袁利平，楊朝梅，李希燕，汪 靖，張萬誠

(1.云南省怒江傈傈族自治州氣象局，云南 六庫 673199；2.貴州省龍里縣氣象局，貴州 龍里 522730；3.云南省氣象科學(xué)研究所，云南 昆明 650034)

0 引言

滇西北包括云南省怒江州、迪慶州和麗江市，位于滇、藏、川3省區(qū)交界處，地處青藏高原東南側(cè)，橫斷山脈縱谷腹地，是青藏高原向云貴高原的過渡帶。滇西北最高海拔6 740 m，在滇藏交界處怒山山脈的梅里雪峰；最低海拔僅738 m，在怒江州南部的蠻英江邊。滇西北山川相間，呈南北向排列，是橫斷山脈切割山地峽谷區(qū)的高山峽谷亞區(qū)，典型的橫斷山脈縱谷地貌，自西向東分別是獨龍江、怒江、瀾滄江、金沙江4大水系，其間有高黎貢山、碧羅雪山、玉龍雪山，地勢變化極大。滇西北地勢總體而言西低東高、南低北高，西部怒江州平均海拔1 500 m左右，東部迪慶州和麗江市平均海拔約3 000 m。由于海拔高差懸殊，滇西北“立體氣候”特點突出，怒江州、迪慶州和麗江市降水特點差異很大，處于迎風(fēng)坡上的怒江州多受東移天氣系統(tǒng)影響，往往出現(xiàn)持續(xù)性強(qiáng)降水；麗江和迪慶受川滇間西南移天氣系統(tǒng)影響，容易出現(xiàn)對流性強(qiáng)降水。3州(市)氣象工作者對各自區(qū)域內(nèi)降水進(jìn)行了大量的個例分析[1-3]，但這些總結(jié)局限于行政區(qū)內(nèi)，地域較小，無法充分展示青藏高原東南側(cè)滇西北地區(qū)大范圍的持續(xù)性強(qiáng)降水天氣過程演變和特殊地形作用。本文在以往研究的基礎(chǔ)上，從環(huán)流背景、云圖演變和物理量場配置等方面對滇西北2019年7月7—13日持續(xù)強(qiáng)降水天氣過程進(jìn)行分析，就青藏高原東南側(cè)滇西北特殊地形對降水的影響也作了分析，以期為該區(qū)域此類連續(xù)強(qiáng)降水預(yù)報提供參考。

1 資料說明

所選資料時段為2019年7月6日00時—15日20時(北京時，下同)，資料包括：①NCEP(1°×1°)6 h再分析資料，選取位勢高度、溫度、經(jīng)向風(fēng)、緯向風(fēng)、相對濕度、垂直速度等；②FY-2F衛(wèi)星云圖資料(分辨率0.02°×0.02°，AWX格式)；③云南省125個國家氣象站及所有區(qū)域自動站1 h降水資料。

2 降水實況

2019年7月7—13日，滇西北出現(xiàn)一次持續(xù)性強(qiáng)降雨過程，強(qiáng)降水落區(qū)主要集中在怒江州，7 d累計雨量怒江州大部地區(qū)大于100.0 mm(圖1)，怒江州中部及南部大于200.0 mm，最大過程雨量為352.5 mm，出現(xiàn)在怒江州西北部獨龍江站，麗江市和迪慶州降水相對較弱，除牦牛坪站(麗江市)111.5 mm、碧羅站(迪慶州)101.3 mm外，其余地區(qū)小于80.0 mm。7月7日，怒江州西北部暴雨，怒江州南部大雨。8日怒江州北部中到大雨，其中西北部暴雨；麗江市中部中到大雨；迪慶州西部中雨。9日怒江州大部大到暴雨，全州共出現(xiàn)暴雨7站；麗江市中部及以南地區(qū)中到大雨，其中永寧坪站暴雨；迪慶州西南部中到大雨。10日怒江州南部暴雨，其它地區(qū)中到大雨；迪慶州西南部、麗江市中部及以西地區(qū)中雨，怒江州崗房站日雨量74.5 mm，是本次降水過程日雨量最大的站。11日怒江州大部中到大雨，其中共出現(xiàn)5站暴雨，迪慶州西部中雨，麗江市中部中到大雨。12日怒江州中部及以南地區(qū)中到大雨，其中出現(xiàn)2站暴雨；迪慶和麗江共出現(xiàn)4站中雨。13日怒江州南部大雨、中部中雨，麗江出現(xiàn)4站中雨，迪慶小雨。13日20時后降水減弱，強(qiáng)降水結(jié)束。

圖1 2019年7月7—13日滇西北降水分布圖(單位:mm)

3 環(huán)流形勢分析

3.1 500 hPa環(huán)流形勢分析

2019年7月6日20時，亞歐大陸中高緯地區(qū)氣流相對平直，多短波槽活動，在吉林省附近有個閉合高壓環(huán)流；低緯地區(qū)，西太平洋副熱帶高壓位于130°E以東，在西亞地區(qū)有一帶狀高壓，向西到達(dá)伊朗附近，中心強(qiáng)度達(dá)593 dagpm，在吉林高壓和伊朗高壓之間從青藏高原南部到印度形成一個寬廣的低槽區(qū)，槽前西南氣流經(jīng)孟加拉灣直達(dá)滇西。7日08時伊朗高壓位置及強(qiáng)度少變，副高加強(qiáng)西伸并北抬，向北融合了吉林高壓，向西到達(dá)105°E附近，印度東部地區(qū)的低槽加強(qiáng)為閉合低壓環(huán)流，中心強(qiáng)度可達(dá)580 dagpm。7日20時副高和伊朗高壓均少變，中高緯地區(qū)烏拉爾山附近低槽加強(qiáng)南壓，底部不斷分裂出冷空氣，在伊朗高壓前部西北氣流的引導(dǎo)下匯入到印度東部低壓環(huán)流，使其進(jìn)一步加強(qiáng)。同時在青藏高原高大地形引導(dǎo)下冷空氣到達(dá)高原東部30°N附近，與印度低值系統(tǒng)前部的西南氣流在滇西北相遇形成橫切變，影響該地區(qū)。8日08時副高西伸至中南半島中部，烏拉爾山低槽底部繼續(xù)分裂冷空氣南下，印度低值系統(tǒng)范圍擴(kuò)大，強(qiáng)度增加為575 dagpm(圖2a)，滇西北北部橫切變維持。8日20時副高東退至110°E，伊朗高壓加強(qiáng)東伸至阿富汗中部，迫使印度低值系統(tǒng)向東移動到達(dá)孟加拉灣，同時使其前部西北氣流更強(qiáng)，進(jìn)而引導(dǎo)更多冷空氣南下，使影響怒江的橫切變得到加強(qiáng)。9日08時副高東退至118°E附近，伊朗高壓收縮至60°E附近，印度低值系統(tǒng)減弱為槽。9日20時副高東退至130°E附近，伊朗高壓少變，烏拉爾山槽加強(qiáng)并東移，槽底南壓至40°N新疆中部一線，槽底冷空氣直接匯入印度低槽，也使怒江州北部橫切變進(jìn)一步加強(qiáng)。10日08時伊朗高壓少變，副高增強(qiáng)快速西伸至90°E，使印度低槽斷裂為南北兩個低壓環(huán)流，北邊低壓環(huán)流到達(dá)西藏中部，南邊低壓環(huán)流在孟買附近，副高的加強(qiáng)還使影響滇西北的西南氣流得到加強(qiáng)，騰沖和麗江的SW風(fēng)速分別為16.0 m·s-1、12.0 m·s-1，在滇西北形成西南風(fēng)風(fēng)速輻合區(qū)。10日20時副高東退至115°E附近，伊朗高壓則加強(qiáng)東進(jìn)至印度西北部，印度低值系統(tǒng)隨之演變?yōu)榈筒邸?1日08時副高加強(qiáng)西伸至95°E附近(圖3b)，其西北側(cè)的偏南氣流和印度低槽前部西南氣流共同影響滇西北。11日20時伊朗高壓少變，副高進(jìn)一步西伸至92°E，北界到達(dá)滇南一線，迫使印度低槽北抬與新疆中部槽合并，怒江州北部橫切變繼續(xù)維持。此后48 h，副高繼續(xù)加強(qiáng)西伸至印度南部，伊朗高壓也加強(qiáng)東進(jìn)。13日08時副高與伊朗高壓匯合形成帶狀高壓壩，印度低槽位于高壓北側(cè)，強(qiáng)度有所減弱，其前部西南氣流繼續(xù)影響滇西北。14日08時，高壓壩斷裂，伊朗高壓維持在60°E附近，副高東退至110°E，印度低值系統(tǒng)北抬減弱，滇西北轉(zhuǎn)為西偏北氣流控制。

3.2 700 hPa環(huán)流形勢分析

2019年7月6日08時，亞歐大陸中高緯地區(qū)環(huán)流呈“兩槽一脊”型，槽分別位于圣彼得堡和雅庫茨克以西附近，脊區(qū)位于貝加爾湖附近，新疆北部有個閉合高壓環(huán)流，中心強(qiáng)度達(dá)312 dagpm，其前部西北氣流沿甘肅南下到四川東部地區(qū)，然后經(jīng)過成都向西回流至宜賓—巴塘一線，影響滇西北地區(qū)。低緯地區(qū)，印度半島至青藏高原一帶是一個寬廣的低壓區(qū)，低壓中心在孟加拉灣附近，強(qiáng)度達(dá)303 dagpm，其前部的西南氣流影響滇西北。6日20時印度低值系統(tǒng)前部西南氣流增強(qiáng)，騰沖站和麗江站風(fēng)向風(fēng)速分別為SW 8.0 m·s-1、SW 6.0 m·s-1，在滇西北形成西南氣流風(fēng)速輻合區(qū)，巴塘站風(fēng)向風(fēng)速為NE 6.0 m·s-1，麗江和巴塘之間形成的風(fēng)向切變影響滇西北北部地區(qū)。7日08時孟灣低壓略加強(qiáng)，其前部西南氣流經(jīng)向度也隨之增加(圖2c)。7日20時滇西北北部切變線減弱消失，但騰沖站和麗江站之間的西南風(fēng)風(fēng)速輻合區(qū)維持。8日08時，副高加強(qiáng)西進(jìn)至中南半島附近，使得孟灣低壓減弱并西移至印度阿巴德附近，影響滇西北的氣流逐步轉(zhuǎn)為偏西氣流，同時格爾木附近形成一個強(qiáng)度大于313 dgpm的高壓環(huán)流，在其外圍氣流引導(dǎo)下，巴塘與麗江之間又形成風(fēng)向切變影響滇西北北部地區(qū)。8日20時格爾木高壓環(huán)流減弱消失，影響滇西北北部的切變隨之消失。9日08時副高略東退，孟灣低壓加強(qiáng)，其前部西南氣流重新加強(qiáng)，此后12 h影響滇西北的天氣形勢少變。10日08時副高東退至115°E附近，孟灣低壓進(jìn)一步增強(qiáng)，其前部西南氣流隨之增大，騰沖站和麗江站的SW風(fēng)速分別為10.0 m·s-1、4.0 m·s-1，再次形成輻合區(qū)影響滇西北，同時巴塘站風(fēng)向為NE，在滇西北北部形成切變線。10日20時，騰沖站和麗江站的風(fēng)向風(fēng)速分別為W 14.0 m·s-1、SSE 2.0 m·s-1，在滇西北形成切變線。11日08時副高加強(qiáng)西伸至中南半島，其西北側(cè)的偏南氣流與孟灣低壓前部的西南氣流共同影響滇西北，騰沖站和麗江站的SW風(fēng)速分別為16.0 m·s-1、4.0 m·s-1，影響滇西北的輻合區(qū)達(dá)到最強(qiáng)。11日20時副高東退至110°E附近，影響滇西北的西南氣流有所減弱，騰沖站和麗江站的風(fēng)向轉(zhuǎn)為WSW，風(fēng)速分別為12.0 m·s-1、8.0 m·s-1，影響滇西北的輻合區(qū)減弱，此后12 h，副高加強(qiáng)西伸至中南半島，其北側(cè)西偏南氣流匯入到孟灣低壓前部氣流中，影響滇西北的輻合區(qū)略有加強(qiáng)(圖2d)。12日20時副高東退至115°E附近，此后48 h內(nèi)孟灣低壓減弱、槽底北抬，逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)槲黠L(fēng)。

圖2 高度場(a:7月8日08時500 hPa;b:7月11日08時500 hPa;c:7月7日08時700 hPa;d:7月12日08時700 hPa)

4 FY-2F衛(wèi)星TBB演變

衛(wèi)星TBB資料以其高時空分辨率能夠很好地反映強(qiáng)天氣系統(tǒng)的發(fā)生、發(fā)展和消亡，一般來說，云頂亮溫的溫度越低，說明對流云團(tuán)的活動越強(qiáng)烈，越容易造成降水[4-5]。為此分析了7月6—13日滇西北FY-2F衛(wèi)星TBB變化，以說明對流系統(tǒng)及強(qiáng)降水的演變。7月6日14時起滇西北TBB開始減小，20時TBB<150 K(圖3a)，南部地區(qū)等TBB<110 K，說明對流系統(tǒng)逐步控制滇西北。7日00時滇西北西南部TBB<110 K(圖3b)，對流進(jìn)一步發(fā)展，00時怒江榮華站小時雨量達(dá)25.0 mm。此后滇西北TBB增大，對流減弱，直至8日17時開始減小，18—20時滇西北自西向東TBB<120 K(圖3c～e)，局部TBB<110 K，且梯度加大，對流持續(xù)發(fā)展，3 h內(nèi)共計12個站小時雨量>10.0 mm，麗江市龍山站19時雨量達(dá)26.7 mm。9日滇西北對流略減弱，TBB≈135 K，02—17時仍有10個站逐時雨量>10.0 mm。10日00—09時滇西北>150 K，10時后自南向北開始減小，15時東部和西南部TBB<110 K(圖3f)，且TBB梯度較大，對流再次發(fā)展，10—18時多地小時雨量接近10.0 mm，20時后隨著對流東移出滇西北，TBB減小。11日04時滇西北東部及南部TBB減小為120 K(圖3g)，對流發(fā)展，05時西南部片馬站小時雨量達(dá)11.5 mm，08時起滇西北TBB增大。12日00時起滇西北東南部TBB減小，01時TBB<110 K(圖3h)，此后3 h該區(qū)域TBB≈115 K，06時后直至13日23時滇西北TBB增大，對流減弱，強(qiáng)降水過程結(jié)束。

圖3 滇西北FY2F衛(wèi)星TBB分布(單位:K)(a:6日20時；b: 7日00時；c: 8日18時；d:8日19時；e:8日20時；f:10日15時；g:11日04時；h:12日01時)

5 T-lnP圖特征

分析7月7—13日麗江和騰沖(滇西北西南側(cè)附近)兩個探空站的T-lnP圖，發(fā)現(xiàn)滇西北大部地區(qū)上空基本為整層潮濕(準(zhǔn)濕絕熱型)，兩個探空站7—13日(08時、20時)各14次探空記錄中，麗江11次、騰沖8次表現(xiàn)為大氣環(huán)境層結(jié)的露點廓線接近溫度廓線(圖4a)，說明整個對流層都處于濕絕熱狀態(tài)(深對流)；抬升凝結(jié)高度(LCL)到0 ℃層高度的距離較大，表明暖云層厚度較大，為持續(xù)降水提供必要條件。

與此同時，在滇西北的地形抬升作用下還極易觸發(fā)不穩(wěn)定能量而使對流發(fā)展，在7日20時騰沖站的探空資料可看出，中低層濕度深厚的同時，自由對流高度(LFC)較低，且CAPE值約200 J/kg-1(圖4b)，具有一定的不穩(wěn)定能量，此后00時在怒江州榮華站出現(xiàn)25.0 mm/h的短時強(qiáng)降水。因此，位于滇西北以西的騰沖站，也是水汽輸入云南上空路徑的第一個探空站，對于滇西北的強(qiáng)對流天氣潛勢預(yù)報具有很好的指示意義。

圖4 T-lnP圖(a:9日20時麗江;b:7日20時騰沖)

6 物理量分析

6.1 水汽條件

6.1.1 水汽通量 水汽通量表征水汽的來源及輸送通道[6-8]，由于水汽主要集中在對流層低層，云南省的平均海拔高度為1 900 m左右地面[9]，故分析此次降水過程中的滇西北及附近700 hPa水汽通量演變特征。分析發(fā)現(xiàn)，7月6—13日在84～108°E、30°N以南地區(qū)水汽通量>4.0 g·cm-1·hPa-1·s-1，且基本呈西南—東北向分布，即在印度低值系統(tǒng)前偏南氣流和副高外圍西南氣流的共同引導(dǎo)下建立了水汽通道，將來自孟加拉灣和南海的水汽向云南輸送，尤其以滇西北最強(qiáng)。7月6日強(qiáng)降水發(fā)生前滇西北水汽通量為6.0～10.0 g·cm-1·hPa-1·s-1(圖略)。隨著西南氣流的加強(qiáng)，7日起水汽通量開始增大，大值區(qū)呈西南—東北向帶狀分布，由孟灣指向滇西北，強(qiáng)度達(dá)10.0～14.0 g·cm-1·hPa-1·s-1(圖5a)，非常有利于孟灣向滇西北輸送水汽。8日帶狀水汽通量大值區(qū)維持，滇西北地區(qū)強(qiáng)度略減為5.0～12.0 g·cm-1·hPa-1·s-1。9日水汽輸送帶略北抬，滇西北水汽通量為4.0～9.0 g·cm-1·hPa-1·s-1(圖5b)。10日滇西北水汽通量增加為8.0～14.0 g·cm-1·hPa-1·s-1(圖5c)。11日滇西北水汽通量達(dá)最強(qiáng)，為8.0～16.0 g·cm-1·hPa-1·s-1(圖5d)。12日滇西北水汽通量減小為6.0～12.0 g·cm-1·hPa-1·s-1。13日滇西北水汽通量約為6.0～11.0 g·cm-1·hPa-1·s-1?？梢钥闯?，滇西北長時間維持有較高的水汽通量，尤其是西部地區(qū)，這是持續(xù)強(qiáng)降水產(chǎn)生和維持的必要條件。

圖5 700 hPa日平均水汽通量及流場(單位：g·cm-1·hPa-1·s-1)(a：7日；b：9日；c：10日；d：11日；等值線區(qū)域水汽通量>4.0 g·cm-1·hPa-1·s-1)

6.1.2 水汽通量散度 水汽通量散度是表征輸送來的水汽輻合或輻散程度的物理量，水汽通量散度負(fù)值區(qū)表示該區(qū)域存在水汽輻合，負(fù)值越大、輻合越強(qiáng)。因此，對滇西北此次降水過程700 hPa水汽通量散度演變進(jìn)行分析。7月6日強(qiáng)降水開始前，滇西北水汽通量散度除北部邊緣地區(qū)為負(fù)值外其它大部分地區(qū)為正值(圖略)，說明滇西北水汽輻合較弱。7日起滇西北水汽通量散度負(fù)值區(qū)自北向南擴(kuò)大，水汽輻合逐漸增強(qiáng)，20時滇西北水汽通量散度達(dá)-5.0～-30.0×10-8·g·cm-2·hPa-1·s-1(圖6a)，大值中心偏北，此期間出現(xiàn)強(qiáng)降水，怒江州榮華站00時小時雨強(qiáng)25.0 mm，此后12 h滇西北水汽通量散度負(fù)值區(qū)向北減小。8日14時滇西北恢復(fù)水汽通量散度負(fù)值區(qū)控制，強(qiáng)度為-5.0～-25.0×10-8·g·cm-2·hPa-1·s-1(圖6b)，至20時略減小為-5.0～-20.0×10-8·g·cm-2·hPa-1·s-1，18時迪慶州上江拉木古站小時雨強(qiáng)16.7 mm，19時麗江市龍山站小時雨強(qiáng)26.7 mm，20時麗江市西川站和大源站小時雨強(qiáng)分別為20.2 mm、20.1 mm。9日滇西北維持負(fù)水汽通量散度，02時強(qiáng)度相對較小，為-5.0～-15.0×10-8·g·cm-2·hPa-1·s-1,14時最強(qiáng)，達(dá)到-10.0～-20.0×10-8·g·cm-2·hPa-1·s-1(圖6c)，9日滇西北共計16個站小時雨強(qiáng)>10.0 mm。10日02時滇西北水汽通量散度減弱為-1.0～-13.0×10-8·g·cm-2·hPa-1·s-1，之后12 h基本為水汽通量正值區(qū)，至20時自北向南逐步轉(zhuǎn)為水汽通量負(fù)值區(qū)。11日02時滇西北負(fù)水汽通量散度達(dá)最強(qiáng)，約為-5.0～-40.0×10-8·g·cm-2·hPa-1·s-1(圖6d)，隨后18 h略有減弱，維持在-5.0～-15.0×10-8·g·cm-2·hPa-1·s-1。12—13日滇西北水汽通量散度負(fù)值區(qū)基本維持在北部地區(qū)，且呈減弱趨勢?？梢钥闯?，整個降水過程滇西北水汽通量散度基本呈現(xiàn)負(fù)值區(qū)，部分時段維持大值區(qū)，說明低層水汽輻合較為明顯，為持續(xù)強(qiáng)降水提供了水汽條件。

圖6 700 hPa水汽通量散度(單位：10-8·g·cm-2·hPa-1·s-1)(a：7日20時；b：8日14時；c：9日14時；d：11日02時

6.2 動力條件

6.2.1 垂直速度 以滇西北中心緯度27.5°N為基準(zhǔn)作空間剖面來分析本次強(qiáng)降水過程的垂直速度變化。

7月7日02時滇西北范圍內(nèi)(98.5°～101.5°E)從低層到高層均為負(fù)垂直速度，大值中心位于800 hPa附近，位置在97.7°E以西緬甸地區(qū)，說明滇西北上空整層大氣為弱的上升運動，08時滇西北300 hPa以下負(fù)垂直速度增加，大值區(qū)在300 hPa附近，且位于100°E滇西北中部一線，強(qiáng)度為-2.7 Pa·s-1，14時滇西北550 hPa以上為正垂直速度區(qū)，上升運動減弱，此后18 h滇西北負(fù)垂直速度較小，且大值區(qū)在98.8°E以西。8日14時滇西北上升運動加強(qiáng)，整層大氣均為負(fù)垂直速度，大值區(qū)在450～700 hPa,位置在滇西北中部及以西地區(qū)，強(qiáng)度達(dá)-3.0 Pa·s-1(圖7a),此后6 h，負(fù)垂直速度略減小，18—20時滇西北多地出現(xiàn)短時強(qiáng)降水，3個站小時雨強(qiáng)大于20.0 mm。9日02時滇西北負(fù)垂直速度開始加強(qiáng)，08時大值中心位于500 hPa附近，強(qiáng)度達(dá)-4.0 Pa·s-1(圖7b),14時負(fù)垂直速度大值區(qū)位置少變，強(qiáng)度減小為強(qiáng)度達(dá)-3.5 Pa·s-1,06時—18時滇西北多地持續(xù)強(qiáng)降水，20時負(fù)垂直速度大值區(qū)西移出滇西北。10日02—08時，低層負(fù)垂直速度大值區(qū)緩慢東移控制滇西北中西地區(qū)，強(qiáng)度約-2.0 Pa·s-1,14時負(fù)垂直速度大值區(qū)再次西移出滇西北，20時650 hPa以下負(fù)垂直速度大值區(qū)東移控制滇西北大部，強(qiáng)度達(dá)-3.0 Pa·s-1，此后繼續(xù)增強(qiáng)。11日08時大值區(qū)抬升至500 hPa附近(圖7c)，上升隨之增強(qiáng)，14時負(fù)垂直速度大值區(qū)高度降低,西移出滇西北。此后18 h內(nèi)，滇西北負(fù)垂直速度先減小后增大，12日08時500 hPa及以下負(fù)垂直速度重新出現(xiàn)強(qiáng)度約-3.5 Pa·s-1(圖7d)的大值區(qū),上升運動再次增強(qiáng)，20時起負(fù)垂直速度大值區(qū)西移出滇西北直至13日20時，但滇西北上空基本維持負(fù)垂直速度?？梢钥闯?，7—13日滇西北上空大氣長時間維持強(qiáng)烈的上升運動，為持續(xù)強(qiáng)降水的發(fā)生提供了良好的動力條件。

圖7 垂直速度場沿27.5°N空間剖面圖(單位:Pa·s-1)(a:7月8日14時;b:7月9日08時;c:7月11日08時;d:7月12日08時，橫軸加粗線段為滇西北經(jīng)度范圍)

6.2.2 渦度、散度場 以滇西北(98.5～101.5°E、26～29°N)為基準(zhǔn)范圍，作時間、空間剖面圖來分析滇西北上空渦度和散度的變化。

7月7—13日，以550 hPa為界，以下為正渦度區(qū)，以上為負(fù)渦度區(qū)(圖8a)，8日700 hPa附近出現(xiàn)一個正大值中心，強(qiáng)度為0.5×10-5s-1，與之對應(yīng)的負(fù)大值中心在200 hPa附近，強(qiáng)度達(dá)-5.0×10-5s-1，9日后高低空正、負(fù)渦度均減弱，11日再次增強(qiáng)，700 hPa附近正渦度增加為1.5×10-5s-1，200 hPa附近負(fù)達(dá)-4.5×10-5s-1。

7月7日700 hPa以下為負(fù)散度區(qū)，以上為正散度區(qū)(圖8b)。8日負(fù)散度區(qū)抬升高至600 hPa附近，強(qiáng)度約為-0.6×10-5s-1，正散度大值區(qū)在400 hPa附近，強(qiáng)度為0.6×10-5s-1。9日后負(fù)散度區(qū)略降低，11日后再次抬升。12日負(fù)散度區(qū)抬升至500 hPa附近，強(qiáng)度為-0.3×10-5s-1，正散度大值區(qū)在300 hPa附近，強(qiáng)度增加為0.9×10-5s-1。13日300 hPa附近正散度大值中心強(qiáng)度達(dá)1.2×10-5s-1?？梢钥闯鰷u度和散度的變化基本同步，低層正渦度、負(fù)散度，高層負(fù)渦度、正散度的配置在垂直方向上相應(yīng)出現(xiàn)低層輻合、高層輻散的“抽吸”作用，加強(qiáng)了氣流的上升運動，為強(qiáng)降水的發(fā)生和維持提供了有利的動力條件。

圖8 a:渦度時間—空間剖面圖(單位:10-5s-1);b:散度時間—空間剖面圖(單位：10-5s-1)

6.3 能量及不穩(wěn)定條件分析

6.3.1 假相當(dāng)位溫 由假相當(dāng)位溫的特性可知，其高值區(qū)域就是高能區(qū)域，等值線密集之處就是能量鋒區(qū)。據(jù)統(tǒng)計，當(dāng)700 hPa等壓面上的氣旋的假相當(dāng)位溫≥340 K時，在適當(dāng)條件配合下，可能產(chǎn)生區(qū)域性暴雨。

以滇西北中心緯度27.5°N為基準(zhǔn)作假相當(dāng)位溫時間剖面(圖9a)?？梢钥闯?月7—13日滇西北假相當(dāng)位溫呈“弱—強(qiáng)—弱—強(qiáng)—弱”變化，8日最強(qiáng)，達(dá)到356 K左右，等值線較為密集，7 d內(nèi)假相當(dāng)位溫均>350 K，說明處于一個高能高濕狀態(tài)，熱力條件和水汽條件配置較好，有利于暴雨天氣的發(fā)生發(fā)展。

6.3.2 K指數(shù) K指數(shù)是表達(dá)對流性天氣的一個熱力指標(biāo)，反映大氣的對流不穩(wěn)定性。K值越高，潛能越大，大氣越不穩(wěn)定，有利于強(qiáng)對流發(fā)生。為分析本次強(qiáng)降水過程的大氣穩(wěn)定度，以滇西北中心緯度27.5°N為基準(zhǔn)作K指數(shù)時間剖面(圖9b)?？梢钥闯?，7月7—13日滇西北K>40 ℃，8—10日西部地區(qū)更強(qiáng)，K>43 ℃，表明大氣穩(wěn)定度較低，有利于強(qiáng)降水發(fā)生。

圖9 沿27.5°N指數(shù)時間剖面(a:假相當(dāng)位溫(單位:K);b:K指數(shù)(單位:℃)，橫軸加粗部分為滇西北經(jīng)度范圍)

7 特殊地形作用

青藏高原東南側(cè)呈一個向孟加拉灣開口的喇叭地形，北面是青藏高原南麓，南面是滇西地區(qū)向緬甸突出的高黎貢山，滇西北處于喇叭底部。來自孟加拉灣的暖濕氣流進(jìn)入喇叭口后，受到青藏高原和高黎貢山的引導(dǎo)、壓縮，到達(dá)滇西北時水汽進(jìn)一步輻合加強(qiáng)，為持續(xù)強(qiáng)降水提供了充足的水汽。

從緬甸北部到滇西北地形逐漸升高，第一階梯為緬甸北部，平均海拔<1 000 m；第二階梯為怒江州大部地區(qū)，平均海拔1 500 m；第三階梯主要是迪慶州和麗江市，平均海拔3 000 m，怒江州基本處于迎風(fēng)坡中間位置上。迎風(fēng)坡具有動力作用，造成氣流抬升，迎風(fēng)坡將產(chǎn)生經(jīng)向風(fēng)場切變線[10]，當(dāng)垂直于山體的緯向氣流隨高度增加而減小時，可以使氣流繞地形流動和被迫爬升，并且暖濕氣流容易在中尺度地形迎風(fēng)坡造成氣旋性輻合，進(jìn)而引發(fā)或維持強(qiáng)降水。本次持續(xù)強(qiáng)降水過程中，第二級階梯的怒江州累計雨量明顯大于第三階梯的迪慶和麗江，說明來自孟加拉灣的水汽經(jīng)過第二級階梯時受迎風(fēng)坡強(qiáng)迫抬升產(chǎn)生持續(xù)強(qiáng)降水后水汽輸送減弱，進(jìn)入第三級階梯的迪慶州和麗江市，無法再產(chǎn)生大范圍強(qiáng)降水。

8 結(jié)論

①500 hPa形勢場上，由于副高和伊朗高壓的穩(wěn)定少變，加之中高緯冷空氣沿伊朗高壓前部西北氣流不斷南下滲透，使印度東部至孟灣一線的低值系統(tǒng)得以長時間存在，低值系統(tǒng)前部西南氣流匯入到副高西側(cè)偏南氣流中不斷影響滇西北，建立了水汽通道。同時南下冷空氣和北上暖濕氣流形成橫切變，控制了滇西北。700 hPa形勢場上，由于副高的阻擋和地形抬升作用，使西南氣流風(fēng)速增加，在騰沖站和麗江站之間形成風(fēng)速輻合區(qū)并長時間影響滇西北。

②由于西南氣流的引導(dǎo)，印度低值系統(tǒng)云系不斷分裂出對流單體云團(tuán)東移影響滇西北，加之地形抬升作用，滇西北南部對流系統(tǒng)發(fā)展較旺盛，最強(qiáng)時TBB<110 K，且梯度較大，導(dǎo)致多地出現(xiàn)短時強(qiáng)降水，最大為26.7 mm/h。

③本次持續(xù)強(qiáng)降水過程的T-lnP探空曲線表現(xiàn)為整層潮濕(準(zhǔn)濕絕熱型)；水汽主要來自孟加拉灣，滇西北中、低空有深厚的水汽層，水汽通量一直維持較大的值；滇西北水汽通量散度表現(xiàn)為負(fù)值，中、低層水汽輻合明顯，水汽通量散度大值區(qū)和強(qiáng)降水區(qū)域分布基本吻合。

④強(qiáng)降水發(fā)生時段，滇西北大氣層基本為負(fù)垂直速度區(qū)，強(qiáng)度最大為-4.0 Pa·s-1，說明氣流上升運動明顯；高層正散度、負(fù)渦度，中低層負(fù)散度、正渦度，大氣中低層輻合、高層輻散，“抽吸”作用強(qiáng)烈，為強(qiáng)降水的發(fā)生和維持提供了充足的動力。

⑤滇西北假相當(dāng)位溫>350 K，呈高能狀態(tài)，且多個時段出現(xiàn)鋒區(qū)；K指數(shù)>43 ℃，這些表明中低層大氣處于對流不穩(wěn)定的狀態(tài)，有利于強(qiáng)降水天氣的發(fā)生。

⑥滇西北處于開口向孟加拉灣的喇叭地形底部，有利于水汽向該地區(qū)匯聚；滇西北地形西低東高，怒江州位于迎風(fēng)坡中心位置，地形強(qiáng)迫抬升作用明顯，使得怒江州降水量大于迪慶州和麗江市。