時間為2.3 h，其中最長時間是5 h.短時強降水位于MαCS 和MβCS 強中心附近或者發(fā)展方向梯度大值區(qū).

（3）MCS 系統(tǒng)在200 hPa 上急流南側(cè)或反氣旋環(huán)流以及700 hPa 切變線附近發(fā)生發(fā)展，在探空圖上存在明顯的喇叭狀結(jié)構(gòu)、風向隨高度順轉(zhuǎn)特征.

受切變線系統(tǒng)影響，出現(xiàn)短時強降水的范圍包括了云南全省各地區(qū)，臨近預報難度大.本文綜合分析探空數(shù)據(jù)及衛(wèi)星數(shù)據(jù)，重點開展了短時強降水過程中的MCS 特征分析，以期利用衛(wèi)星數(shù)據(jù)開展短時強降水臨近預報提供參考.本文僅開展了短時強降水落區(qū)分析，對短時強降水的量級預報未涉及，未來將結(jié)合雷達數(shù)據(jù)進行短時強降水的量級和落區(qū)臨近預報研究.