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摘要运用2008年7月20～24日fnl资料和全国723站降水资料对我国2008年7月一次西南涡暴雨过程进行大尺度环流分析和降水运动的中尺度诊断分析。结果表明，此次西南涡暴雨过程500 hPa呈两槽两脊型，水汽来源于孟加拉湾，24日西南涡经山东半岛出海暴雨过程结束;中尺度诊断分析表明，暴雨发生在辐合上升运动区且具有一定的滞后性，LI<-2 K区域不稳定能量释放触发区域强降水，高湿区随暴雨系统向下游移动为其提供充足的水汽，进而导致此次西南涡暴雨的产生并维持较长时间。
关键词西南涡;暴雨;中尺度特征
中图分类号S161.6文献标识码A文章编号0517-6611（2015）01-137-03
Analysis of Mesoscale Characteristics of a Heavy Rain Process Induced by the Southwest Vortex
NIE Yun1， ZHOU Jixian2， YANG Shenghai3
（1. Sansui County Meteorological Bureau， Sansui， Guizhou 556500; 2. Sinan County Meteorological Bureau， Sinan， Guizhou 565100;3. Tianzhu County Meteorological Bureau， Tianzhu， Guizhou 556600）
AbstractUsing fnl data from Jul.20-24， 2008 and 723 precipitation data， largescale circulation analysis and mesoscale diagnosis analysis was conducted on a heavy rain process induced by the southwest vortex. The results showed that 500 hPa of the heavy rain process indicated two slot two ridge type， the source of water was from the bay of Bengal; mesoscale diagnosis analysis showed that rainstorm occurred in convergence ascending motion area and had a certain lag. The release of unstable energy in LI<-2K region caused regional strong rainfall， high humidity areas moved to downstream with the storm system to provide sufficient water vapor， then led to the rainstorm and maintained a longer period of time.
Key wordsSouthwest vortex; Rainstorm; Mesoscale characteristics
作者簡介聂云（1989- ），男，贵州遵义人，助理工程师，从事综合气象业务工作。
收稿日期20141120
西南涡是在青藏高原特殊地形影响下以及在一定环流条件下，发生在我国西南地区700 hPa或850 hPa等压面上的气旋性环流或有闭合等高线的低涡，是一个尺度约为300～500 km的中尺度系统，是造成我国夏半年暴雨的重要天气系统之一。
有关西南涡已有大量的研究[1-3]，如杨明等在探讨一次西南涡造成的暴雨过程中指出，西南涡造成的暴雨多数受河套、华北低槽东南移共同影响[2];龚旭赞等在一次西南涡特大暴雨的中尺度诊断分析中指出，西南涡暴雨出现在系统的辐合上升运动区[3]。关于西南涡的研究主要集中于对西南涡发生发展的影响因素及其移动路径、结构特征等，而对西南涡暴雨中尺度特征的研究较少。笔者运用2008年7月
20～24日fnl资料和全国723站降水资料对2008年7月一次
西南涡暴雨过程进行诊断分析，探寻西南涡暴雨发生发
展有利的中尺度特征，为西南涡暴雨的预测提供科学理论依据。
1降水特征
受西南涡系统影响，7月20日西南涡暴雨主要发生在川西高原和盆地的交界地带，雨带呈东北-西南走向，暴雨带上存在2个暴雨中心（图1）。21日24 h降水雨区范围加大，暴雨带东移至四川盆地东部，从川西高原以南地区到重庆东南部到贵州大部连在一起呈现出一个“V”型降雨带（图1b）;22日暴雨带东北移移出四川盆地，暴雨区落在湖北、河南境内呈东北-西南向;到24日，暴雨系统经山东半岛出海，标志着此次暴雨过程结束。此次暴雨过程降水特征分析与屠妮妮等对此次降水特征的分析相同[4]。
图12008年7月20日（a）和21日（b）24 h降雨量分布
（单位：mm）
2大尺度环流场形势分析
7月20日08：00，500 hPa大尺度环流形势呈两槽两脊型（图2a）;在高原中东部地区（35°N、95°E）存在一个高原涡，高原涡处于正涡度区，并有冷空气沿低压槽前偏西气流输入高原涡，使其不断发展加深东移;四川盆地受弱高脊控制，盆地上空有弱西南暖湿气流。700 hPa面上高原中东部地区为低压环流，有西南涡发展;850 hPa等压面上存在低值系统，盆地受低压环流控制，并有20 m/s西南暖湿气流输送到四川盆地，为暴雨的发生提供充足的水汽。21日08：00，500 hPa面上加深发展的高原涡移至陕甘交界地带，低槽经盆地中部向南伸至滇桂交界地区（图2b）;850 hPa面上西南低涡已存在，并有强大的西南暖湿气流输送至西南涡系统，与南下的冷空气交汇于盆地上空，暴雨产生于川西高原和盆地的交界地带。从高低空配置来看，500 hPa高原槽槽前正涡度平流，使得川西高原和四川盆地的涡度平流随高度增加，辐合上升运动有利于西南涡的形成。到24日，西南涡系统经山东半岛出海，此次暴雨过程结束。 图22008年7月20日08：00（a）和21日08：00（b）500 hPa高度场
3西南涡暴雨中尺度诊断分析
3.1中尺度垂直运动与降水
强烈的上升运动是暴雨产生的必要条件;运用fnl资料分析此次西南涡系统垂直速度场与暴雨带的关系。在21日08：00垂直运动剖面图上（图3），西南涡暴雨系统降水区内有中尺度上升运动和下沉运动的“正负耦合”，暴雨区内上升气流达到200 hPa层以上，最强上升气流位于600 hPa层附近，暴雨区位于气流上升运动区;在22日08：00和23日08：00 600 hPa垂直速度场上（图4），暴雨区亦位于气流上升运动区。总体而言，暴雨区相对于最强上升运动区均具有一定的滞后性。此次西南涡暴雨最大降雨量出现在21日，对应21日暴雨区具有最大垂直速度，说明暴雨过程中气流垂直上升运动速度影响局地暴雨雨量大小，系统借助上升运动使不稳定能量连续释放引发中尺度对流雨团，进而产生和维持对流性强降水。
图32008年7月21日08：00 32°N（a）和105°E（b）垂直速度剖面
图42008年7月22日（a）和23日（b）08：00 600 hPa垂直速度场
3.2水汽条件
暴雨在大气饱和比湿达到相当大的数值时才能形成，充足的水汽供应是暴雨产生的必要条件。21日08：00，川西高原东侧（103°～108°E、28°～32° N）存在一高湿区，可降水量在50 kg/m2以上（图5a）;22日08：00，气柱可降水量图上可降水量>50 kg/m2的区域增大（图5b）;从图5中分析，高湿区随暴雨区向下游移动，暴雨期间在孟加拉湾地区一直存在一个气柱可降水量>50 kg/m2的高湿区，水汽随西南气流输送至我国南部，为此次暴雨过程提供充足的水汽。
水汽条件分析表明，此次暴雨过程水汽主要来源于孟加拉灣;高湿区不断为暴雨区输送水汽，并随暴雨系统向下游移动为暴雨产生提供充足的水汽。
3.3暴雨过程中不稳定度（地面抬升指数）分析
对流云的
图52008年7月21日（a）和22日（b）08：00气柱可降水量
（单位：kg/m2）
形成，必须具有不稳定层结;而不稳定能量的释放，需要抬升机制，使气块强迫抬升达到自由对流高度以上，从而形成强大的上升气流，把原来温度稳定层结变为不稳定层结，暴发对流性天气。
地面抬升指数LI是决定灾害性天气发生与否的一种稳定度指数，LI>3 K表示为稳定条件，LI<-2 K表示非常不稳定条件[5]。由图6可见，20日08：00四川盆地LI<-2 K，20日20：00，其LI<-2 K的区域加大，表明该区域非常不稳定，有利于该区域暴发强对流降水。从降雨量图（图1）可以看出，此段时间四川盆地出现大于200 mm的强降水，证明前面的预测是对的;暴雨发生后，暴雨区内地面抬升指数保持负值。综上说明强大的对流不稳定能量的释放是导致强降水的关键。
图62008年7月20日08：00（a）和20：00（b）地面抬升指数
（单位：K）
43卷1期
聂 云等一次西南涡暴雨过程中尺度特征分析
3.4西南涡暴雨涡度、散度场分析
在实际大气中，实际风与地转风存在一定的偏差，高层以纵向和横向辐散（合）为主，在低层以变压风辐散（合）为主[6]。
20日08：00，850 hPa等压面雨区位于正涡度区，最大值达3×10-5s-1以上，而中低层以变压风辐合（散）为主，说明暴雨区内850 hPa等压面上有辐合上升运动，100 hPa等压面上对应暴雨区上空为负涡度区（图7），说明在100 hPa面上为辐散，这样低层辐合高层辐散、气流抬升、能量释放，有利于暴雨的形成和维持;21日08：00，对应850、100 hPa等压面上暴雨区的涡度加大，对流加强，分析21日降水量强于20日，这也与实况降水相符合。21日08：00 850 hPa散度场上，暴雨区负的散度很大，最大值达-9×10-5 s-1以上，气流辐合上升有利于强对流发展。随暴雨系统的移动，辐合区也跟着向下游移动。综合暴雨区涡度散度场配置分析，此次暴雨过程暴雨区内低层辐合、高层辐散，最强时，辐合上升气流达100 hPa等压面上;有利的涡度、散度场配置为此次暴雨的发生和持续提供了有利的对流环境条件。
图72008年7月20日08：00 850 hPa（a）和100 hPa（b）等压面涡度场
（单位：10-5 s-1）
关键词西南涡;暴雨;中尺度特征
中图分类号S161.6文献标识码A文章编号0517-6611（2015）01-137-03
Analysis of Mesoscale Characteristics of a Heavy Rain Process Induced by the Southwest Vortex
NIE Yun1， ZHOU Jixian2， YANG Shenghai3
（1. Sansui County Meteorological Bureau， Sansui， Guizhou 556500; 2. Sinan County Meteorological Bureau， Sinan， Guizhou 565100;3. Tianzhu County Meteorological Bureau， Tianzhu， Guizhou 556600）
AbstractUsing fnl data from Jul.20-24， 2008 and 723 precipitation data， largescale circulation analysis and mesoscale diagnosis analysis was conducted on a heavy rain process induced by the southwest vortex. The results showed that 500 hPa of the heavy rain process indicated two slot two ridge type， the source of water was from the bay of Bengal; mesoscale diagnosis analysis showed that rainstorm occurred in convergence ascending motion area and had a certain lag. The release of unstable energy in LI<-2K region caused regional strong rainfall， high humidity areas moved to downstream with the storm system to provide sufficient water vapor， then led to the rainstorm and maintained a longer period of time.
Key wordsSouthwest vortex; Rainstorm; Mesoscale characteristics
作者簡介聂云（1989- ），男，贵州遵义人，助理工程师，从事综合气象业务工作。
收稿日期20141120
西南涡是在青藏高原特殊地形影响下以及在一定环流条件下，发生在我国西南地区700 hPa或850 hPa等压面上的气旋性环流或有闭合等高线的低涡，是一个尺度约为300～500 km的中尺度系统，是造成我国夏半年暴雨的重要天气系统之一。
有关西南涡已有大量的研究[1-3]，如杨明等在探讨一次西南涡造成的暴雨过程中指出，西南涡造成的暴雨多数受河套、华北低槽东南移共同影响[2];龚旭赞等在一次西南涡特大暴雨的中尺度诊断分析中指出，西南涡暴雨出现在系统的辐合上升运动区[3]。关于西南涡的研究主要集中于对西南涡发生发展的影响因素及其移动路径、结构特征等，而对西南涡暴雨中尺度特征的研究较少。笔者运用2008年7月
20～24日fnl资料和全国723站降水资料对2008年7月一次
西南涡暴雨过程进行诊断分析，探寻西南涡暴雨发生发
展有利的中尺度特征，为西南涡暴雨的预测提供科学理论依据。
1降水特征
受西南涡系统影响，7月20日西南涡暴雨主要发生在川西高原和盆地的交界地带，雨带呈东北-西南走向，暴雨带上存在2个暴雨中心（图1）。21日24 h降水雨区范围加大，暴雨带东移至四川盆地东部，从川西高原以南地区到重庆东南部到贵州大部连在一起呈现出一个“V”型降雨带（图1b）;22日暴雨带东北移移出四川盆地，暴雨区落在湖北、河南境内呈东北-西南向;到24日，暴雨系统经山东半岛出海，标志着此次暴雨过程结束。此次暴雨过程降水特征分析与屠妮妮等对此次降水特征的分析相同[4]。
图12008年7月20日（a）和21日（b）24 h降雨量分布
（单位：mm）
2大尺度环流场形势分析
7月20日08：00，500 hPa大尺度环流形势呈两槽两脊型（图2a）;在高原中东部地区（35°N、95°E）存在一个高原涡，高原涡处于正涡度区，并有冷空气沿低压槽前偏西气流输入高原涡，使其不断发展加深东移;四川盆地受弱高脊控制，盆地上空有弱西南暖湿气流。700 hPa面上高原中东部地区为低压环流，有西南涡发展;850 hPa等压面上存在低值系统，盆地受低压环流控制，并有20 m/s西南暖湿气流输送到四川盆地，为暴雨的发生提供充足的水汽。21日08：00，500 hPa面上加深发展的高原涡移至陕甘交界地带，低槽经盆地中部向南伸至滇桂交界地区（图2b）;850 hPa面上西南低涡已存在，并有强大的西南暖湿气流输送至西南涡系统，与南下的冷空气交汇于盆地上空，暴雨产生于川西高原和盆地的交界地带。从高低空配置来看，500 hPa高原槽槽前正涡度平流，使得川西高原和四川盆地的涡度平流随高度增加，辐合上升运动有利于西南涡的形成。到24日，西南涡系统经山东半岛出海，此次暴雨过程结束。 图22008年7月20日08：00（a）和21日08：00（b）500 hPa高度场
3西南涡暴雨中尺度诊断分析
3.1中尺度垂直运动与降水
强烈的上升运动是暴雨产生的必要条件;运用fnl资料分析此次西南涡系统垂直速度场与暴雨带的关系。在21日08：00垂直运动剖面图上（图3），西南涡暴雨系统降水区内有中尺度上升运动和下沉运动的“正负耦合”，暴雨区内上升气流达到200 hPa层以上，最强上升气流位于600 hPa层附近，暴雨区位于气流上升运动区;在22日08：00和23日08：00 600 hPa垂直速度场上（图4），暴雨区亦位于气流上升运动区。总体而言，暴雨区相对于最强上升运动区均具有一定的滞后性。此次西南涡暴雨最大降雨量出现在21日，对应21日暴雨区具有最大垂直速度，说明暴雨过程中气流垂直上升运动速度影响局地暴雨雨量大小，系统借助上升运动使不稳定能量连续释放引发中尺度对流雨团，进而产生和维持对流性强降水。
图32008年7月21日08：00 32°N（a）和105°E（b）垂直速度剖面
图42008年7月22日（a）和23日（b）08：00 600 hPa垂直速度场
3.2水汽条件
暴雨在大气饱和比湿达到相当大的数值时才能形成，充足的水汽供应是暴雨产生的必要条件。21日08：00，川西高原东侧（103°～108°E、28°～32° N）存在一高湿区，可降水量在50 kg/m2以上（图5a）;22日08：00，气柱可降水量图上可降水量>50 kg/m2的区域增大（图5b）;从图5中分析，高湿区随暴雨区向下游移动，暴雨期间在孟加拉湾地区一直存在一个气柱可降水量>50 kg/m2的高湿区，水汽随西南气流输送至我国南部，为此次暴雨过程提供充足的水汽。
水汽条件分析表明，此次暴雨过程水汽主要来源于孟加拉灣;高湿区不断为暴雨区输送水汽，并随暴雨系统向下游移动为暴雨产生提供充足的水汽。
3.3暴雨过程中不稳定度（地面抬升指数）分析
对流云的
图52008年7月21日（a）和22日（b）08：00气柱可降水量
（单位：kg/m2）
形成，必须具有不稳定层结;而不稳定能量的释放，需要抬升机制，使气块强迫抬升达到自由对流高度以上，从而形成强大的上升气流，把原来温度稳定层结变为不稳定层结，暴发对流性天气。
地面抬升指数LI是决定灾害性天气发生与否的一种稳定度指数，LI>3 K表示为稳定条件，LI<-2 K表示非常不稳定条件[5]。由图6可见，20日08：00四川盆地LI<-2 K，20日20：00，其LI<-2 K的区域加大，表明该区域非常不稳定，有利于该区域暴发强对流降水。从降雨量图（图1）可以看出，此段时间四川盆地出现大于200 mm的强降水，证明前面的预测是对的;暴雨发生后，暴雨区内地面抬升指数保持负值。综上说明强大的对流不稳定能量的释放是导致强降水的关键。
图62008年7月20日08：00（a）和20：00（b）地面抬升指数
（单位：K）
43卷1期
聂 云等一次西南涡暴雨过程中尺度特征分析
3.4西南涡暴雨涡度、散度场分析
在实际大气中，实际风与地转风存在一定的偏差，高层以纵向和横向辐散（合）为主，在低层以变压风辐散（合）为主[6]。
20日08：00，850 hPa等压面雨区位于正涡度区，最大值达3×10-5s-1以上，而中低层以变压风辐合（散）为主，说明暴雨区内850 hPa等压面上有辐合上升运动，100 hPa等压面上对应暴雨区上空为负涡度区（图7），说明在100 hPa面上为辐散，这样低层辐合高层辐散、气流抬升、能量释放，有利于暴雨的形成和维持;21日08：00，对应850、100 hPa等压面上暴雨区的涡度加大，对流加强，分析21日降水量强于20日，这也与实况降水相符合。21日08：00 850 hPa散度场上，暴雨区负的散度很大，最大值达-9×10-5 s-1以上，气流辐合上升有利于强对流发展。随暴雨系统的移动，辐合区也跟着向下游移动。综合暴雨区涡度散度场配置分析，此次暴雨过程暴雨区内低层辐合、高层辐散，最强时，辐合上升气流达100 hPa等压面上;有利的涡度、散度场配置为此次暴雨的发生和持续提供了有利的对流环境条件。
图72008年7月20日08：00 850 hPa（a）和100 hPa（b）等压面涡度场
（单位：10-5 s-1）