本章主要分析降水特別是暴雨形成的物理過程，影響我國大范圍降水的環流形勢及天氣過程，形成暴雨的各種天氣尺度系統等。第七章大型降水天氣過程本章重點：（1）降水和暴雨形成機制（2）我國大型降水過程的環流特征（3）低空急流對暴雨形成的作用本章難點：華南前汛期降水、江淮梅雨、華北與東北雨季降水環流特征及其產生暴雨的關鍵系統解釋。

概述

降水的形成與診斷

大范圍降水的環流特征

降水的天氣尺度系統

暴雨中尺度系統

不同高度急流對暴雨生成的作用概述

1含義

大型降水主要是指范圍廣大的降水，降水區可達天氣尺度大小，包括連續性和陣性的大范圍雨雪及夏季暴雨。24小時雨量（mm)<0.10.1~1010~2525~5050~100100~200>200等級微量小雨中雨大雨暴雨大暴雨特大暴雨2降水的分級

3

我國各地降水氣候概況（1）各地雨量

年雨量分布極不均勻，從東南沿海向西北內陸減少。（2）雨季：即連陰雨期，夏季水汽充沛，降水量多，故夏季的連陰雨期一般稱為雨季。我國絕大多數雨量集中在夏季，有明顯的雨季、干季之分。云貴高原5月下旬-10月下旬青藏高原北部6月中旬-10月下旬華南沿海雨季4月中-10月中旬長江流域6月上旬-9月初華北、東北雨季7月中旬-8月底

特點：

雨季一般出現在夏半年，降水分布不均勻，東南部雨季出現早，結束晚，雨季中有相對干期。5東亞環流的季節變化與我國雨帶活動雨帶：一次降水過程中，降水量相對集中的地帶；侯（旬）內平均降水量相對集中的地區。（1）雨帶活動：西太平洋副熱帶高壓脊線（北側8-10緯度）100hPa青藏高壓（北側）副熱帶西風急流（南側）東亞季風季節變化5月中旬-8月下旬雨帶從南往北移5月中旬-6月上旬華南前汛期15oN6月中旬-7月上旬江淮梅雨20-25oN7月中旬—8月下旬華北東北雨季30oN

華南進入后汛期8月下旬—10月上旬雨帶從北往南移9月中—10月上旬淮河秋雨期，雨量小20oN兩次北跳三次停滯（2）中國暴雨的分布特征

不僅發生在沿海，而且出現在內陸;

華南沿海和東南沿海的降水量極值多數由臺風引起;

長江中下游和淮河流域暴雨主要由6－7月梅雨鋒上西南渦所引起;

黃河中下游和海河流域的暴雨主要是四川移出的西南渦和青海移出的西北渦造成；暴雨極值與地形有關，多發于暖季。§3.1降水的形成與診斷

降水形成過程

水汽方程和降水率

水汽條件的診斷分析

垂直運動條件的診斷分析

地形和摩擦對降水的影響

一、降水形成過程一般降水的形成過程

水汽條件

垂直運動條件

云滴增長條件

微觀過程宏觀過程冰晶效應碰撞合并水分循環過程2暴雨形成條件

充分的水汽供應

強烈的上升運動

較長的持續時間

因此要研究環流形勢

連續暴雨的必要前提：副高脊，長波槽，切變線、靜止鋒、大型冷渦等長期穩定

天氣尺度系統：短波槽、低渦、氣旋等地形對降水的影響

㈠地形的動力作用

1．強迫抬升

2.地形輻合

§3.2大范圍降水的環流特征

我國的雨季一般開始于夏季風爆發，止于夏季風撤退，雨帶的南北位移是和東亞環流的季節變化有關，受副高脊線、青藏高壓脊線、副熱帶西風急流和東亞季風季節變化影響。

華南前汛期降水

江淮梅雨

華北與東北雨季降水

行星尺度天氣系統對暴雨的作用一、華南前汛期降水

華南是指武夷山-南嶺以南的廣西、廣東、福建和海南等省區區域，雨期長，雨量大，可分為兩個雨季：華南前汛期：西風帶環流系統與熱帶季風系統相互作用形成的降水華南后汛期（臺風汛期）：由臺風，ITCZ等熱帶系統造成的降水1一般特征

（1）4-6月為華南前汛期，降水主要發生在副高北側的西風帶中，5月中旬雨量迅速增大進入盛期

（2）5月中旬以前，大雨帶位于華南北部，主要是鋒面降水

（3）5月中旬以后，受季風影響，大雨帶移至華南沿海，降水量增大，主要為暖區降水2華南前汛期降水特點

（1）降水有兩個大值帶：武夷山到南嶺南麓,沿海（2）多暴雨，以6月最多（3）暖區降水，降水量比鋒面降水大3－

5倍，局地性強，降水范圍小

（4）夜雨現象明顯兩脊一槽型特征：烏拉爾山以東的西伯利亞西部和亞洲東岸的中高緯度地區為高壓脊，貝加爾湖地區為低槽兩脊一槽型兩槽一脊型特征：中亞地區為脊，烏拉爾山以東的西伯利亞西部和亞洲東岸為低槽。兩脊一槽型多波型華南前汛期暴雨500hPa環流型

多波型中高緯環流呈多波狀，振幅較小，在歐亞大陸范圍內，高緯地區至少有2個以上的低壓中心；與低壓中心相對應的移動性低槽活動較為頻繁；同時，南支波動也較為頻繁。共同點

是西風帶環流系統與熱帶季風系統相互作用形成的降水副熱帶高空西風急流北跳穩定在30°N以北副熱帶高壓脊穩定在18°N附近或以南地區，華南上空為平直西風帶，底層常存在南北兩條低空急流中高緯均有低槽活動，北方冷空氣與活躍的東亞季風氣流交匯于華南200百帕中南半島上南亞高壓控制

二、江淮梅雨1概念及特點

含義：每年初夏，在湖北宜昌以東28°-34°N之間的江淮流域到日本南部這以狹長區域常會出現連陰雨天氣，雨量很大。由于這一時期正是江南梅子的黃熟季節，故稱為“梅雨”。又因此時空氣濕度大，溫度高，百物極易受潮霉爛，因而又有“霉雨”之稱。

2梅雨的氣候特征

（1）天氣特征：長江中下游多陰雨天氣，雨量充沛，相對濕度很大，日照時間短，降水一般為連續性，但常間有陣雨或雷雨，有時可達暴雨程度。

（2）

出入梅時間：

①典型梅雨

入梅：6月中旬6日-15日

梅雨期長約20至24天左右

出梅：7月上旬6日-10日

②早梅雨早梅雨是出現于5月份的梅雨,平均開始日期為5月5日，梅雨天數平均為14天,它的主要天氣特征與典型梅雨相同,不同的是梅雨期較早出梅后主要與帶不是北躍而是南退,以后雨帶如果再次北躍,就會出現典型梅雨。（3）梅雨的年際變化：

表現在梅雨的起訖時間、長度差異和梅雨雨量、地區分布差異這兩個方面。

①豐梅類（占30%）

②枯梅類（占20%）

③雨帶類（占50%）3

環流特征

副高西伸北跳，控制華南地區，整個東亞環流完成了從春到夏的調整，雨帶同時北跳，華南汛期結束，江淮梅雨開始，印度季風爆發，副熱帶西風急流從印度北部跳到高原北部，100hPa反氣旋軸線北跳到34°N。梅雨的開始與這個地區穩定而持續的西南季風的建立一致。（1）高層：江淮上空維持一個強大的暖性反氣旋（南亞高壓）1973年6月21－25日08時200hPa候平均圖（虛線為200hPa與500hPa的高度差）（2）中層（500hPa)：①副熱帶地區：西太平洋副高呈帶狀分布,其脊線從日本南部一直伸向我國華南，略呈東北-西南走向，120°E

處的脊線位置穩定在22°N左右。

②中緯度地區：巴爾喀什湖及東亞東岸（河套到朝鮮之間）建立了兩個穩定淺槽。③高緯度地區：為阻高活動區

阻高類型可分為三類：（50°-70°N）單阻型、雙阻型、三阻型單阻型：阻高位于貝加爾湖北方。雙阻型（標準型）：西阻高位于烏拉爾山附近，東阻高在雅庫茨克附近。三阻型：東阻高位于亞洲東部勒拿河、雅庫次克一帶；西阻高位于歐洲東部；中阻高位于貝加爾湖西北方。

(3)低層：在850百帕或700百帕上為江淮切變線，切變線之南有與之近乎平行的低空西南風急流，有時切變線上有西南渦東移。1973年6月22日08時850hPa流線分析（粗實線為切變線或輻合線，雙線箭頭為低空急流軸，虛線為等風速線）梅雨期各層環流概略圖地面：①地面圖上江淮流域有靜止鋒停滯，若

500百帕平直西風帶上有較弱的低槽東移，則在低空常有西南渦與之配合沿切變線東移，在地面上引起靜止鋒波動產生江淮氣旋。②中緯西風帶上有較強的低槽東移時，靜止鋒波動能發展為完好的鋒面氣旋4江淮梅雨鋒結構特點梅雨鋒：梅雨期間的靜止鋒，稱為梅雨鋒。它是夏季季風氣流和極地氣團或變性極地大陸氣團之間的輻合線，具有熱帶輻合帶性質。特點：鋒面兩側水平溫度梯度小，濕度梯度較大。三、華北和東北雨季降水

7月中旬至8月下旬，江淮梅雨期結束，雨帶移至華北和東北地區形成本地區雨季。對應副熱帶高壓的再次北跳（副高脊位于28°-30°N），并到達最北位置，熱帶輻合帶也到達20°N。

1、氣候概況

（1）降水強度大，持續時間短;

（2）降水的局地性強，年際變化大;

（3）降水時段集中;

（4）暴雨與地形關系密切。

2、環流特征

（1）東高西低或兩高對峙（a）（2）貝加爾湖形成阻高，三高并存

（b）（3）北方形成高壓壩，北上臺風深入內陸受阻停滯或切斷冷渦穩定少動

（c）四、行星尺度天氣系統對暴雨的作用

暴雨是各種天氣尺度系統相互作用的結果，尤其是特大暴雨或持續性暴雨都是在幾種尺度的天氣系統（行星尺度、天氣尺度、中小尺度）明顯有相互作用的情況下，大系統制約和孕育小系統的發生和發展，小系統產生以后成長壯大，反過來對大系統起作用，使整個暴雨系統能繼續維持和加強。

大范圍行星尺度系統制約了天氣尺度系統和中間尺度系統的活動，天氣尺度系統又制約了直接造成暴雨的中尺度系統的發生和發展移動，而中尺度系統又決定著小尺度的活動。另一方面，中小尺度系統的反饋作用又可使天氣尺度系統得到維持和加強。這反過來又影響中尺度天氣系統活動的強度。1、行星尺度天氣系統含義：

水平尺度3000公里-8000公里的天氣系統，包括副高、阻塞高壓、長波槽脊、熱帶輻合帶（ITCZ）、高空急流、洋中槽等。

分為：穩定緯向型穩定經向型

行星尺度天氣系統只能控制影響暴雨的天氣尺度系統，其本身并不能決定會否有暴雨出現。在同一種行星波形勢下，有時會產生暴雨，有時不會，這必須結合天氣尺度系統和中尺度系統分析，因為行星尺度系統只起著提供有利于暴雨發生的環流背景。2、對暴雨的作用①影響和制約天氣尺度系統影響天氣尺度系統的移動速度影響天氣尺度系統的強度變化使影響暴雨的天氣尺度系統能重復出現，造成持續性暴雨造成不同尺度天氣系統的相互作用②決定暴雨區的水汽來源或水汽通道，將南海、孟加拉灣和太平洋的水汽不斷向暴雨區輸送③大致決定了雨帶發生的地點、強度和持續時間：大范圍雨區一般出現在長波槽前3、幾種行星尺度系統的具體作用

1.西風帶長波槽

①巴爾喀什湖大槽

②貝加爾湖大槽

③太平洋中部大槽

④青藏高原西部低槽

2.阻塞高壓阻塞高壓

①烏山阻高

②雅庫次克-鄂霍茨克海阻高

③貝加爾湖阻高

3.副熱帶高壓

4.熱帶環流

西風帶環流：以長波系統或阻塞系統為主，移動緩慢，變化比較小使中高緯度的環流形式在一定時期內保持相對穩定使引起暴雨的天氣尺度系統在同一地區多次出現，或者造成天氣尺度系統出現停滯

當長波系統出現強烈發展，大尺度形勢經向度大。使得北方冷空氣可以到達較低的緯度，暖空氣到達很北的緯度，同時較低緯度的氣旋性系統可向北方移動副熱帶系統：同我國暴雨關系密切。

副高的位置決定了水汽通道，水汽常沿副高西側的南風或副高西南側的東南風輸送，當副高西北側或南側低空有偏南風出現時，水汽輸送更強

對流層上部青藏高壓的活動對暴雨影響也很顯著，當它東移時，會與副高打通，阻擋臺風或西南渦北上，造成臺風或西南渦的停滯或少動熱帶環流系統：是暴雨的主要水汽來源。尤其盛夏華北暴雨場出現在熱帶輻合帶和臺風北上的時期。ITCZ北上時，副熱帶高壓也北上。孟加拉灣風暴或低壓能將大量水汽輸送到我國西南地區。§3.3降水的天氣尺度系統

降水天氣系統指具備降水條件、伴隨降水過程的天氣系統。它分為：

①天氣尺度系統，降水以中小雨為主

②中小尺度系統，以較強降水為主天氣尺度系統包括：鋒面、氣旋、高空槽、低空切變線、高空冷渦、低空低渦、低空急流、臺風及東風波等，尺度一般在1000-3000公里

切變線

低空低渦低空急流

高空槽（短波槽）

鋒面氣旋

天氣尺度系統對暴雨的作用一、切變線1含義：一般把出現在低空（850和700百帕面上）風場上具有氣旋式切變的不連續線稱為切變線。

2.切變線的類型根據切變線的風場形式，切變線可分為：1）冷鋒式切變線：偏北風與西南風之間的切變線。這類切變線偏北風占主導地位，常自北向南移動，性質類似冷鋒。2）暖鋒式切變線：東南風與西南風或偏東風與偏南風之間的切變線。這類切變線西南風或偏南風占主導地位，切變線往往自南向北移動，性質類似暖鋒。3）準靜止鋒式切變線：偏東風與偏西風之間的切變線。冷式切變暖式切變3.季節變化：時間副高脊線位置切變線活動地區名稱5-6月20°N以南華南華南切變線6月-7月初22°-25°N江淮流域江淮切變線7月中旬-8月30°-35°N華北華北切變線

4.江淮切變線的降水（1）大多數江淮切變線過程都能帶來暴雨.

（2）降水區多位于地面鋒線的北部、700百帕切變線以南地區。

（3）風速偏南分量越大，而鋒面坡度愈陡，則上升運動愈強，降水量愈大。

（4）冬半年多連續性降水，雨區較寬而雨量較小；夏半年常出現雷陣雨，降水區窄而降水量大。5.江淮切變線的形成

700百帕槽線在移動過程中，南端受副高阻擋，槽線停滯或移動緩慢，而北端則繼續東移，使槽線順轉而成為東西走向的切變線。二、低空低渦：指存在于地面2-3公里上空的閉合小低壓，包括西南渦、西北渦、高原渦等

1.西南渦

含義：一般指形成于四川西部地區，700

（或850）百帕上的具有氣旋性環流的閉合

小低壓，直徑一般在300-400公里左右。

2.西南渦的形成

(1)地形的作用

①背風坡的減壓作用

②繞流與側向摩擦作用

(2)500百帕上有高原槽東移，槽前正

渦度平流造成低層減壓

(3)700百帕上有輻合氣流的環流形勢

3.西南渦的發展（1）冷空氣從低渦的西部或西北部侵入，低渦東移發展；

冷空氣從東或東北部侵入低渦，則使西南渦的氣旋式環流減弱，使低渦填塞。（2）500百帕上青藏高原低槽發展東移，有利于西南渦的東移和發展。

4.西南渦的天氣

(1)低渦在原地時,可產生陰雨天氣；低渦移出時，95.5%有降水，雨區主要分布在低渦的中心區和低渦移向的右前方。

(2)低渦天氣有日變化，一般夜間或清晨比白天壞些。

(3)西南渦發展東移時，雨區也擴大東移，降水強度增加，同時引起地面鋒面氣旋的發生發展，大風、低云、惡劣能見度等也隨

之出現。四、低空急流1.定義：是與夏季強降水相聯系的、位于600-900百帕之間的水平動量相對集中的氣流帶。日常工作中常把850或700百帕等壓面上，風速≥12米/秒的西南風極大風速帶稱為低空急流。2.特征：

水平方向：急流兩側有較強的風速水平切變垂直方向：

a.具有風速極大值，急流上下均有明顯的風速垂直切變，主要存在于夏季，與暴雨相聯系；b.急流上下風速均隨高度減少，只是在急流之上隨高度減弱較慢或風速上下幾乎相等，主要存在于冬半年與強降水（雪）相聯系，出現次數較少。超地轉特性3.環流背景與結構

（1）低空急流的位置

①低層：850或700百帕

位于副高西側或北側，它的左側經常有低空切變線和低渦活動。

②高層：200百帕

位于高空西風急流入口區的右側或南亞高壓東部脊線附近。（2）雨區位置：低空急流左側低空切變線右側（3）低空急流的走向①5、6月份:低空急流呈東西向或東北東-

西南西向，吹WSW風。7、8月份:低空急流呈南北向或東北-西南向，吹S風或SW

風。②南方低空急流多呈緯向型，北方的低空急流多呈經向型。4.LLJ的形成和維持機制

（1）經向垂直反環流與LLJ的形成和維持高空急流入口區的右側，高空輻散，低層氣壓降低，偏北氣流沿南亞高壓東側吹至JE的北側輻合下沉。由于高空輻散，低層減壓，副高北側氣壓梯度加大，輻合上升并有西南渦生成，同時氣壓梯度力做功使氣流加速，西南風增同時經向垂直反環流形成。

(2)經向垂直正環流與LLJ的形成

若高層有南支槽，槽前有

高空輻散，輻散氣流向北流動，氣壓力做功使西南風加強，從而加強高空西風急流，并在高空西風急流的北側（即急流入口區的左側）下沉，向南流，匯入暴雨區的上升氣流，構成一個經向垂直正環流。

5.低空急流與暴雨

（1）低空急流的出現有利于暴雨的形成

①輸送水汽，水平水汽通量輻合②輸送暖濕氣流，導致大氣產生不穩定層結③產生上升運動

（2）暴雨產生于低空急流的左前方（200公里）（3）低空急流與暴雨相互作用——經向垂直環流與暴雨的相互作用

五鋒面氣旋暖鋒

鋒的摩擦輻合上升

鋒面強迫抬升

高空槽前系統性上升

負變壓的輻合上升

降水區在鋒前槽前冷鋒

鋒的摩擦輻合上升

鋒面抬升

高空槽前系統性上升

正變壓的輻散下沉降水區在鋒后3槽后冷鋒鋒的摩擦輻合上升鋒的強迫抬升高空槽后系統性下沉正變壓的輻散下沉降水區在鋒前（不穩定）

4暖區摩擦輻合作用小，高空槽前系統性上升，降水小或無降水。氣旋波頂

摩擦輻合上升最強

高空槽前系統性上升，有較大降水六天氣尺度系統對暴雨的作用

1制約形成暴雨的中尺度系統的活動

（1）可提供中尺度天氣系統生成的條件或環境場（2）天氣尺度的上升運動是中尺度系統發生的觸發條件（促成不穩定能量釋放的觸發條件）（3）對中尺度系統起組織和增強作用（4）決定中小尺度移動的方向（中小尺度系統生成后,一般沿對流層中層（

700或500百帕）氣流移動）2造成暴雨區的水汽集中低空大范圍的水平輻合場，可造成水汽輻合，使暴雨區水汽有集中的趨勢，為暴雨的發生提供充足的水汽條件大尺度輻合場中的上升運動使濕層增厚。3在天氣尺度系統中上下不同性質的平流造成位勢不穩定層結4天氣尺度系統中風速垂直切變有利于中小尺度系統的發生和維持5對暴雨作用的天氣尺度系統的活動特點

（