CHARACTERISTICS OF WESTERN SOUTH CHINA PRE-FLOOD SEASON PERSISTENT RAINSTORM IN JUNE 2020 AND ITS MECHANISM
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摘要: 2020年5月底至6月上旬广西出现了12天的严重致灾持续性暴雨过程，由于其形成的极端复杂性，有必要进行深度剖析，揭示其特征和成因。利用欧洲中期天气预报中心（EC）ERA5 0.25 °×0.25 °逐小时再分析及实况资料，对该次过程进行了多尺度综合分析。中期天气预报：（1）该次过程具有强降雨持续时间长、范围广、强度强、累积雨量大、多地24 h雨量破历史记录及灾情特别重等特点。（2）该次过程发生在中高纬度环流、副热带高压、孟加拉湾低槽、低空急流及南亚高压有利配置的环流背景下。南亚高压过渡层与副热带高压不形成稳定对峙，中高纬经向型环流重建向纬向型环流转换，冷空气影响华南地区具有波动式特点，造成冷锋、静止锋及暖区交替影响，从而形成局地性、区域性及全省性暴雨交替，具有与以往持续性暴雨明显不同的特点。（3）大气聚积较大能量，锋面和暖区暴雨前聚积巨大能量，能量聚积及有效释放与最大小时降雨量成正相关。低层大气高温高湿且整层大气湿层深厚及较小的CIN和较低的TCL_P有利于能量的积聚和对流触发，暖区和静止锋暴雨具有更易于触发的环境条件。能量、动力及水汽辐合的极端性造成了降雨极端性。（4）锋面暴雨由地面中尺度锋区、切变线及地形触发，系统的合并及低空环境风场的增强，组织了对流发展。暖区暴雨由边界层急流轴左侧气旋性切变、低空急流出口辐合及地形抬升触发，急流的脉动增强组织对流发展。（5）锋面暴雨为移动性云带，暖区暴雨为少动性云团，云顶亮温越低，最大小时雨量越大，云顶亮温低于200 K可作为最大小时雨量大于50 mm/h判据，最大小时雨量出现在最低云顶亮温达最小值之后。强降雨开始于雷达RCS最大值≥45 dBZ，维持期间≥50 dBZ。锋面为高质心冷云回波，暖区为低质心暖云回波。（6）地形对暴雨触发和维持起重要作用，对暖区暴雨作用更明显。（7）观测与再分析资料对弱冷空气的渗透分析存在差异，前者更容易捕捉到对流触发。Abstract: From the end of May to the first ten days of June in 2020, a 12 day heavy rain process occurred in Guangxi. Due to the extreme complexity of its formation, it is necessary to analysis deeply and reveal its characteristics and causes. Based on hourly EC ERA5 0.25 °×0.25 ° reanalysis and real data, a multiscale comprehensive analysis of the process is carried out. The results show that: (1) This process has the characteristics of long duration of heavy rainfall, wide range, strong intensity, large accumulated rainfall, breaking the historical record of 24 h rainfall in many places and particularly serious disaster. (2) The process occurs under the circulation background of favorable configuration of mid-and-high-latitudes circulation, subtropical high, Bay of Bengal trough, low-level jet and South Asia high. There is no stable confrontation between the South Asian high transition layer and the subtropical high. there is a Transition from the meridional circulation to zonal circulation in mid-and-high-latitudes. The influence of cold air on South China is fluctuating, it causes alternating effects of cold front, stationary front and warm-sector. Thus, the local, regional and provincial rainstorms occur alternately, which is obviously different from the previous continuous rainstorms. (3) The atmosphere accumulates large energy, and huge energy is accumulated before the rainstorm in the fronts and warm-sector. Energy accumulation and effective release are positively correlated with the maximum hourly rainfall. The high temperature and humidity of the lower atmosphere and the deep wet layer of the whole atmosphere and the smaller CIN and lower TCL_P are conducive to energy accumulation and convection triggering. Warm sector and static Front Rainstorm have easier environmental conditions for triggering. The extreme convergence of energy, power and water vapor leads to the extreme rainfall. (4) The frontal rainstorm is triggered by the surface mesoscale frontal area, shear line and terrain. The combination of systems and the enhancement of low-level environmental wind field organize the development of convection. The warm-sector rainstorm is triggered by the cyclonic shear on the left side of the boundary layer jet axis, the convergence of low-level jet outlet and topographic uplift. The pulsation of jet stream enhances the development of convection. (5) The frontal rainstorm is a mobile cloud belt, and the warm sector rainstorm is a less mobile cloud cluster. The lower the cloud top brightness temperature, the greater the maximum hourly rainfall. The cloud top brightness temperature lower than 200 K can be used as the criterion for the maximum hourly rainfall greater than 50 mm/h. The maximum hourly rainfall occurs after the minimum cloud top brightness temperature reaches the minimum value. The heavy rainfall begins with the maximum radar RCS ≥ 45 dBZ and lasts for the maximum radar RCS ≥ 50 dBZ. The front echo is cold cloud echo with high centroid, and the warm-sector echo is warm cloud echo with low centroid. (6) Topography plays an important role in triggering and maintaining rainstorm, and it is more obvious for warm-sector rainstorm.(7) There are differences between the observation and reanalysis data in the penetration analysis of weak cold air, and the former is easier to capture the convective trigger.
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Key words:
- south China /
- persistent rainstorm /
- extreme rainstorm /
- characteristic analysis /
- cause analysis
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图 1 5月29日20时—6日10日20时广西总降雨量图（a，色阶，单位：mm）、广西地形图（b，色阶，单位：m）
红色字体标注广西主要山脉，白色罗马数字为广西降水气候分区。
图 4 500 hPa高度场(等值线和色阶，单位：dagpm)和风场（风矢，单位：m/s）
a.5月29日20时；b.6月3日20时；c.6月7日20时；d.6月10日20时。
图 5 24 h降雨量（色阶，单位：mm）
a.30日20时；b.31日20时；c.1日20时；d.2日20时；e.3日20时；f.4日20时；g.5日20时；h.6日20时；i.7日20时；j.8日20时；k.9日20时；l.10日20时。注：冷锋-静止锋-。
图 7 6月4日15时冷锋对流触发阶段
a.地面10 m风场(风矢，单位：m/s)及海平面气压(色阶，单位：hPa)；b.850 hPa风场(风矢，单位：m/s)及水汽通量散度(阴影，单位：10-5 g/(s·cm2·hPa))；c.FY4A卫星红外云图；d.多普勒雷达RCS拼图。
黑色实线及标字表示切变线或锋面，红棕色线表示850 hPa切变线。
图 9 6月4日21时冷锋对流组织发展阶段
a.地面10 m风场(风矢，单位：m/s)及海平面气压(色阶，单位：hPa)；b.850 hPa风场(风矢，单位：m/s)及水汽通量散度(阴影，单位：10-5 g/(s·cm2·hPa))；c.FY4A卫星红外云图；d.多普勒雷达RCS拼图。
黑色实线及标字表示切变线或锋面，红棕色线表示850 hPa切变线。
图 10 6月5日00时冷锋对流合并阶段
a.地面10 m风场(风矢，单位：m/s)及海平面气压(色阶，单位：hPa)；b.850 hPa风场(风矢，单位：m/s)及水汽通量散度(阴影，单位：10-5g/(s·cm2·hPa))；c.FY4A卫星红外云图；d.多普勒雷达RCS拼图。
黑色实线及标字表示切变线或锋面，红棕色线表示850 hPa切变线。
图 11 6月5日05时冷锋对流增强阶段
a.地面10 m风场(风矢，单位：m/s)及海平面气压(色阶，单位：hPa)；b.850 hPa风场(风矢，单位：m/s)及水汽通量散度(阴影，单位：10-5g/(s·cm2·hPa))；c.FY4A卫星红外云图；d.多普勒雷达RCS拼图。
黑色实线及标字表示切变线或锋面，红棕色线表示850 hPa切变线。
图 13 6月6日20时暖区对流触发阶段
a.925 hPa风场和水汽通量散度；b.850 hPa风场和水汽通量散度；c.FY4A卫星红外云图；d.新一代雷达RCS拼图。a、b图中：风矢，单位：m/s，阴影，单位：10-5 g/(s·cm2·hPa)，
黑色线表示925切变线，红棕色线表示850 hPa切变线。
图 15 6月6日23时暖区对流组织发展阶段
a.925 hPa风场和水汽通量散度；b.850 hPa风场和水汽通量散度；c.FY4A卫星红外云图；d.新一代雷达RCS拼图。a、b图中：风矢，单位：m/s，阴影，单位：10-5 g/(s·cm2·hPa)，
黑色线表示925切变线，红棕色线表示850 hPa切变线。
图 16 6月7日02时暖区对流减弱合并阶段
a.925 hPa风场和水汽通量散度；b.850 hPa风场和水汽通量散度；c.FY4A卫星红外云图；d.新一代雷达RCS拼图。a、b图中：风矢，单位：m/s，阴影，单位：10-5 g/(s·cm2·hPa)，
黑色线表示925切变线，红棕色线表示850 hPa切变线。
图 17 6月7日08时暖区对流再发展阶段
a.925 hPa风场和水汽通量散度；b.850 hPa风场和水汽通量散度；c.FY4A卫星红外云图；d.新一代雷达RCS拼图。a、b图中：风矢，单位：m/s，阴影，单位：10-5 g/(s·cm2·hPa)，
黑色线表示925切变线，红棕色线表示850 hPa切变线。表 1 暴雨前最近20时及当日08时距离强降雨中心最近探空站物理量
类型 暴雨日 最近探空站 前20时CAPE 前20时CIN 前20时TCL_P 当日08时CAPE CAPE(08时-20时) 最大小时雨量 冷
锋5月30日 59023 1 037.0 14.5 866.1 60.7 -976.3 76.9 6月1日 57957 2 555.8 34.0 942.2 32.8 -2 523.0 95.20 6月3日 59211 2 277.9 84.8 880.8 32.2 -2 245.7 90.9 6月5日 59211 3 937.6 25.3 882.5 29.4 -3 908.2 117.1 6月8日 59023 2 342.5 5.1 942.2 1 913.2 -429.3 77.3 6月9日 59023 3 421.5 13.2 915.0 306.6 -3 114.9 112.5 静
止
锋5月31日 57957 1 711.3 30.4 915.9 1 294.2 -417.1 73.4 6月4日 57957 763.6 5.6 956.6 441.5 -322.1 70.4 6月6日 59023 1 180.6 16.7 918.8 108.4 -1 072.2 83.0 6月10日 59023 1 219.1 13.3 927.4 1 352.4 133.3 84.8 暖
区6月2日 57957 783.1 32.2 914.7 558.6 -224.5 59.6 6月7日 59431 3 258.6 18.5 965.5 2 655.3 -603.3 107.7 注：湿对流有效位能/ CAPE（单位：J/kg）, 对流抑制有效位能/ CIN（单位：J/kg）, 抬升凝结高度/ TCL_P（单位：hPa），最大小时雨量（单位：mm）。 
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[1] 陶诗言, 徐淑英. 夏季江淮流域持久性旱涝现象的环流特征[J]. 气象学报, 1962, 32(1): 1-10. [2] 陶诗言, 等. 中国之暴雨[M]. 北京: 科学出版社, 1980: 225. [3] 雷雨顺. 经向型持续性特大暴雨的合成分析[J]. 气象学报, 1981, 39(2): 168-181. [4] 鲍名. 近50年我国持续性暴雨的统计分析及其大尺度环流背景[J]. 大气科学, 2007, 31(5): 779-792. [5] 张庆云, 陶诗言, 张顺利. 1998年嫩江、松花江流域持续性暴雨的环流条件[J]. 大气科学, 2001, 25(4): 567-576. [6] 王宁, 王秀娟, 张硕, 等. 吉林省一场持续性暴雨成因及MCC特征分析[J]. 气象, 2016, 42(7): 809-818. [7] 张红华, 姚秀萍, 高媛, 等. 2016年江淮地区梅汛期首场持续性暴雨的持续原因初探[J]. 热带气象学报, 2018, 34(5): 674-684. [8] 周璇, 孙继松, 张琳娜, 等. 华北地区持续性极端暴雨过程的分类特征[J]. 气象学报, 2020, 78(5): 761-777. [9] 王明明, 魏鸣, 王皓, 等. 成都地区一次持续性暴雨过程的水汽特征分析[J]. 大气科学学报, 2018, 41(6): 861-871. [10] 陈红专, 叶成志, 陈静静, 等. 2017年盛夏湖南持续性暴雨过程的水汽输送和收支特征分析[J]. 气象, 2019, 45(9): 1 213-1 226. [11] 戴泽军, 蔡荣辉, 彭莉莉, 等. 湖南持续性区域暴雨气候特征及暴雨落区分型[J]. 高原气象, 2019, 38(3): 573-582. [12] 谢炯光, 纪忠萍, 谷德军, 等. 广东省前汛期连续暴雨的气候背景及中期环流特征[J]. 应用气象学报, 2006, 17(3): 354-362. [13] 林爱兰, 李春晖, 郑彬, 等. 广东前汛期持续性暴雨的变化特征及其环流形势[J]. 气象学报, 2013, 71(4): 628-642. [14] 徐明, 赵玉春, 王晓芳, 等. 华南前汛期持续性暴雨统计特征及环流分型研究[J]. 暴雨灾害, 2016, 35(2): 109-118. [15] 胡亮, 何金海, 高守亭. 华南持续性暴雨的大尺度降水条件分析[J]. 大气科学学报, 2007, 30(3): 345-351. [16] 何编, 孙照渤. "0806"华南持续性暴雨诊断与数值模拟[J]. 气象科学, 2010, 30(2): 164-171. [17] 丁一汇. 暴雨和中尺度气象学问题[J]. 气象学报, 1994, 52(3): 274-284. [18] 刘国忠, 赖珍权, 钟祥平, 等. "15. 7"广西超长持续性暴雨过程多尺度特征分析[J]. 热带气象学报, 2017, 33(3): 357-367. [19] 蔡景就, 伍志方, 陈晓庆, 等. "18·8"广东季风低压持续性特大暴雨成因分析[J]. 暴雨灾害, 2019, 38(6): 576-586. [20] 郭姿佑, 伍志方, 蔡景就, 等. "18·8"广东季风低压持续性特大暴雨水汽输送特征[J]. 暴雨灾害, 2019, 38(6): 587-596. [21] 徐珺, 毕宝贵, 谌芸, 等. "5.7"广州局地突发特大暴雨中尺度特征及成因分析[J]. 气象学报, 2018, 76(4): 511-524. [22] 雷蕾, 邢楠, 周璇, 等. 2018年北京"7.16"暖区特大暴雨特征及形成机制研究. 气象学报, 2020, 78(1): 1-17. [23] 何立富, 周庆亮, 陈涛. "05.6"华南暴雨中低纬度系统活动及相互作用. 应用气象学报, 2010, 21(4): 385-394. [24] 朱乾根, 林锦瑞, 寿绍文, 等. 天气学原理和方法(4版)[M]. 北京: 气象出版社, 2000: 485-491. -
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