云南一次城市极端强降水事件成因分析_朱莉.pdf

文章编号：1674 2184(2023)01 0054 11云南一次城市极端强降水事件成因分析朱莉1,3,马志敏1,3,李华宏1,3,张万诚2,3*,王曼2,3,符睿2,3（1.云南省气象台,昆明650034；2.云南省气象科学研究所,昆明650034；3.中国气象局横断山区(低纬高原)灾害性天气研究中心,昆明650034）摘要：利用云南乡镇自动站降水资料、短时强降水监测资料、FY2G 卫星资料、高空地面常规观测资料和 NCEP 再分析资料，从天气学角度分析了 2020 年夏季昆明一次城市极端强降水事件的成因。结果表明：受滇缅高压脊作用，高原槽东移后在云南东北部形成高原低涡，高原低涡沿着两高辐合区南移影响昆明，高原低涡和切变线是本次昆明极端强降水的主要影响系统，昆明极端强降水发生在高原低涡和切变线附近水汽辐合程度大的区域；此次强降水过程的不稳定机制为对流不稳定和对称不稳定并存，其中对称不稳定使倾斜对流得以维持；边界层辐合线触发近地层垂直上升运动和中尺度对流系统的生成，700 hPa 切变线和 500 hPa 低涡使中尺度对流系统发展，垂直上升运动增强，触发不稳定能量的释放，引发强降水；涡生参数正值区对高原低涡的产生和移动方向的预测有指示意义。关键词：城市极端强降水；高原低涡；两高辐合区；涡生参数中图分类号：P458文献标识码：Adoi：10.3969/j.issn.1674-2184.2023.01.007 引引 言言云南靠近孟加拉湾和中国南海两个热源和水汽源，夏季受东亚夏季风、印度西南季风的影响，强降水频繁发生。已有研究1表明，云南极端强降水事件呈逐年上升的趋势，给人民的生产生活带来极大影响。在复杂地形作用下，云南强降水具有局地性、突发性、历时短的特征，给预报带来了较大的难度，一直是云南气象研究的重点。造成云南强降水过程的天气系统中，产生于川滇之间的切变线占 65%2，是造成云南强降水的主要影响系统类型，因此，关于云南强降水的研究多集中于川滇切变线。例如，金少华等3对地面冷锋和川滇切变线与哀牢山地形的相互作用造成的一次局地性强降水过程进行分析，指出地面冷锋受到哀牢山的阻挡，冷空气快速堆积下沉，使上升运动得到加强，触发不稳定能量的释放，引发强降水；周泓等4、鲁亚斌等5 6对云南典型的冷锋切变线型暴雨过程的天气背景和中尺度对流系统特征进行诊断分析，指出地面冷锋和切变线的位置相对应有利于中尺度对流系统的发生发展；段玮等7对一次典型川滇切变线暴雨过程的环流特征和不稳定条件进行了诊断分析，指出地面冷锋和切变线停滞在云岭哀牢山一带是暴雨发生的关键因素；刘彬等8也指出两高辐合背景下，川滇切变线是昆明两次大暴雨过程的主要影响系统。在预报业务中发现，青藏高原天气系统的间接作用也会造成云南强降水，但是在以往对切变线导致云南强降水的研究中，700 hPa 切变线与高原天气系统的相互作用几乎未有涉及。李国平等9研究指出，高原低涡和切变线的协同作用是西南地区强降水天气的一种基本样式，高原及高原下游地区的强降水通常是高原低涡和高原切变线共同作用的结果。齐冬梅等10对高原低涡移出高原后持续活动的对流层中层环流特征进行了环流类型分类，指出低槽前部类会造成西南区域降水。何光碧等11对高原天气系统与周边强降水的关系进行了研究，指出持续活动的高原涡可广泛影响中国区域。可见高原天气系统对高原下游地区降水的发生有一定作用。2020 年 7 月 12 日，受到高原低涡和切变线的共同影响，云南中北部出现了一次大雨天气过程，其中昆明主城区有 15 个区域自动站 24 h 累计雨量超过 100 mm，极值为 132.9 mm，经与历史降水资料比对，昆明本次强降水过程具有极端性，致使昆明市区多条道路淹积水，造成严重影响。此次过程发生之前，昆明地区雷达回波较弱，反射率 收稿日期：2021 11 29资助项目：国家自然科学基金项目（42075013，41765003，41665005）；云南省重点研发计划-社会发展专项（202203AC100005）；云南省科技计划-基础研究专项（202201AS070069）；中国气象局创新发展专项（CXFZ2022P041，CXFZ2022P019）作者简介：朱莉，正研级高级工程师，主要从事天气预报和强对流天气研究。E-mail：julia_通讯作者：张万诚，正研级高级工程师，主要从事天气气候诊断研究。E-mail： 第 43 卷 第 1 期高原山地气象研究Vol.43 No.12023 年 3 月Plateau and Mountain Meteorology ResearchMar.2023因子中心数值小，降水突发性强，为预报带来了较大难度。本文拟对昆明这次极端强降水的天气系统配置及物理机制进行分析，以期加深认识云南城市极端强降水发生的天气学成因。11资料与方法资料与方法（1）使用云南区域自动站降水资料和短时强降水监测资料分析强降水过程的时空分布特征和降水性质，借助昆明站历史降水资料评估本次昆明主城区强降水过程的极端性。（2）使用 FY2G 卫星资料和逐小时雨量资料分析中尺度对流系统的结构和演变特征，找出对流单体与强降水的对应关系。（3）使用常规高空观测资料和空间分辨率为 11的 NCEP 全球再分析资料，对强降水过程的影响系统和各系统间的配置进行天气学分析。e（4）使用 NCEP 再分析资料计算水汽通量、水汽通量散度、散度、垂直速度，诊断强降水过程的水汽条件和动力抬升条件。计算相当位温（）诊断强降水过程的对流不稳定机制。对流稳定性判据12如下：ez|0对流性稳定=0中性2501002505080508020305099.92549.91024.90.19.9 80 图 1 2020 年 7 月 12 日 08 时13 日 08 时云南区域自动站累计雨量分布（a，单位：mm）和短时强降水分布（b，单位：mm/h）第 1 期朱莉，等：云南一次城市极端强降水事件成因分析5533中尺度对流系统特征中尺度对流系统特征从 FY2G 红外卫星云图和区域自动站逐小时降水分布（图 3）可见，12 日 03 时，四川攀西地区至云南东北部形成一范围较大的对流单体，该对流单体东南侧的云南东北部开始有短时强降水发生（图 3a）。12日 1517 时，川西高原有带状云系发展，并向云南西北部扩展，云南中东部云团的北部边缘也开始出现短时强降水（图 3b）。12 日 19 时，云南中部形成一近似椭圆形的中-尺度对流单体（用 A 表示），川西高原的的带状云系继续向南伸展，在云南西北部发展成一中-尺度对流单体（用 C 表示），其南侧有一中-尺度的对流单体（用 B 表示）发展成形，在 A 单体和 C单体云顶亮温梯度大值区附近发生了短时强降水（图 3c）。12 日 20 时，A 单体和 B 单体原地发展，青藏高原东侧不断有云系生成，并入川西高原的带状云系并继续南移，使得 C 单体的云顶高度继续上升，且范围进一步扩大，该时刻短时强降水持续发生在三个对流单体云顶亮温梯度大值区附近，A 单体东侧的昆明附近出现了短时强降水（图 3d）。12 日 21 时，A、B、C 三个对流单体缓慢西移，短时强降水也随之向西移动（图 3e）。13 日 01 时，三个对流单体西移至云南西南部，A 单体和 B 单体强度减弱且发生合并，其影响范围之内未发生短时强降水，C 单体强度维持不变，其东侧云顶亮温梯度大值区附近仍有短时强降水天气发生（图 3f）。之后，三个对流单体继续西移，强度进一步减弱，其附近的短时强降水也随之结束（图略）。从以上分析可知，此次昆明极端强降水由云南中部中尺度对流系统直接引发，12 日 1921 时是中尺度对流系统发展成熟的时段，也是昆明强降水发生的主要时段。为了揭示中尺度对流系统和强降水的成因，下面，拟从天气形势演变、水汽条件、不稳定机制和动力机制的角度对天气成因进行分析。44天气形势演变天气形势演变从 500 hPa 天气形势（图 4）可见，7 月 11 日 20 时，缅甸至云南西部为高压环流控制（简称滇缅高压），滇缅高压和副高在云南东部形成两高辐合区，此时青藏高原和川西高原交界处的高原槽移动至四川东部，滇东北位于高原槽底部（图 4a）。12 日 08 时，两高辐合区仍维持在云南东部，四川东部高原槽北段与中高纬西风槽合并，南段受到滇缅高压脊的推动演变成低涡（图 4b）。之后，低涡开始南移，于 12 日 20 时移动至云南中部（图 4c），低涡中心位置与卫星云图中 A 单体位置相对应，昆明强降水发生在低涡及对应对流单体的东侧（图 3cd）。副高增强西伸，推动低涡向西移动，13 日 08 时低涡中心移出滇中地区，昆明位于低涡后部（图 4d），滇中的对流单体也随之西移，昆明的降水减弱结束（图 3f）。从 700 hPa 流场（图 5）可见，7 月 12 日 14 时在四川西南部至云南东北部形成一完整的西北-东南向切变线，切变线两侧有明显的风向辐合（图 5a）。切变线于 12 日 20 时南压至滇东-滇中-滇西北一带，两侧仍维持风向辐合，（图 5b），切变线移向的前侧出现了卫星云图中的 A、B、C 三个对流单体，对流单体的相对位置与切变线的走向一致（图 3ce）。从以上分析可知，两高辐合区、高原低涡和 700 hPa切变线为中尺度对流单体的形成和发展提供大尺度背景条件，是昆明强降水过程的主要影响系统。500 hPa高原槽的东移是 500 hPa 低涡生成的先决条件，滇缅表 1 2020 年 7 月 12 日 08 时13 日 08 时昆明市主城区大暴雨信息 站 名所属主城区雨量（mm）站 名所属主城区雨量（mm）龙翔站五华区132.9福海西山区107.5明波立交桥西山区131.9羊甫官渡区106.6官渡区政府官渡区128一朵云官渡区105.3区气象局官渡区125中闸官渡区104.4碧鸡广场西山区123.6前卫西山区102.7篆塘五华区118.8大观站五华区101.2马街中路西山区115.9护国站五华区100.2西庄官渡区115.6福海西山区107.5 5045403530252015105012日14时12日15时12日16时12日17时12日18时12日19时 12日20时12日21时12日22时12日23时13日00时13日02时13日01时13日03时13日04时13日05时13日06时13日07时13日08时13日09时13日10时小时雨量(mm)图 2 昆明龙翔区域自动站逐时降水（单位：mm）56高原山地气象研究第 43 卷 ABAABCBCCABC(a)(b)(c)(f)(e)(d)图 3 2020 年 7 月 1213 日 FY2G 红外卫星云图和区域自动站 20 mm 以上逐时降水分布（a.12 日 03 时，b.12 日 17 时，c.12 日 19 时，d.12 日 20 时，e.12 日 21 时，f.13 日 01 时，图中数字为对应时次的小时雨量值）(a)(b)(c)(d)图 4 2020 年 7 月 1113 日 500 hPa 天气形势（a.11 日 20 时，b.12 日 08 时，c.12 日 20 时，d.13 日 08 时）第 1 期朱莉，等：云南一次城市极端强降水事件成因分析57高压脊与高原槽的相互作用促成了南段高原槽向高原低涡的演变；滇缅高压和副高在云南东部形成的两高辐合区为高原低涡提供了南移的通道；高原低涡的南移促进了云南中部对流单体的发展，造成昆明的短时极端强降水；700 hPa 切变线中段位置与 500 hPa 低涡基本对应，昆明强降水出现在切变线以南、低涡中心以东的位置。55水汽条件水汽条件由于云南海拔较高，强降水发生所需的水汽主要来自 700 hPa，低空急流是输送水汽和能量的重要天气系统，因此，本节综合分析低空急流和 700 hPa 水汽通量的相互配置与演变。7 月 11 日夜间，700 hPa 高度上从缅甸至云南中东部和南部为偏西低空急流区控制，低空急流将孟湾水汽向云南境内输送，云南中部以南地区水汽通量均在12105gs1hPa1cm1以上（图 6a）。12 日 14 时，低空急流轴南移，水汽通量大值区也南移至云南南部边缘地区，但云南中部及以南大部地区的水汽通量值仍大于8105gs1hPa1cm1（图 6b）。12 日 20 时，云南南部的低空急流轴断裂，水汽通量值也进一步减小，昆明强降水中心附近水汽通量值下降至 4105gs1hPa1cm1 9632N30982810026102241042210620108E9632N30982810026102241042210620108E(a)(b)图 5 2020 年 7 月 12 日 700 hPa 流场（a.14 时，b.20 时，棕色实线为切变线）30N952225100202010518110E30N952510020105110E30N952510020105110E30N952510020105110E16141210864220181614121086421816141210864218161412108642(a)(b)(c)(d)图 6 2020 年 7 月 1213 日 700 hPa 低空急流（黑色实线，单位：m/s）、水汽通量（阴影，单位：105gs1hPa1cm1）和风场（风向杆）空间分布（a.12 日 02 时，b.12 日 14 时，c.12 日 20 时，d.13 日 02 时）58高原山地气象研究第 43 卷（图 6c），此时昆明观测站开始出现短时强降水（图 2）。13 日 02 时，云南南部的低空急流区消失，云南东部的西南低空急流区维持，向云南境内输送南海水汽，昆明附近由偏西风转为偏南风，水汽通量值增加至6105gs1hPa1cm1（图 6d），降水得以维持（图 2）。从 700 hPa 水汽通量散度和风场分布（图 7）可见，7 月 12 日 08 时至 14 时，强降水区域内水汽通量为辐散区，水汽通量辐合区位于 700hPa 切变线东南侧（图 7ab），而此区域并未发生强降水（图 1ab）。至 7 月 12日 20 时，随着低涡和切变线的南移，云南中部和西北部转变为水汽通量辐合区，最大水汽辐合中心与低涡位置相对应，中心值为5105gs1hPa1cm2（图 7c），之后 1 小时内昆明开始出现短时强降水（图 2）。13 日 02 时，水汽通量辐合区维持在低涡和切变线附近，其值未发生明显变化（图 7d），该区域对流性降水持续。之后，随着低涡切变线的西移，水汽通量辐合区也向西移动，昆明的强降水减弱结束（图 3f）。以上分析可知，本次昆明强降水过程所需的水汽主要来自于孟加拉湾和南海，但水汽通道偏南，且存在水汽输送的间歇期，是本次昆明极端强降水事件持续时间短的原因之一，然而局地的水汽辐合明显，且水汽辐合区移动缓慢，是昆明主城区降水强的重要原因。66不稳定机制不稳定机制6.1对流不稳定性本节对昆明站的能量和不稳定指数进行分析，并使用相当位温诊断强降水的对流不稳定条件。表 2 给出了使用常规探空观测资料计算昆明站的强对流指数。7 月 11 日 20 时，昆明探空站 CAPE值为 144.5 J/kg，有不稳定能量蓄积，沙氏指数 SI 和抬升指数 LI 均大于零，表明气层处于条件稳定性层结，此时对流稳定度指数 IC 为 0.1，表明气层为对流稳定。12 日 08 时，沙氏指数 SI 和抬升指数 LI 仍大于零，气层仍处于条件稳定性层结，对流稳定度指数 IC为 2.5，气层对流稳定，但 SI 和 LI 指数的数值减小，气层有向不稳定层结转化的趋势。12 日 20 时昆明探空站的 CAPE 值增大至 163.3 J/kg，沙氏指数 SI 和抬升指数 LI 小于零，表明气层转为条件不稳定层结，对流稳定度指数IC 转为负值1.7，气层转为对流不稳定。ee除了分析对流相关指数，使用 随高度的变化也可诊断强降水发生的对流不稳定性和对流不稳定层的厚度。由于强降水雨带呈准东西向分布，为了分析强降水附近的不稳定性，沿强降水中心昆明（102E，25N）作的经度-高度剖面（图 8）。如图所示，7 月 30N989628100261022410422106E2030N989628100261022410422106E2030N989628100261022410422106E2030N989628100261022410422106E20(a)(b)(c)(d)图 7 2020 年 7 月 1213 日 700 hPa 水汽通量散度（等值线，单位：105gs1hPa1cm2）和风场（风向杆）空间分布（a.12 日 08 时，b.12 日 14 时，c.12 日 20 时，d.13 日 02 时）第 1 期朱莉，等：云南一次城市极端强降水事件成因分析59eeee12 日 08 时，暴雨中心（102E 附近）上空 的值随高度增加，气层为对流稳定（图 8a）；7 月 12 日 1420 时，暴雨中心从近地面至 550 hPa 高度数值随高度减小，表明气层为对流不稳定层结，且对流不稳定层随高度增加向西倾斜（图 8bc），昆明在这一时段出现对流性强降水（图 2）；13 日 02 时，昆明近地面至 700 hPa 数值随高度增加，转为对流稳定层结，700550 hPa 数值不随高度变化，转为中性层结（图 8d），昆明地区降水强度随之减弱（图 2）。6.2对称不稳定性对流不稳定在云南强降水中的作用已有共识，而其它类别的不稳定却少有研究。有气象学者研究指出，对称不稳定是有利于倾斜对流发生、发展的不稳定性12，对称不稳定也是暴雨和强对流天气发生的不稳定机制16。为了研究对称不稳定在本次昆明极端强降水中的作用，本节使用 NCEP 再分析资料计算相当位涡来诊断对称不稳定机制。过昆明（102E、25N）作相当位涡的经度-高度剖面（图 9）可见：7 月 12 日 08 时，昆明上空中低层 EPV值等于 0，处于稳定状态（图 9a）；12 日 14 时，昆明及其东西两侧的区域在 700 hPa 高度上为宽广的 EPV负值区，气层为对称不稳定状态（图 9b）；12 日 20 时，EPV 负值带断裂，且负值中心降低至 750 hPa 高度，昆明上空 EPV 仍为负值，具备对称不稳定条件（图 9c）；13 日 02 时，昆明上空 EPV 负值区维持，但中心值减小，对称不稳定性持续（图 9d）。在强降水发生前，昆明上空出现对流不稳定层倾斜（图 8b），由于对称不稳定的作用，使得倾斜对流在7 月 12 日 20 时维持并发展（图 8c），昆明开始出现了对流性强降水。因此，对称不稳定性也是本次强降水过程的不稳定机制。从本节分析可知，对流有效位能的积累为强降水的发生提供能量条件，对流不稳定、对称不稳定是本次强降水过程的不稳定机制，对流不稳定为对流性降水的发生提供不稳定条件，对称不稳定使倾斜对流得以维持。77动力机制动力机制在有利的天气背景之下，水汽、不稳定能量需借助动力条件抬升条件触发强降水。本节通过分析边 表 2 昆明探空站强对流指数列表 时间CAPE（J/kg）SI（）LI（）IC（）11日20时144.52.781.170.112日08时361.770.222.512日20时163.30.622.261.7 20098300100400102500104600106E700800900100020098300100400102500104600106E700800900100020098300100400102500104600106E700800900100020098300100400102500104600106E7008009001000(a)(b)(c)(d)等压面(hPa)等压面(hPa)等压面(hPa)等压面(hPa)图 8 2020 年 7 月 1213 日相当位温沿 25N 的经度-高度剖面（a.12 日 08 时，b.12 日 14 时，c.12 日 20 时，d.13 日 02 时，黑色阴影部分为地形，“”为昆明大暴雨中心所在位置，单位：K）60高原山地气象研究第 43 卷界层辐合线演变、昆明上空气流的辐合辐散以及垂直上升运动来揭示强降水过程的动力机制。7.1边界层辐合线地面辐合线是触发对流的重要因子17，并且在中尺度对流系统的维持方面起着重要作用18 19，由于云南地形复杂，使用地面资料难以分析出完整的边界层辐合线，因此本节通过 10 m 流场来分析边界层辐合线的位置变化及动力抬升作用。从 10 m 流场分布（图 10）可见，700 hPa 川滇切变线形成之前，在 7 月 12 日 02 时，四川南部至云南东北部就出现了边界层辐合线（图 10a），且稳定少动（图 10bc），在边界层辐合线形成之后，云南东北部就率先出现了短时强降水（图 3a）。12 日 14 时 700 hPa川滇切变线形成，其位置与近地层辐合线的位置基本一致（图 5a），之后近地层辐合线随着 700 hPa 切变线的南压而向西南方向移动，12 日 20 时辐合线移动至云南中部，呈西北-东南走向（图 10d），强降水出现在边界层辐合线沿线（图 1）。7.2垂直上升运动为了进一步说明边界层辐合线和中层切变线的相互作用，本节分析了昆明站附近（102E、25N）散度和垂直速度的时间-高度剖面（图 11）。7 月 12 日0814 时，昆明近地面开始有垂直上升运动发展，且近地面至 600 hPa 高度有辐合气流。随着边界层辐合线和中层切变线的南移，中低层气流辐合加强，呈现“中低层辐合、高层辐散”的配置。7 月 12 日 20 时，辐合中心位于 700 hPa，其值为4105gs1hPa1cm2，高层辐散所产生的抽吸作用使得垂直上升运动增强且向高层发展，垂直上升运动在此时达最强，中心值为0.6 Pa/s。此后垂直上升运动高度降低，至 13 日02 时昆明上空转为下沉运动，而辐合柱在此时伸展至 450 hPa 高度，仍维持“中低层辐合、高层辐散”的配置。13 日 08 时，昆明低层的气流辐合转为辐散，降水也随之结束（图 2）。以上分析表明，边界层辐合线先于 700 hPa 切变线出现，边界层辐合线触发了低层垂直上升运动的发展和局地对流性降水的形成，中层切变线与边界层辐合线叠加之后中低层气流产生辐合，“中低层辐合、高层辐散”的配置加深了垂直上升运动层的厚度，且垂直运动强度加强，利于对流单体沿着辐合线发展成熟（图 3），垂直上升运动触发对流不稳定能量的快速释放，引发对流性强降水。88涡生参数诊断分析涡生参数诊断分析陈佳等20使用涡生参数来诊断一次高原切变线降水过程，指出涡生参数可作为高原切变线的一个动力性指标，其正值大小可作为高原切变线生成和加强的一个明显前兆信号。本节使用 NCEP 再分析资料 20098300100400102500104600106E70080090020098300100400102500104600106E70080090020098300100400102500104600106E70080090020098300100400102500104600106E700800900(b)(a)(d)(c)等压面(hPa)等压面(hPa)等压面(hPa)等压面(hPa)图 9 同图 8，但为相当位涡（单位：105m2s1kg1K）第 1 期朱莉，等：云南一次城市极端强降水事件成因分析61计算涡生参数，分析涡生参数与高原低涡的对应关系，验证涡生参数对高原低涡的指示作用。7 月 11 日20 时，云南东北部涡生参数值为正值，最大中心值为6（图 12a），12 h 后（7 月 12 日 08 时）高原低涡在云南东北部生成（图 4b）。7 月 12 日 08 时，四川南部至云南东北部涡生参数值维持正值区，最大中心值仍为6（图 12b），7 月 12 日 14 时，涡生参数正值区南移至云南中部和西北部，正值中心位于云南中部，最大中心值增加至 8（图 12c），6 h 后（7 月 12 日 20 时）500 hPa低涡和 700 hPa 切变线移动至云南中部和西北部，其位置与 12 日 14 时涡生参数正值区位置对应（图 4c，图 5b）。7 月 12 日 20 时，涡生参数正值区继续向西移动至云南中西部，最大中心值增加至 10（图 12d），此后 500 hPa 低涡西移至与涡生参数正值区相对应的位置，7 月 13 日 08 时位于云南西部（图 4d）。从以上分析可知，涡生参数正值区先于高原低涡出现，且其位置与低涡的位置相对应，表明涡生参数正值区对高原低涡的产生和移动有预测价值。99结论与讨论结论与讨论本文对 2020 年夏季昆明一次短时极端强降水过程的天气背景、水汽条件、不稳定机制和动力机制进行分析，得出如下主要结论：（1）高原低涡和 700 hPa 切变线是本次昆明极端强降水过程的主要影响系统。滇缅高压和副高在云南东部形成的两高辐合区利于高原低涡南移造成昆明的短时极端强降水，昆明强降水出现在切变线以南、低涡以东的位置。（2）偏西低空急流和西南低空急流为强降水的发生输送水汽，水汽在高原低涡和切变线附近及以南的区域发生辐合，产生强降水。（3）对流不稳定、对称不稳定是本次强降水过程 9828N100261022410422106E9828N100261022410422106E9828N100261022410422106E9828N100261022410422106E(a)(b)(c)(d)图 10 2020 年 7 月 12 日 10 m 流场分布（a.02 时，b.08 时，c.14 时，d.20 时，黑色虚线为边界层辐合线）10020030040050060070085020时 02时 08时 14时 20时 02时 08时 14时7/117/12432101234等压面(hPa)时间(UTC)7/13 图 11 昆明站附近（102E、25N）散度（阴影，单位：105 s1）和垂直速度（等值线，单位：Pa/s）的时间-高度剖面62高原山地气象研究第 43 卷的不稳定机制，对流不稳定是对流性强降水发生的必要条件，对称不稳定使倾斜对流维持。（4）边界层辐合线触发了近地层垂直上升运动和中尺度对流系统的生成，700 hPa 切变线和 500 hPa 低涡的存在使垂直上升运动增强并向上延伸，中尺度对流系统得以发展，最终垂直上升运动触发不稳定能量的释放，引发强降水。（5）涡生参数正值区对低涡切变线有先兆指示作用，可为该天气系统产生及移向的预测提供参考。本文研究表明，高原槽东移变性后的高原低涡与川滇切变线作用会造成云南强降水天气过程，值得预报员关注；涡生参数正值区对高原低涡的预报确有一定的指示意义，但仍需在预报业务和科研工作中对更多个例进行分析检验。参考文献 于淑婷,罗亚丽,李建.19822016 年云南省不同强度降水气候态及其变化J.暴雨灾害,2020，39（4）：363 371 1 许美玲,段旭,杞明辉,等.云南省天气预报员手册M.北京:气象出版社,2011:1 5 2 金少华,周泓,艾永智.云南哀牢山东侧一次突发性暴雨过程诊断分析J.气象,2014，40（11）：1345 1353 3 周泓,杨若文,钟爱华,等.云南省一次切变冷锋型暴雨过程的中尺度对流系统分析J.气象,2015，41（8）：953 963 4 鲁亚斌,郭荣芬,张腾飞,等.一次滇中暴雨中尺度对流系统特征分析J.气象科学,2005，25（4）：376 384 5 鲁亚斌,李华宏,闵颖,等.一次云南强对流暴雨的中尺度特征分析J.气象,2018，44（5）：645 654 6 段玮,肖子牛,周泓.一次典型川滇切变线暴雨过程的诊断分析J.暴雨灾害,2017，36（3）：200 206 7 刘彬,王将,杨芳园,等.2013年和2017年7月昆明大暴雨过程对比分析J.高原山地气象研究,2017，37（4）：8 14 8 李国平,张万诚.高原低涡、切变线暴雨研究新进展J.暴雨灾害,2019，38（5）：464 471 9 齐冬梅,李跃清,刘昆鹏.四川地区夏季旱涝与西太平洋副热带高压的关系J.高原山地气象研究,2012，32（2）：41 46 10 何光碧.高原天气研究若干进展-基于中国气象局成都高原气象研究所相关研究J.高原山地气象研究,2019，39（1）：1 5 11 寿绍文,励申申,姚秀萍.中尺度气象学M.北京:气象出版社,2003:142 143,153 158 12 Moore J T,Lambert T E.The use equivalent potential vorticity todiagnose regions of conditional symmertric instabilityJ.Weatherand Forecasting,1993，8（3）：798 802 13 Rasmussen E N,Blanchard D O.A baseline climatology ofsounding-derived supercell and tornado forecast parametersJ.14 34N9632983010028102261042410622108E2034N9632983010028102261042410622108E2034N9632983010028102261042410622108E2034N9632983010028102261042410622108E20(a)(b)(c)(d)图 12 2020 年 7 月 1112 日 500 hPa 涡生参数（等值线）与风场（风向杆）空间分布（a.11 日 20 时，b.12 日 08 时，c.12 日 14 时，d.12 日 20 时）第 1 期朱莉，等：云南一次城市极端强降水事件成因分析63Weather and Forecasting,1998，13（4）：1148 1164 Rasmussen E N.Refined supercell and tornado forecastparametersJ.Weather and Forecasting,2003，18（3）：530 535 15 周玉淑,邓国,黄仪虹.长江流域一次暴雨过程中的不稳定条件分析J.气象学报,2003，61（3）：323 333 16 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moved eastward andformed plateau vortex in the northeast of Yunnan.The plateau vortex moved southward along convergence area between two highs andthen influenced Kunming.Plateau vortex and shear line were main weather systems of the extreme heavy rainfall event,and the heavy pre-cipitation happened near plateau vortex and shear line where vapor converged strongly.Equivalent potential temperature,equivalent poten-tial vortex were used to diagnose instability property.Instability mechanisms of the heavy rainfall event were convective instability andsymmetric instability,and symmetric instability maintained the slantwise convection.Boundary convergence line caused surface verticalascending motion and then meso-scale convective systems produced.Shear line at 700 hPa and vortex at 500 hPa promoted convectivesystems developing,and vertical ascending motion enhanced.Vertical ascending motion triggered the releasing of instability which leadedto heavy rainfall event.Vortex Producing Parameter positive area may forecast the generating and moving direction of plateau vortex.Keywords：City extreme heavy rainfall，Plateau vortex，Convergence area between two highs，Vortex producing parameter64高原山地气象研究第 43 卷