馬文倩 ,陳小華 ,李華宏 ,李耀孫

（1.云南省氣象臺，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，昆明 650034）

引言

云南位于青藏高原東南麓的低緯高原地區(qū)，向南臨近印度洋和太平洋，易同時受中高緯度系統(tǒng)和熱帶系統(tǒng)的影響，且作為南亞夏季風和東亞夏季風的過渡地區(qū)，云南四季不分明而干濕季分明，全年約85%以上的降水集中在雨季[1?2]。與此同時，云南地勢復(fù)雜，地形以山地為主，山區(qū)面積達94%，導(dǎo)致雨季強降水多，突發(fā)性強，強降水引發(fā)的滑坡、泥石流等災(zāi)害多，易造成云南重大的人員傷亡和社會經(jīng)濟損失[3?4]。盡管氣象工作先驅(qū)們對云南強降水展開了大量研究，并在云南強降水的中尺度特征[5?7]、臺風或孟加拉灣風暴強降水特征[8?10]以及強降水的數(shù)值模式模擬[11?13]等方面取得了一定的成果，但由于云南復(fù)雜山地背景下強降水時空分布極不均勻且發(fā)生機理尚不清楚，迫切需要開展強降水發(fā)生機理及地形影響方面的研究。

夏季我國受亞洲兩支夏季風影響，水汽豐沛，降水系統(tǒng)長期維持是發(fā)生強降水的關(guān)鍵點之一。鮑名[14]對1951～2005 年我國局地和區(qū)域持續(xù)3 天及以上的暴雨事件的統(tǒng)計特征和大尺度環(huán)流背景進行了研究，表明我國不同地區(qū)持續(xù)性暴雨事件出現(xiàn)的頻次、季節(jié)和持續(xù)時間存在差異，主要的環(huán)流背景中，除西太平洋副熱帶高壓（以下簡稱西太副高）這一影響我國夏季雨帶移動的主要因子外，還受到南亞高壓、西風槽等的影響。閔屾和錢永甫[15]對我國極端降水事件的區(qū)域性和持續(xù)性進行研究時指出，云南西部、西藏東部極端降水的持續(xù)性較好，但區(qū)域性較差。黃瑤等[16]對1981～2016 年四川盆地的持續(xù)性強降水的低頻振蕩特征進行了分析，表明該地區(qū)降水具有15～30d 以及30～60d 的低頻振蕩特征，而這一結(jié)果是由不同高度層、不同緯度帶內(nèi)低頻系統(tǒng)在三維空間上相互配合造成的。周春花和孫彧[17]對2018 年6～7 月四川出現(xiàn)的持續(xù)性暴雨原因進行了探究，結(jié)果顯示：暴雨期間，南亞高壓異常偏強且穩(wěn)定，為四川上空高層提供強輻散環(huán)流背景，西太副高西伸，為四川的暴雨提供水汽；此外，烏拉爾山地區(qū)阻塞高壓維持，干冷空氣與暖濕的西南氣流在四川交綏，導(dǎo)致四川持續(xù)性暴雨的發(fā)生。楊秀莊等[18]對2018 年7 月4～7 日出現(xiàn)在貴州的一次持續(xù)性暴雨天氣過程成因及數(shù)值模式預(yù)報偏差進行了分析，結(jié)果顯示：北方南下的切變北側(cè)的干冷空氣和穩(wěn)定維持在華南地區(qū)的高壓西北側(cè)北上的暖濕氣流交匯導(dǎo)致持續(xù)性暴雨的產(chǎn)生；歐洲中心全球模式、華東中尺度模式和華南中尺度模式對此次暴雨的模擬偏差均較大。

上述研究表明，持續(xù)性強降水過程是多尺度系統(tǒng)、多因子相互作用的結(jié)果，而數(shù)值模式對持續(xù)性強降水的預(yù)報常出現(xiàn)一定的偏差。王瑞英和肖天貴[19]基于1980～2017 年逐日降水資料，對西南地區(qū)雨季降水時空分布特征進行研究，指出包括云南在內(nèi)的西南地區(qū)雨季降水量的長期變化呈現(xiàn)出下降趨勢。譚霞等[20]基于1979～2016 年逐日降水資料分析了西南地區(qū)夏季持續(xù)性降水的變化特征，結(jié)果顯示，西南地區(qū)有雨時間段平均持續(xù)天數(shù)除四川外均呈變短趨勢。周鵬康和秦金梅[21]的研究也表明，云南的持續(xù)性暴雨多分布在低海拔地區(qū)的迎風坡一側(cè)，站點的平均暴雨日僅為1.9d/雨季。因此，在持續(xù)性強降水發(fā)生頻次低的氣候背景下，云南出現(xiàn)持續(xù)性強降水過程，其原因值得探究。2020 年8 月15 日20 時～19 日08 時，云南出現(xiàn)一次影響全省的持續(xù)性強降水過程，導(dǎo)致云南多地出現(xiàn)嚴重的城市內(nèi)澇、滑坡和泥石流，影響云南正常的交通和社會生產(chǎn)。此次過程持續(xù)時間長、累計雨量大，極端性特征明顯，然而預(yù)報員一直依賴的ECMWF（European Center for Medium-Range Weather Forecasts）數(shù)值模式對此次過程出現(xiàn)了大范圍的漏報，預(yù)報過程累計雨量明顯偏小，給預(yù)報和服務(wù)帶來很大困難。因此，本研究擬對此次過程持續(xù)的原因進行探究，并對ECMWF 模式預(yù)報偏差的原因進行分析，以期為此類極端持續(xù)性強降水過程在業(yè)務(wù)中的預(yù)報、預(yù)警和監(jiān)測提供指導(dǎo)。

1 數(shù)據(jù)和方法

1.1 數(shù)據(jù)

研究所用降水數(shù)據(jù)包括云南省125 個國家站和3400 個區(qū)域站2020 年8 月15 日20 時～8 月19 日08時累計降水、逐12h 降水資料；國家站上述時間段逐小時降水資料；ECMWF 細網(wǎng)格模式15 日20 時起報的上述時間段累計降水和逐12h 降水資料。再分析資料為ERA5（The fifth generation ECMWF atmospheric reanalysis）數(shù)據(jù)[22]，數(shù)據(jù)水平分辨率為0.25°×0.25°。研究所用地形高度數(shù)據(jù)為U.S.Geological Survey 提供的全球高程數(shù)據(jù)（GTOPO30）以及云南省區(qū)域站點海拔高度數(shù)據(jù)，GTOPO30 數(shù)據(jù)空間分辨率約為0.05°×0.05°。研究所用相當黑體亮度溫度（TBB）逐小時數(shù)據(jù)為國家衛(wèi)星氣象中心提供的FY-2H 衛(wèi)星數(shù)據(jù)，水平分辨率為0.1°×0.1°。此外，本研究還用了15 日20 時起報的ECMWF 細網(wǎng)格模式逐12h 的700hPa 水平風場，水平分辨率為0.25°×0.25°。

1.2 方法

研究所用假相當位溫（θse）的計算公式[23]為：

式中：e為水汽壓（單位：hPa），利用Tetens 經(jīng)驗公式計算。具體公式為：

式中：es為飽和水汽壓，t為溫度（單位：℃），a、b為 常數(shù)，分別為7.5 和237.3。公式（3）中的溫度取為露點溫度，即可得公式（2）中計算所需的水汽壓。

研究所用水平溫度平流的計算公式為：

2 降水實況

2020 年8 月15 日20 時～19 日08 時，云 南省自東向西出現(xiàn)持續(xù)性強降水過程。圖1 給出了云南省區(qū)域 站和ECMWF細網(wǎng)格模式15 日20 時～19 日08 時（共3.5d）累計降水量。由圖1a 可知，此次過程在云南造成了大范圍強降水，除云南西北部、東南部和西南部外，普遍出現(xiàn)了累計雨量100mm 以上的降水，局地累計降水量超過250mm。125 個國家站中，36 個站（占比28.8%）累計降水超過100mm，降水量最大的站為麗江華坪站（221.6mm）。區(qū)域站中，5 個站累計降水超300mm，曲靖師宗縣菌子山站出現(xiàn)373.8mm 的最大累計雨量。此次降水過程以穩(wěn)定性降水為主，期間伴有對流性降水（主要出現(xiàn)在午后）。圖1c 為國家級氣象站中過程累計雨量最大的華坪站逐小時降水演變。如圖所示，過程中雨強相對比較均勻，較長的持續(xù)時間導(dǎo)致累計雨量大。

對于此次降水過程，ECMWF 細網(wǎng)格模式預(yù)報出現(xiàn)較大偏差。圖1b 為過程開始時（15 日20 時）ECMWF 細網(wǎng)格模式起報的15 日20 時～19 日08 時累計雨量。對比圖1a 和b 可知，ECMWF 細網(wǎng)格模式預(yù)報的累計雨量在云南西部至云南西北部一帶、云南東南部與實況較一致，但在云南東北部的預(yù)報略偏大，在云南中部到西南部大范圍地區(qū)預(yù)報的累計降水較實況明顯偏小，模式預(yù)報偏差給精細化預(yù)報帶來很大困難。

圖1 2020 年8 月15 日20 時～19 日08 時（a）云南區(qū)域站、（b）ECMWF 細網(wǎng)格模式累計降水量（單位：mm）及（c）麗江華坪站逐小時降水量（單位：mm）

3 降水持續(xù)性原因分析

降水實況部分的分析指出，此次云南極端強降水過程主要由長時間的降水導(dǎo)致。接下來，本文對此次過程持續(xù)時間如此之長的原因進行探究。

3.1 環(huán)流背景和系統(tǒng)演變

圖2a 和b 為此次過程開始15 日20 時500hPa 和700hPa 的位勢高度和風場空間分布。由圖2a 可知，降水發(fā)生前，500hPa 上云南西部為滇緬高壓，西太副高影響我國東部大陸，云南位于上述兩高壓之間的輻合區(qū)（以下簡稱兩高輻合）；同時，孟加拉灣有風暴西移，中心位于印度東部；青藏高原中部有短波槽（90°E、35°N 附近），高原東部為青藏高壓（即南亞高壓）東部脊。與500hPa 對應(yīng)，700hPa 云南受兩高輻合控制，輻合區(qū)位于云南東部（圖2b）。

為分析過程中系統(tǒng)演變情況，利用500hPa 上5850gpm 等值線的演變進行表征（圖2c 和d）。由圖2c 可知，15 日20 時～17 日20 時，滇緬高壓維持，與西太副高之間的兩高輻合持續(xù)影響云南。與此同時，青藏高壓持續(xù)東移，至17 日20 時，其東部脊東移至四川盆地西部一帶，西太副高略西移。17 日20 時之后，滇緬高壓減弱，但青藏高壓和西太副高之間的輻合區(qū)依舊影響云南（圖2d）。因此，15 日20 時～19 日08 時，云南持續(xù)受兩高輻合影響，18 日08 時之前為滇緬高壓和西太副高形成的兩高輻合，之后為青藏高壓和西太副高形成的兩高輻合。其間，17 日08 時～18 日08 時，隨著輻合區(qū)的加強，兩高輻合區(qū)中有低渦生成。同時，上述分析指出，降水開始時，青藏高原中部有短波槽，該短波槽東移發(fā)展，17 日08 時～18 日08 時與影響云南的兩高輻合區(qū)低渦相連，形成“北槽南渦”的環(huán)流形勢。因此，整個降水過程500hPa環(huán)流形勢可分為三個階段：15 日20 時～17 日08 時，兩高輻合（滇緬高壓和西太副高）；17 日08 時～18 日08 時，北槽南渦；18 日08 時～19 日08 時，兩高輻合（青藏高壓和西太副高）。在上述環(huán)流形勢的影響下，700hPa 上云南持續(xù)受兩高輻合影響，該輻合區(qū)的西移（西太副高略西伸導(dǎo)致，圖2c、d）和維持導(dǎo)致全省大范圍強降水。

圖2 2020 年8 月15 日20 時不同層次的位勢高度（單位：gpm）和風場（單位：m/s）空間分布（a.500hPa，紅線表示5850gpm 等值線；b.700hPa；“G”和“D”分別表示閉合高、低壓環(huán)流；“Ridge”和“Trough”分別表示高壓脊和低壓槽）；此次強降水過程500hPa 上5850gpm 等值線演變（c.15 日20 時～17 日20 時，d.18 日08～20 時）

綜上所述，此次云南強降水過程發(fā)生在兩高輻合環(huán)流背景下，青藏高壓的持續(xù)東移是造成云南降水持續(xù)性的關(guān)鍵因素。隨著其東移，500hPa 影響降水的環(huán)流形勢分為三個階段：兩高輻合（滇緬高壓和西太副高）、北槽南渦、兩高輻合（青藏高壓和西太副高），對應(yīng)低層兩高輻合在云南的長期維持、西移導(dǎo)致降水的持續(xù)性。

3.2 青藏高壓影響

青藏高壓作為夏季青藏高原上深厚的暖高壓，其高層的分布特征對我國降水亦有影響。3.1 小節(jié)已經(jīng)分析指出，500hPa 上青藏高壓持續(xù)東移和維持，導(dǎo)致過程后期云南依舊受兩高輻合影響，進而導(dǎo)致降水的持續(xù)性。圖3 為過程期間200hPa 水平流場及水平散度場演變。如圖所示，隨著高層青藏高壓東移，云南上空高層輻散逐漸增強（圖3a～c）；18 日08 時～19 日08 時，云南高空受青藏高壓東部脊附近的強輻散影響，中心強度超過1×10?4s?1，有利于降水的增強和維持。

圖3 2020 年8 月強降水過程200hPa 水平流場（流線）及水平散度場（填色，單位：10?4s?1）演變（a.15 日20 時，b.16 日20 時，c.17 日20 時，d.18 日08 時）

綜上所述：此次云南強降水過程中，青藏高壓顯著東移；一方面，低層青藏高壓與西太副高形成兩高輻合影響云南；另一方面，高層青藏高壓在云南上空形成強輻散，與低層輻合形成有利于降水增強和維持的環(huán)流配置。

3.3 溫度平流影響

為了分析溫度平流在此次云南持續(xù)性強降水過程中的作 用，圖4a～d 給出了17 日08 時～18 日20 時逐12h500hPa 水平風場和水平溫度平流演變。3.1 節(jié)已經(jīng)指出，降水開始時，青藏高原中部有短波槽，該短波槽東移發(fā)展（位于東移的青藏高壓和西太副高之間），17 日08 時～18 日08 時與云南輻合區(qū)中的低渦構(gòu)成“北槽南渦”的形勢，該短波槽的發(fā)展由冷平流引起。16 日20 時，槽線及槽線后有顯著的冷平流（16日20時圖略）。如 圖4a～d 所 示，17 日08 時和20 時，冷平流顯著，強度達到?2×10?4K/s，槽線上的冷平流作為影響短波槽的熱力因子，導(dǎo)致短波槽發(fā)展[24?26]。此外，θse這 一物理量考慮了氣壓、水汽相變對溫度的影響，在絕熱條件下具有守恒性，且 θse隨高度的變化直接體現(xiàn)層結(jié)穩(wěn)定度特征，是一個綜合反映大氣不穩(wěn)定能量和溫濕特征的物理量，因此，利用上述時次θse（θse的計算方法見1.2 節(jié)）在云南及以北地區(qū)的緯度-高度剖面演變（由于云南海拔高度較高，θse剖面圖僅顯示700hPa 及以上的分布），分析槽后冷空氣入侵對云南降水產(chǎn)生的影響（圖4e～h）。

由圖4e、f 可知，18 日08 時之前，云南受暖濕氣流影響。18 日08 時，隨著高空槽的東移，中低層冷空氣侵入云南，且600hPa 上冷空氣的入侵略快于700hPa（圖4g）。至18 日20 時，低層冷空氣入侵至26°N 附近（圖4h）。冷空氣的入侵一方面增強了云南上空層結(jié)的位勢不穩(wěn)定（600hPa，圖4g），另一方面增強了對暖濕空氣的抬升（對流層低層），有利于降水的增強和維持。

圖4 2020 年8 月500hPa 水平風場（矢量，單位：m/s）和溫度平流（填色，單位：10?4K/s）空間分布（a.17 日08 時，b.17 日20 時，c.18 日08 時，d.18 日20 時）；2020 年8 月 θse沿100°E（d 中紅色虛線）的緯度-高度剖面（e.17 日08 時，f.17 日20 時，g.18 日08 時，h.18 日20 時，加粗藍色虛線表示340K 等值線，單位：K）

基于上述分析可知，此次云南強降水過程受到中高層冷平流和中低層冷空氣入侵的影響。中高層冷平流促使短波槽發(fā)展，進一步導(dǎo)致北槽南渦形勢的出現(xiàn)；中層冷空氣的入侵增強了云南上空的層結(jié)不穩(wěn)定性，低層冷空氣的入侵加強了暖濕空氣的抬升，進而有利于降水的發(fā)生和維持。

4 地形影響分析

云南地勢復(fù)雜，南北海拔高差大，山地較多（圖5）。在云南西南部，海拔一般2000m 以上的哀牢山呈西北-東南向，從大理州南部綿延千公里至紅河州南部（圖5a 藍色框中的山脈），與西側(cè)的無量山、元江、墨江等構(gòu)成云南西南部縱向嶺谷區(qū)。哀牢山的存在導(dǎo)致其東側(cè)高原和西側(cè)縱谷的降水空間分布差異顯著，對其周邊地區(qū)的降水分布也產(chǎn)生較大影響。

4.1 站點的選取

由圖1 可知，此次降水過程在哀牢山沿線普遍產(chǎn)生100mm 以上的累計降水，而ECMWF 細網(wǎng)格模式對哀牢山附近的累計雨量預(yù)報在50～100mm，明顯偏小。顯然，哀牢山在此次降水過程中對降水的增幅產(chǎn)生了影響。為了定量分析地形在此次降水過程中的作用，選取哀牢山北段東西兩側(cè)的8 對站點進行分析（圖5b）。如圖所示，所選站點沿哀牢山北段分布在東西兩側(cè)，海拔高度為542～2441m，每對站點到哀牢山的水平距離相近，且兩站點間的連線近似垂直于哀牢山。

圖5 （a）云南省及周邊地區(qū)海拔高度分布（單位：m）和（b）哀牢山東西兩側(cè)所選站點（紅點為西側(cè)站點，藍點為東側(cè)站點，站點旁標注數(shù)字為站點所在海拔高度，單位：m）

4.2 海拔高度和降水的關(guān)系

為提高東西兩側(cè)站點海拔高度和降水關(guān)系的可比性，選取過程中的部分時間段進行分析，以保證東西兩側(cè)一側(cè)為迎風坡，另一側(cè)為背風坡。圖6 為研究時間段內(nèi)逐12h 累計降水及700hPa（云南海拔高度相對較高，以700hPa 表征低層）逐12h 平均水平風場的演變。根據(jù)700hPa 水平風場和降水分布演變，選取17 日08 時～20 時（圖6d）和18 日08～20 時（圖6f）兩個時間段進行分析。對于17 日08～20 時，哀牢山附近降水明顯，且700hPa 盛行風向在哀牢山附近為偏西風，哀牢山西側(cè)站點為迎風坡，哀牢山東側(cè)站點為背風坡。同理，18 日08～20 時，700hPa 盛行風向在哀牢山附近為偏東風，則西側(cè)站點為背風坡，東側(cè)站點為迎風坡。

圖6 2020 年8 月15 日20 時～19 日08 時逐12h 累計降水量（散點，單位：mm）和700hPa 逐12h 平均水平風（矢量，單位：m/s）空間分布（a.15 日20 時～16 日08 時，b.16 日08～20 時，c.16 日20 時～17 日08 時，d.17 日08～20 時，e.17 日20 時～18 日08 時，f.18 日08～20 時，g.18 日20 時～19 日08 時）

基于上述站點和研究時間段的選取，繪制站點海拔高度和過程總降水量以及上述兩個時間段累計降水的散點圖（圖7），并計算相關(guān)系數(shù)。由圖7a 可知，過程累計降水量與所選站點海拔高度呈正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)達0.55，此次過程，地形對降水有明顯的增幅作用。但對于東西兩側(cè)站點，過程累計降水量和海拔高度的離散度增加，相關(guān)系數(shù)較低，分別為0.23（西側(cè)）和0.45（東側(cè)）。17 日08～20 時，8 對站點與降水量的相關(guān)系數(shù)為0.45，地形對降水有一定的增幅作用。但對于迎風坡的西側(cè)，海拔高度與降水的相關(guān)系數(shù)為0.53，明顯高于背風坡海拔高度和降水的相關(guān)系數(shù)，也即迎風坡地形對降水的增幅作用更顯著，降水在一定程度上隨著海拔的升高而增大（圖7b）。18 日08～20 時，也存在上述同樣的情況，迎風坡海拔高度和降水的相關(guān)系數(shù)達到0.66，背風坡的相關(guān)系數(shù)則為?0.24（圖7c）。

從圖7 也可以看出，即使對于迎風坡，地形對降水的增幅作用也并不一直隨高度的增加而增大。對于17 日08～20 時，海拔高度超過1800m 之后，降水量反而可能隨海拔升高而減小，18 日08～20 時也存在類似的現(xiàn)象，這可能是由于地形抬升造成的上升運動向上伸展的范圍很小，到一定的海拔高度處就大幅衰減所導(dǎo)致的[24]。

圖7 2020 年8 月不同時段累計降水量和站點海拔高度的散點分布及相關(guān)系數(shù)（a.15 日20 時～19 日08 時，b.17 日08～20 時，c.18 日08～20 時；左上角數(shù)據(jù)表示站點降水與海拔高度的相關(guān)系數(shù)，黑色為所有站點，紅色為西側(cè)站點，藍色為東側(cè)站點）

上述分析可知：此次降水過程，哀牢山對云南西南部的降水有明顯的增幅作用，尤其是迎風坡的增幅作用更明顯；但隨著海拔高度的升高，地形對降水的增幅作用有所減弱。

4.3 地形對降水云系的影響

哀牢山北段海拔高度基本在2000m 以上，最高峰海拔達3166m，對降水云系的發(fā)展和移動均能產(chǎn)生影響。圖8 為18 日16～21 時云南及附近地區(qū)TBB 的逐時演變。如圖8a～b 所示，哀牢山東西兩側(cè)有降水云系影響，云系隨偏東引導(dǎo)氣流向西移動。隨后，哀牢山西側(cè)的降水云系逐漸減弱、消散，但東側(cè)降水云系略發(fā)展且維持較長時間（圖8c～f）。結(jié)合上述分析可知，18 日08～20 時，700hPa 為偏東風，哀牢山西側(cè)的降水云系受背風坡下沉作用影響，逐漸減弱消散，而哀牢山東側(cè)的降水云系受哀牢山阻擋，在東側(cè)維持的時間較長，有利于降水的持續(xù)發(fā)生。

圖8 2020 年8 月18 日16～21 時云南及附近地區(qū)TBB 的逐時演變（a.16 時，b.17 時，c.18 時，d.19 時，e.20 時，f.21 時，黑點為西側(cè)站點，藍點為東側(cè)站點，單位：°C）

綜上所述，哀牢山地形有利于降水云系在迎風坡發(fā)展、維持，進一步有利于降水的累積。

5 ECMWF 數(shù)值模式降水量預(yù)報偏差分析

第2 節(jié)的分析指出，對于此次云南強降水過程，ECMWF 細網(wǎng)格模式預(yù)報的累計雨量在云南中部至西南部的大范圍地區(qū)明顯偏小（圖1a 和b）。本節(jié)基于預(yù)報的低層系統(tǒng)與實況對比，對ECMWF 細網(wǎng)格模式在上述地區(qū)累計雨量預(yù)報顯著偏小的原因進行初步探究。圖9 為ECMWF 細網(wǎng)格模式15 日20 時起報的15 日20 時～18 日20 時 逐12h 的700hPa 水 平風場，疊加對應(yīng)時次預(yù)報的12h 累計雨量。

對比圖9 和圖6 可知，對于15 日20 時～17 日08時，700hPa 上兩高輻合在云南東部維持，ECMWF 細網(wǎng)格較好地模擬出了這一時間段系統(tǒng)的位置，但模擬的風場強度和降水強度較實況明顯偏弱（圖6a～c 和圖9a～c）。17 日08 時之后，實況系統(tǒng)逐漸西移，影響云南中部、南部和西南部，而ECMWF 細網(wǎng)格模式預(yù)報的輻合線依舊位于云南東部，在云南西北部至西部預(yù)報出輻合線，對應(yīng)預(yù)報出該地區(qū)的降水。由于沒有預(yù)報出系統(tǒng)的西移，風速大小的預(yù)報相對實況偏弱，對應(yīng)時次降水強度和范圍的預(yù)報也即明顯偏弱和偏小。

圖9 ECMWF 細網(wǎng)格模式逐12h 的700hPa 水平風（矢量，單位：m/s）和累計降水量（填色，單位：mm）空間分布（a.15 日20 時，b.16 日08 時，c.16 日20 時，d.17 日08 時，e.17 日20 時，f.18 日08 時，g.18 日20 時，2020 年8 月15 日20 時起報）

基于上述分析可知，未能較好地模擬出兩高輻合區(qū)的西移且風速大小的預(yù)報也較實況偏弱可能是ECMWF 細網(wǎng)格模式對此次云南強降水過程在云南中部至西南部預(yù)報偏弱的原因之一。

6 結(jié)論與討論

本文基于多種站點觀測資料和ERA5 再分析資料，對2020 年8 月15～19 日云南發(fā)生的一次影響全省的強降水過程的持續(xù)性和預(yù)報偏差原因進行探究，得到如下主要結(jié)論：

（1）此次強降水過程發(fā)生在兩高輻合環(huán)流背景下，500hPa 上系統(tǒng)演變分為三個階段：兩高輻合（滇緬高壓和西太副高）、北槽南渦、兩高輻合（青藏高壓和西太副高），對應(yīng)低層輻合在云南維持、西移，導(dǎo)致降水的持續(xù)性。

（2）青藏高壓的持續(xù)東移，導(dǎo)致影響云南的兩高輻合區(qū)由滇緬高壓和西太副高的輻合演變?yōu)榍嗖馗邏号c西太副高的輻合，維持了云南上空持久的輻合。青藏高壓還在云南上空造成輻散，有利于降水的增強和持續(xù)。

（3）冷空氣活動對此次云南強降水過程產(chǎn)生了顯著影響。中高緯度中高層冷平流促使短波槽發(fā)展，進一步導(dǎo)致了高層環(huán)流第二階段北槽南渦的出現(xiàn)；過程中，中低層冷空氣向云南入侵，一方面中層冷空氣增強了云南上空層結(jié)的不穩(wěn)定性，另一方面低層冷空氣加強了對低層暖濕空氣的抬升，均有利于降水的發(fā)生和維持。

（4）此次強降水過程，云南西南部哀牢山的地形影響顯著。哀牢山對云南西南部的降水有明顯的增幅作用，尤其是迎風坡增幅作用更加明顯。此外，哀牢山在一定程度上阻擋了降水云系的移動，有利于降水云系在迎風坡發(fā)展、長時間維持。

（5）基于對數(shù)值模式低層動力場的分析，ECMWF 數(shù)值模式對此次強降水過程在云南中部至西南部預(yù)報偏弱的原因在于未能預(yù)報出低層兩高輻合區(qū)的西移，對系統(tǒng)強度的預(yù)報也偏弱。

針對此次云南極端連續(xù)性強降水過程的分析，本研究也存在一定的不足。強降水的產(chǎn)生需要長持續(xù)性、充足的水汽、強上升運動等有利因素的配合，本研究只著重分析了降水持續(xù)性的原因，對過程中的垂直運動條件、本地水汽條件及水汽的供應(yīng)等特征未進行分析。此次過程中云南西南部地形對降水的發(fā)生產(chǎn)生了影響，本研究只分析了地形高度對降水的影響，而山脈坡度、坡向等原因未進行詳細分析。此外，ECMWF 細網(wǎng)格模式對此次過程累計降水在云南中部至西南部模擬明顯偏弱的原因也只是進行了簡要的分析。上述不足將在未來的工作中繼續(xù)探究。