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摘要
受西风槽、副热带高压和台风利奇马外围风场的共同影响,2019年8月9日20时至10日08时(北京时),位于鲁西平原的山东省高唐县出现了局地大暴雨。以FY-4A卫星云图和ECMWF数值预报产品为参考,综合利用双偏振多普勒雷达、ADTD雷电定位数据、分钟降水量、雨滴谱等资料,参考北京3 km区域模式产品,分析了高唐局地大暴雨过程的中小尺度天气系统活动及降水的微物理特征,主要结论如下:局地大暴雨前,西风槽云带出现明显的断裂,断裂处底层有冷空气扩散到槽前,并与槽前暖湿气流形成了一条α中尺度的低空切变线。局地大暴雨前期,低空切变线触发的强对流下沉气流出流与底层扩散的冷空气叠加,出流边界回波带很快远离母体,使其后切变线触发的对流置于底层冷空气垫上,回波很快减弱。出流边界触发的对流降水及暖湿气流向西北推进形成的准线形对流降水,虽然降水强度大,但持续时间短,累计降水量较小,且由于底层性质的不同,其降水的雨滴谱分布存在明显差异。低空切变线长时间维持,使暖湿空气不断积聚,在切变线暖区一侧形成了假相当位温θse大值区;强降水开始时,切变线上垂直上升运动明显增强,925 hPa最大上升速度大于1.5 Pa·s-1,形成两个β中尺度的气旋性辐合中心;辐合中心在500 hPa槽前正涡度平流的作用下进一步加强,触发了环境不稳定能量的释放和深厚湿对流的产生;对流云团在高空槽前西南气流的引导下,沿切变线向东北方向逐次移过高唐,产生“列车效应”,导致高唐附近的较强降水。西风槽和切变线回波结合到一起后,在高唐上空6～10 km持续维持较丰富的过冷却水,促进了冰晶的繁生和降水质点的增长,在对应时间段内雨滴数(特别是大雨滴数)明显增多,降水强度变大,强降水峰变宽,地面累计雨量明显变大。鲁西局地大暴雨过程中,地面雨滴尺度谱存在明显的双峰结构,雨滴直径为1.2 mm处峰的位置比较稳定,另一个峰位于0.3～0.5 mm的小雨滴端;统计分析表明,大雨滴数序列与分钟降水量序时间同步,相关系数达到0.9867;小雨滴数时间序列滞后分钟降水量时间序列2 min。
