前汛期(4—6月)是东亚地区从冬季向夏季的过渡时期，北方冷空气虽然比冬季弱，但能频繁南下入侵广东，西太平洋副热带高压开始北移，暖湿气流随偏南风向华南输送，与冷空气相遇交锋，致使前汛期成为广东的暴雨多发期(林良勋等，2006)。关于华南暴雨成因，已有不少研究，陶诗言(1980)提出，华南暴雨与中高纬度地区天气系统联系紧密。近十多年来，特别是1998年华南暴雨科学试验之后的一系列研究表明，华南暴雨尤其是持续性暴雨，是多尺度天气系统相互作用的产物，在有利的大尺度环流背景下，由若干个中小尺度降水系统的不断产生、合成、加强和持续影响所造成(王建捷等，1997；王立琨等，2001；郑永光等，2002；王鹏云等，2002；孙健等，2002；周秀骥等，2000，2003；陈红等，2004；文莉娟等，2005；柳艳菊等，2005；陈敏等，2005；倪允琪等，2006；慕建利等，2008；赵玉春等，2011)。当然，每次暴雨产生的条件不尽相同，不同尺度天气系统的配置和相互作用的形式也不同。“94.6”持续性暴雨的直接影响系统有9403号热带风暴、热带辐合带、低空急流、500 hPa青藏高原东侧中低纬度西风槽、850 hPa切变线和地面冷锋等；从环流背景看，此次持续性暴雨与西南季风偏强、西太平洋副热带高压偏西偏南有关(薛纪善，1999)。林爱兰等(2007)从多种时间尺度，分析了“0506”持续性暴雨过程西太平洋副热带高压、越赤道气流、水汽输送、热带季风前沿活动的异常特征以及热带季节内振荡的传播特征。王东海等(2011)详细分析了2008年华南前汛期致洪暴雨各阶段的降水分布特征及其大尺度环流背景，并与1994、1998和2005年的致洪暴雨进行比较，认为500 hPa高度场在华北、东北以及青藏高原东部的负异常均有利于冷空气活动，而低纬度孟加拉湾地区负异常则有利于暖湿气流的输送，从而有利于华南持续性暴雨的发生。

除了个例分析外，近年来也有些工作从不同侧面对广东或华南持续性暴雨进行气候分析。胡亮等(2007)对1958—2004年华南持续性暴雨的水汽条件和不稳定能量等进行分析。利用1976—2005年资料，对华南6月有、无持续性暴雨分别进行合成分析表明，华南6月有持续性暴雨发生年份，孟加拉湾对流相对活跃，西太平洋副高强度偏强、位置偏西；华南6月持续性大范围暴雨发生前，孟加拉湾对流经历了一次活跃过程，同时西太平洋副高也明显经历了一次增强西伸过程。孟加拉湾对流活跃可能通过东西向垂直环流诱使西太平洋副高增强西伸，从而对华南暴雨的形成产生影响(许晓林等，2007)。根据1951—2005年资料分析表明(鲍名，2007)，500 hPa位势高度场上115°—120°E附近5840 gpm等值线稳定在华南至江南南部是华南持续性暴雨最明显的共同特征，中纬度40°N附近大多表现为西高东低型，且华南持续性暴雨发生时高空急流中心多位于日本南部附近。谢炯光等(2006)利用1961—2001年资料，针对广东省前汛期连续暴雨过程的气候背景及中期环流特征进行了分析，归纳、总结出两类造成连续暴雨过程的中期环流概念模型，并利用数值预报产品进行动力-统计释用，做出有无连续暴雨过程的中期趋势预报。

以上成果不仅对提高科学认识本身有价值，同时为业务预报提供了一定的参考依据。然而，由于暴雨特别是持续性暴雨过程发生、发展的机理相当复杂，现有认识和方法对于持续性暴雨过程的预报能力仍然相当有限，进一步提高认识以增强预报能力的基础显然十分必要。丁一汇(1994)指出，大尺度环流条件对暴雨的发生、发展有明显的制约作用，持续性暴雨出现在长波系统稳定的时期，在这种情况下，天气尺度和中尺度系统在同一地区出现或沿同一路经移动，以致造成很大的累积雨量。可见大尺度持续性环流分析是持续性暴雨研究的重要一面。总结广东前汛期持续性暴雨现有研究结果，就500 hPa中高纬度大尺度环流而言，基本上有欧亚地区准两槽三脊型和两脊一槽型两大类型(《广东省天气预报技术手册》编写组，2006；谢炯光等，2006；赵玉春等，2009)，但是，是否所有前汛期持续性暴雨都能归入这两种环流型？前汛期4—6月正是冬夏环流调整转换季节，各月气候背景场存在一定差异，从整个前汛期总结出来的环流类型，在各月之间是否存在一定变化？对这些问题需要进一步探讨。另外，目前广东省气象台中期预报业务中使用的广东省暴雨日定义方法存在一些不合理情况且需要人工操作等问题，有必要进行合理改进，以期更好地应用于监测、预测服务。本研究将利用1961—2011年广东省86个测站地面观测逐日降水资料及1979—2011年NCEP-DOE 第2套分析资料，提出较为合理的且便于计算机自动判断的广东暴雨日及持续性暴雨过程的定义指标，分析近51 a广东前汛期及其各月持续性暴雨的变化特征，进一步诊断持续性暴雨过程的大尺度环流和水汽输送特征，并比较环流类型和水汽主要来源在各月之间的差异，试图为业务预报中预报员客观把握和应用预测概念模型提供更为具体的参考依据。

本研究所用资料包括：(1)广东省86个测站地面观测逐日降水资料，取自广东省气象局气候中心；(2)NCEP-DOE第2套资料的大气多要素日平均资料(Kanamitsu et al，2002)，资料是全球范围，分辨率为2.5°×2.5°。

目前广东省气象台中期预报业务中，广东省暴雨日的定义为：在每日的雨量图上，凡广东省内某测站的日雨量超过50 mm，称该站有暴雨；而当某日省内测站有相邻4站暴雨连成片者，称该日省内有暴雨。基于对多年资料分析表明，该定义存在一些不合理的情况。第一种情况是符合该定义指标但全省平均降水量只有小雨量级，如1998年6月6日全省平均降水为9.1 mm，大部分站点无雨或小雨，但该日满足“4个相邻测站暴雨连成片”这一条件(图 1a)；第二种不合理情况是：全省平均降水量超过平均值半个标准差以上，且有多站暴雨却不满足原广东暴雨日条件，例如，2008年6月3日，全省平均雨量为20.9 mm且其中有11站达到暴雨，但这一天不是暴雨日(图 1b)。显然2008年6月3日广东降水明显比1998年6月6日强，但前者反而不是广东暴雨日。我们认为，第一种情况基本属于局部强降水，归入广东暴雨日不合理，而第二种情况虽然没有满足“相邻4站暴雨成片”的条件，但属于全省性强降水类型，应该归入广东暴雨日。另外，由于该定义要求有相邻4站暴雨连成片，需要预报员对日雨量图进行人工分析判断，而非计算机自动完成，使中期预报业务人员日常工作任务更繁重。

图 1 广东省86个测站日降水量(a. 1998年6月6日，b. 2008年6月3日) Fig. 1 Daily precipitation(unit: mm，greater than or equal to 50 mm are marked with red numbers)of the 86 stations in Guangdong Province(a. 8 June 1998，b. 3 June 2008)

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为更好地应用于监测、预测服务，针对上述存在问题进行改进，提出一个较为合理的且便于计算机自动判断的广东暴雨日新指标。具体为：当某日全省86个测站平均降水量超过前汛期(4—6月)日平均值0.5个标准差(即15 mm)，并且，有4个或4个以上测站出现暴雨(或并且有2站暴雨、1站大暴雨和1站大雨)，则定义为广东暴雨日。当暴雨日连续不少于3 d，则定义为持续性暴雨过程。新指标定义的广东暴雨日，与原指标定义的暴雨日多数情况下一致，少数不一致的就是以上提到的两种不合理情况。统计表明，51 a(1961—2011年)前汛期(4—6月)广东共有870 d暴雨日，平均每年前汛期17 d暴雨日，占前汛期总日数的18.7%，但4—6月暴雨量占总雨量的百分比达到60%，说明暴雨对前汛期降水总量贡献很大。表 1给出了广东前汛期及各月出现暴雨总日数、年平均日数、暴雨日占总日数百分比以及极端年份等统计量，4、5、6月各月出现暴雨的平均日数分别为3.6、6.0、7.4 d，这与纪忠萍等(2010)用原定义指标计算得到的3.8、6.4、7.2 d(1961—2008年平均)很接近，说明根据本文新定义指标得到的暴雨日历史统计值与原定义指标有很好的一致性，而且避免了原有的不合理情况和繁琐人工操作等问题。

从51 a来各月广东暴雨日数的演变曲线(图 2a)可以看出，除个别年份之外，90%以上年份以6月或5月暴雨日为最多，其中，20世纪60年代前中期、20世纪90年代至21世纪前10年绝大多数年份6月暴雨日比5月多(占22/30)，而20世纪60年代后期至80年代，多数年份5月暴雨日比6月多(占14/21)。也就是说，5与6月广东暴雨日数存在基本相反的年代际变化趋势，1961—1968年和1991—2011年这两个时段，6月(5月)广东暴雨日数偏多(偏少)，1969—1990年则6月(5月)广东暴雨日数偏少(偏多)。6月暴雨日达到或超过15 d的3 a都出现在1991—2011年，该时段6月平均暴雨日达到8.9 d，其中，近11年(2001—2011年)更高，达9.4 d，说明近10年来广东进入了6月暴雨频发的时段。另一点值得关注的是，近10年(2002—2011年)4月暴雨日持续偏少(2007年除外)，导致该月降水量也明显偏少，1961—2011年4月平均雨量为186 mm，而2002—2011年4月平均雨量仅为135 mm，偏少27%。一般来说，10月—3月是广东的干季，若4月降水偏少，则可能使干季延长而产生旱情。

图 2 1961—2011年前汛期广东省暴雨日数和雨量的变化 (a. 4、5、6月各月暴雨日数，b. 4—6月总雨量(mm)、暴雨量(mm)、暴雨日数(d)) Fig. 2 Interannual variations of the number of days of torrential rain and the rainfall(mm)during the pre-flooding season in 1961-2011 in Guangdong (a. number of days of torrential rain in April，May and June，and b. total rainfall，torrential rain rainfall and number of days of torrential rain during April-June)

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图 2b是4—6月总降水量、暴雨量和暴雨日数的多年演变，可以看出，三者的变化趋势非常一致，暴雨日数、暴雨量与总降水量的相关系数分别达到0.95和0.91，远超过α=0.001的显著性水平。这与原定义的广东暴雨日相比，相关性更高(纪忠萍等，2010)。说明本文定义的广东暴雨日及相应的暴雨量的年际变化更能反映广东的旱涝情况。

本节将单独某日达到暴雨日条件的某天或者连续达到暴雨日条件的某些天定义为一次暴雨过程。注意这里定义的暴雨过程，其之前一天或之后一天都非暴雨日，否则就应归入同一次暴雨过程。广东前汛期暴雨过程出现次数随过程持续天数的增加而递减(图 3a)，其中，单独1 d或持续2 d的暴雨日数约占60%，持续3 d及以上的暴雨(即本文定义的持续性暴雨)日数约占40%(表 2)。6月暴雨过程出现次数虽然也随过程持续时间的增加而减少，但其递减率比4—6月总体情况明显减缓(图 3b)，持续3 d及以上的出现概率明显提高，其中，持续4 d的过程次数与持续3 d的过程次数很接近。从暴雨累积天数来看(表 2)，以持续2 d占的比例最高，持续4 d的排第2。6月持续3 d及以上的持续性暴雨累积天数所占百分比(57%)超过了仅1 d和2 d暴雨的百分比(43%)，说明6月暴雨的持续性比4、5月有所增强。

图 3 1961—2011年前汛期暴雨过程次数和累积天数随过程持续天数的变化(a. 4—6月，b. 6月) Fig. 3 Variability of the processes number and the accumulated days with the sustaining days number of torrential rain processes during the pre-flooding season in 1961-2011(a. April-June，b. June)

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1961—2011年前汛期共有持续性暴雨87次，累积天数为346 d，平均每年前汛期出现1.7次(累积天数6.8 d)，其中，单次过程持续时间最长的达8 d，出现3次(1968年6月18—25日、1975年5月15—22日、2001年6月4—11日)。在87次持续性暴雨过程中，只有9次出现在4月，仅占前汛期持续性暴雨过程总数的10%，且持续时间最长只有5 d；25次出现在5月，占29%；其余53次出现于6月，占前汛期持续性暴雨过程总数的61%。可见，广东前汛期持续性暴雨主要发生在5、6月，其中，6月的出现概率约是5月的两倍。

广东省前汛期持续性暴雨过程次数的年际变化明显(图 4a)，1961—2011年有5 a(1985、1988、1990、1999和2004年)前汛期没有出现持续性暴雨过程，有的年份多达5次(2008年)。同一个月出现持续性暴雨过程最多有3次，51 a前汛期(共153个月)中只有4个月出现这种情况，分别是1966年6月、1989年5月、2005年6月和2008年6月。同一年前汛期持续3个月都出现持续性暴雨的有3 a(1973、1993、2008年)，这3 a也是1961年以来前汛期降水最多的年份。持续性暴雨过程的累积天数也存在明显年际变化(图 4b)，最少的年份0 d，最多的达到20 d，其中，不少于18 d的有3 a(1968、1993、2008年)。同一月份持续性暴雨过程累积天数达到或超过13 d的都出现于6月，分别是1966、1968、2005、2008年6月。可见，2008年前汛期是一个多项指标达到历史最高纪录的极端年份，其降水总量、持续性暴雨过程数、连续3个月都出现持续性暴雨、6月持续性暴雨过程数以及6月暴雨总日数都是1961—2011年的最高值。另一点值得一提的是，20世纪60年代后期至80年代持续性暴雨多发生在5月，而60年代前中期、90年代至今持续性暴雨则主要在6月出现，这种年代际变化与前文暴雨日的变化特征一致。

图 4 1961—2011年4—6月广东省持续性暴雨过程数及累积天数的变化(a. 过程数，b. 累积天数) Fig. 4 Interannual variations of processes times and the number of accumulated days of sustained torrential rain for April(blue bar)，May(brown bar) and June(green bar)in 1961-2011(a. processes times，b. accumulated days)

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这里从大气环流角度，初步探讨前汛期持续性暴雨主要发生月份和暴雨日数较高频次出现月份发生年代际变化的原因。比较1979—1990年与1991—2011年两个时段的500 hPa位势高度和垂直速度场可以发现，1991—2011年与1979—1990年相比，5月西太平洋副热带高压西脊点位置偏东，东亚大槽也偏东，槽线位于120°E以东，使中国东南部处于槽后区，因此，动力上升运动较弱。从两个时段的差值场(后段减去前段)可以清楚地反映出以上变化特征(图 5a)。另外，从对流层低层(850 hPa)水汽输送来看，1991—2011年由于西太平洋副热带高压西脊点位置偏东，华南西南风偏弱，使该地区水汽通量偏弱(图 5c)。可见，自20世纪90年代以来，5月由于大气环流变化，使广东地区的动力上升条件和水汽输送条件都减弱，因此，暴雨日数和持续性暴雨过程偏少。而6月的情况明显不同，后段东亚西风槽比前段偏强，槽底到达华南沿海，从差值场(图 5b)可以看出，华南为负变高区域，上升运动加强，而南海及西太平洋为正变高区域，上升运动减弱；且华南地区对流层低层西南风水汽通量后时段也有所加强(图 5d)。因此，自20世纪90年代以来，6月由于动力上升条件和水汽输送条件都比前时段偏强，故暴雨日数和持续性暴雨过程偏多。简而言之，前汛期持续性暴雨主要发生月份或暴雨日数较高频次出现月份的年代际变化，由东亚地区中低纬度大气环流系统的变化造成。

图 5 1991—2011年与1979—1990年环流差值(a. 5月500 hPa位势高度场(等值线，单位：dagpm)和垂直速度(阴影区为负值，单位：Pa/s)，b. 同a，但为6月，c. 5月850 hPa水汽通量(箭矢，单位：10 kg/(hPa·m·s))及其标量(颜色区，单位：10 kg/(hPa·m·s))，d.同c，但为6月) Fig. 5 Difference of the circulation between 1991-2011 and 1979-1990(a. geopotential height(contour，unit: dagpm) and vertical velocity(negative value is shaded，unit: Pa/s)at 500 hPa in May; b. as in(a)but for June; c. moisture flux(vector，units: 10 kg/(hPa·m·s)) and its scalar quantity(shading，units: 10 kg/(hPa·m·s))at 850 hPa in May; and d. as in(c)but for June)

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至于上述大气环流背景场产生年代际变化的原因是什么？从现有研究结果可获取一些线索。已有研究表明，20世纪80年代末之后中国东南部春季850 hPa水汽输送减弱导致降水明显减少，这与中高纬度欧亚大陆西伯利亚上空对流层中低层位势高度的增强有关，并与欧亚大陆春季积雪的年代际转型有密切联系(左志燕等，2011)。而夏季中国南方降水从20世纪80年代末之后却明显增大，这种年代际变化由欧亚大陆春季积雪明显减少和西北太平洋夏季海面温度明显增高造成，伴随着欧亚大陆春季积雪的减少和南海西北太平洋夏季海面温度的增高，500 hPa位势高度在东亚低纬度和高纬度地区升高、中纬度地区降低，低纬度地区的反气旋性异常有利于副热带高压西脊点位置偏西偏南，导致南方水汽输送偏强，降水偏多(张人禾等，2008；Han et al，2009)。综合比较本研究和其他专家的研究结果说明，广东省5、6月持续性暴雨或暴雨日数的年代际变化特征分别与春季、夏季降水量的年代际变化特征非常相似，这种年代际变化的直接影响因素是东亚大气环流的变化，而大气环流的变化则受欧亚大陆积雪、中国南海及西北太平洋夏季海面温度这些外强迫因子的控制。

下面利用1979年以来的NCEP-DOE 第2套分析资料，分析广东省前汛期持续性暴雨过程的环流形势及其水汽输送特征。33 a(1979—2011年)前汛期(4—6月)共有51次持续性暴雨过程，其中，4、5、6月分别为6、15和30次。若从持续性暴雨累积日数统计，则4、5、6月分别有23、49和122 d，6月持续性暴雨日数占前汛期持续性暴雨总日数的65%。

黄忠等(2006)认为，广东省前汛期持续性暴雨多数发生在欧亚二脊一槽型情况下。谢炯光等(2006)对1961—2001年前汛期连续暴雨过程的500 hPa位势高度候平均场进行了分析，归纳出中高纬度环流呈准三脊两槽型和两脊一槽型两种类型。总结现有研究结果看，广东前汛期持续性暴雨的中高纬度环流有两种类型，即三脊两槽型、两脊一槽型。本研究对近33 a前汛期51次持续性暴雨过程的500 hPa位势高度场做进一步普查，发现欧亚地区(0—180°E)中高纬度环流形势，除了前述的两种类型外，实际上还有一种类型：高纬阻塞-中纬平缓型，这种类型的主要特点是高纬度地区经向环流很强而中纬度环流经向度较弱。此外，33 a间唯一有一例是阻高横槽型，其特征是乌拉尔山为阻塞高压，沿50°N从远东至咸海为横槽。为方便起见，将三脊二槽型、二脊一槽型、高纬阻塞-中纬平缓型以及阻高横槽型这4种类型分别简称为Ⅰ型、Ⅱ型、Ⅲ型和Ⅳ型。表 3给出了前汛期及各月上述环流型的出现次数，4—6月总体而言以Ⅰ型所占比例最高，四种类型分别占50%、35%、13%和2%。但各月情况有所不同，4、5月以Ⅰ型为主，占67%，而6月Ⅰ型和Ⅱ型出现次数相同，各占39%，Ⅲ型占22%。可见，若不考虑第3类环流类型，必将产生漏报现象，尤其是6月的持续性暴雨过程。需要说明一点，2001年6月4—11日持续8 d的暴雨过程，分析逐日环流场表明，该过程前5天属Ⅰ型、后3天则为Ⅲ型，因此，在表 3将它分为两次，这样6月共有31次过程。

我们知道，即使是同为前汛期，但4、5和6月气候平均场各月之间也有所不同。那么，同一种中高纬度环流型在不同月份是否存在一定的差异？若详细了解这些变化特征，对具体业务预报中预报员客观把握和应用预测概念模型非常有帮助。下面进一步分析4种类型中、高、低纬度环流的相互配合及其随月份的变化特征。图 6a是1979—2011年前汛期欧亚地区中高纬度环流形势为三脊二槽型(Ⅰ型)的26次持续性暴雨过程的500 hPa位势高度合成场，可以看出，中高纬三脊分别位于欧洲、亚洲(贝加尔湖附近)和太平洋，二槽则位于乌拉尔山东侧和东亚地区，贝加尔湖脊和东亚槽呈东北—西南走向，东亚槽南伸到达广东沿海地区，广东处于槽底和槽前。中低纬度两个明显的槽分别位于地中海—非洲东北部、孟加拉湾北侧，西太平洋副热带高压西脊点在120°E附近。广东既处于东亚槽槽底、南支槽槽前，又位于西太平洋副热带高压的东北侧，形成“东高西低”形势，有利于持续性暴雨的发生。进一步比较4、5和6月Ⅰ型持续性暴雨过程的500 hPa位势高度合成场(图 6b、c、d)，可以看出，各月之间略有差异：4月欧洲脊偏强、亚洲脊偏弱，东亚槽偏东、槽底偏北，南支槽下滑至广东西侧，与青藏高原东部槽叠加，副高西脊点西伸至孟加拉湾东侧；5月亚洲脊比4月有所增强，与欧洲脊强度相当，亚洲脊呈东北—西南走向，东亚槽槽底大约在长江下游，孟加拉湾南支槽较强，副高西脊点位于120°E附近；6月亚洲脊进一步增强，欧洲脊减弱，东亚大槽明显偏强，槽底到达华南沿海，孟加拉湾槽减弱，副高北界偏北。以上分析表明，前汛期持续性暴雨过程虽然中高纬度环流形势同样属于Ⅰ型(三脊二槽型)，但由于气候背景场各月有所不同，各区域槽(或脊)的相对强弱和形态也随月份有所不同，其中，欧洲脊4—6月由强变弱，亚洲脊则逐月加强向北扩展、东亚槽逐月加强南伸，南支槽4月偏强偏东、5月位于孟加拉湾北侧、6月减弱，副高西脊点4月偏西至97°E，而5、6月位于120°E附近。

图 6 Ⅰ型持续性暴雨过程的500 hPa位势高度合成场 (a.4—6月26次过程平均，b.4月3次过程平均，c.5月11次过程平均，d.6月12次过程平均；单位：dagpm) Fig. 6 Composite geopotential height(dagpm)at 500 hPa for the sustained torrential rain of pattern Ⅰ (a. averaged over the 26 processes during April-June，b. averaged over the 3 processes in April，c. averaged over the 11 processes in May，d. averaged over the 12 processes in June)

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从前汛期欧亚地区中高纬度环流形势为二脊一槽型(Ⅱ型)的18次持续性暴雨过程的500 hPa位势高度合成场来看，中高纬度两脊分别位于乌拉尔山和东北亚地区，贝加尔湖及其西侧地区为槽区，中低纬度有三槽，分别位于东欧—地中海附近、孟加拉湾北侧及中国大陆东南部，西太平洋副热带高压西脊点在125°E附近(图 7a)。各月之间环流存在一定的差异：东北亚地区高压脊4、5、6月逐月加强向北扩展，贝加尔湖槽区逐月变宽，中低纬度阿拉伯海以东槽逐月向西移动，孟加拉湾槽、西太平洋副热带高压逐月加强(图 7b、c、d)。

图 7 Ⅱ型持续性暴雨过程的500 hPa位势高度合成场 (a. 4—6月18次过程平均，b. 4月2次过程平均，c. 5月4次过程平均，d. 6月12次过程平均；单位：dagpm) Fig. 7 Composite geopotential height(dagpm)at 500 hPa for the sustained torrential rain of pattern Ⅱ (a. averaged over the 18 processes during April-June，b. averaged over the 2 processes in April，c. averaged over the 4 processes in May，d. averaged over the 12 processes in June)

图选项

高纬度阻塞-中纬度平缓型(Ⅲ型)持续性暴雨过程都出现在6月，从该类型的500 hPa位势高度合成场(图 8)可以看出，中纬度环流与高纬度不连续，即中、高纬度槽或脊脱节，高纬度地区是明显的阻塞形势，而中纬度从里海至中东亚是宽广的高压坝，高压坝东侧的东北亚地区有一槽。详细分析每次过程的平均场可以发现，高纬度阻塞高压、低压槽位置不同过程变化明显，其中有3例(1991年6月8—12日、1993年6月7—13日、1993年6月15—18日)高纬度阻塞高压位于乌拉尔山，阻塞高压西侧的欧洲北部—北冰洋区域以及阻塞高压东侧的西伯利亚大范围地区(60°—90°N，80°—170°E)受低压控制(图 8b)，有两例(2005年6月15—18日、20—24日)高纬度阻塞高压位于欧洲北部，整个亚洲北部为低压槽区，较强低压中心位于乌拉尔山东侧(图 8c)，还有两例(1994年6月17—20日、2001年6月9—11日)高纬度阻塞高压几乎占据东半球极区的90%区域，沿60°N附近从欧洲北部至东北亚沿岸地区是一条跨越近100个经度(20°—120°E)的准横槽(图 8d)。以上不管哪种情形，都表现出明显的极涡偏心的特点，极涡中心向南偏移至70°—75°N。其中，前两种情形亚洲中纬度基本上为一宽脊和东亚沿岸槽，东亚槽底南伸至低纬度地区，同时孟加拉湾北侧有南支槽活动、西太平洋副高西脊点到达中南半岛或中国南海东部。第3种情形，从贝加尔湖至中国东北、华北地区是高压脊，高压脊东侧为东北—西南走向的东亚槽，槽底到达华南，孟加拉湾低槽较深，584 dagpm等值线达20°N以南，西太平洋副热带高压西脊点比前两种情形偏东(125°E附近)。以上3种形势下都有利于冷空气影响低纬度地区并和暖湿南支气流辐合，从而导致持续性暴雨。

图 8 Ⅲ型持续性暴雨过程的500 hPa位势高度合成场 (a. Ⅲ型7次过程平均，b. 乌拉尔山阻高情形3次过程平均，c.欧洲北部阻高情形2次过程平均，d.东半球极区阻高情形2次过程平均；单位：dagpm) Fig. 8 Composite geopotential height(dagpm)at 500 hPa for the sustained torrential rain of pattern Ⅲ (a. averaged over the 7 processes，b. averaged over the 3 processes under the condition of blocking high over Ural Mountains，c. averaged over the 2 processes under the condition of blocking high over northern Europe，d. averaged over the 2 processes under the condition of blocking high over the eastern hemisphere Arctic region)

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1979—2011年前汛期出现阻塞高压横槽型(Ⅳ型)持续性暴雨过程只有1980年4月21—25日这1例。虽然Ⅳ型只有1例，但此次过程持续时间有5 d，持续时间与另一次过程并列为4月历史第1，而且广东全省平均日雨量达到34.2 mm，为1979年以来4月持续性暴雨过程的最高值，平均而言，4月持续性暴雨过程的广东全省平均日雨量为26.6 mm，因此，也有必要对此类型做分析。在该过程的500 hPa位势高度场(图 9)上，乌拉尔山为强大的阻塞高压，其西侧形成切断低压，而在其东侧为大范围槽区，沿50°N附近从东北亚至巴尔喀什湖是一条跨越近60个经度(70°—130°E)的横槽，横槽东侧向偏北方向延伸至80°N附近。在低纬度地区，100°E附近为明显低槽，槽底到达孟加拉湾东部，西太平洋副热带高压向西延伸至阿拉伯海东部。在这种阻塞高压和横槽稳定的形势下，不断有小股冷空气南下，同时南支槽活跃，为持续性暴雨过程提供有利的动力和水汽条件。

图 9 1980年4月21—25日持续性暴雨过程的500 hPa位势高度平均场(单位：dagpm) Fig. 9 Averaged geopotential height(dagpm)at 500 hPa for the sustained torrential rain over April 21-25，1980

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谢炯光等(2006)基于广东省4—6月持续性暴雨过程850 hPa风场合成结果认为，两类持续性暴雨过程(即前文的Ⅰ和Ⅱ型)的水汽主要来源于孟加拉湾。然而，水汽来源是否随月份产生变化？本研究提出的Ⅲ型持续性暴雨的水汽来源又如何？需要进一步分析。若不分月份平均而言，从印度洋、孟加拉湾至南海北部和华南地区，是强的水汽通量输送带，Ⅰ和Ⅱ型持续性暴雨所需水汽都以来源于孟加拉湾为主(图 10a、图 11a)。但若将Ⅰ型进一步区分4、5、6月分别合成，则可以发现水汽来源明显随月份发生变化。4月水汽主要随副高边缘气流从热带西太平洋向中国南海北部华南地区输送，华南地区以西的低纬度地区水汽随西风带南支槽向东输送也起一定的作用(图 10b)。4月基本上仍为冬季风环流，由南向北的越赤道气流未建立，包括孟加拉湾中南部在内的亚洲热带地区基本上为偏东风，因此，持续性暴雨过程的水汽主要来源于热带西太平洋和中国南海。5月孟加拉湾、西太平洋和中国南海都有向华南的输送水汽(图 10c)。6月索马里越赤道气流强盛，赤道以北从西印度洋至东印度洋、孟加拉湾是很强的水汽输送带(超过1.2 kg/(hPa ·m ·s))，并向东北延伸至中国南海北部、华南和西北太平洋地区，因此，6月广东省持续性暴雨的水汽主要来源于孟加拉湾(图 10d)。Ⅱ型持续性暴雨过程，同样有类似于Ⅰ型的水汽来源随月份变化的特征：4月热带西太平洋地区水汽来源贡献最大，5月孟加拉湾、西太平洋和中国南海的水汽都有贡献，而6月则主要来源于孟加拉湾的水汽输送(图 11b、 c、d)。Ⅲ型(高纬度阻塞-中纬度平缓型)持续性暴雨过程都发生于6月，无论该类型总体平均，还是详细区分乌拉尔山阻高、欧洲北部阻高、东半球极区阻高3种情形，其水汽来源都以孟加拉湾输送为主(图 12a—d)。从一次阻高横槽型持续性暴雨过程个例(1980年4月21—25日)来看，其水汽输送来源于热带西太平洋和华南西侧低纬度地区(图略)。可见前汛期持续性暴雨过程的水汽来源主要决定于过程发生的月份，与中高纬度环流型的关系不大。我们知道，丰富的水汽来源和强烈的上升运动是暴雨产生的两个基本条件，本研究第3部分讨论的各类中高纬度环流型主要为持续性暴雨过程提供稳定的环流形势，使华南不断受冷空气和高空槽影响，从而为持续性暴雨提供必要的动力上升条件。从图 10和11也可以看出，不管哪种环流类型、也不论哪个月份或水汽来源于什么地区，在持续性暴雨过程广东大部分地区都处于对流层低层水汽通量辐合区，说明动力辐合作用和水汽来源是暴雨的必备条件，而大气低层的动力辐合又与上述中高纬度环流型密切相关。可见，广东省持续性暴雨是各类中高纬度环流型的稳定维持与来源于热带的水汽输送共同作用的结果。

图 10 Ⅰ型持续性暴雨过程的850 hPa水汽通量(矢量，单位：10 kg/(hPa·m·s))及其标量(颜色区，单位：10 kg/(hPa·m·s))、水汽通量散度(等值线，只显示散度不大于0的等值线，单位： 10-7 kg/(hPa·m2·s))合成场(a. 4—6月26次过程平均，b. 4月3次过程平均，c. 5月11次过程平均，d. 6月12次过程平均) Fig. 10 Composite fields of moisture flux(vector，units: 10 kg/(hPa·m·s))，its scalar quantity(shading，units: 10 kg/(hPa·m·s)) and moisture flux divergence(contours，shown only for those not greator than zero，unites: 10-7 kg/(hPa·m2·s))at 850 hPa for the sustained torrential rain of pattern Ⅰ(a. averaged over the 26 the processes during April-June，b. averaged over the 3 processes in April，c. averaged over the 11 processes in May，d. averaged over the 12 processes in June)

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图 11 Ⅱ型持续性暴雨过程的850 hPa水汽通量(矢量，单位：10 kg/(hPa·m·s))及其标量(颜色区，单位：10 kg/(hPa·m·s))、水汽通量散度(等值线，只显示散度不大于0的等值线，单位： 10-7 kg/(hPa·m2·s))合成场(a. 4—6月18次过程平均，b. 4月2次过程平均，c. 5月4次过程平均，d. 6月12次过程平均) Fig. 11 Composite fields of moisture flux(vector，units: 10 kg/(hPa·m·s))，its scalar quantity(shading，units: 10 kg/(hPa·m·s)) and moisture flux divergence(contours，shown only for those not greater than zero，unites: 10-7 kg/(hPa·m2·s))at 850 hPa for the sustained torrential rain of pattern Ⅱ(a. averaged over the 18 processes during April-June，b. averaged over the 2 processes in April，c. averaged over the 4 processes in May，d. averaged over the 12 processes in June)

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图 12 Ⅲ型持续性暴雨过程的850 hPa水汽通量(矢量，单位：10 kg/(hPa·m·s)及其标量(颜色区，单位：10 kg/(hPa·m·s)、水汽通量散度(等值线，只显示散度不大于0的等值线，单位： 10-7 kg/(hPa·m2·s))合成场(a. Ⅲ型7次过程平均，b. 乌拉尔山阻高情形3次过程平均，c. 欧洲北部阻高情形2次过程平均，d. 东半球极区阻高情形2次过程平均) Fig. 12 Composite fields of moisture flux(vector，units: 10 kg/(hPa·m·s))，its scalar quantity(shading，units: 10 kg/(hPa·m·s)) and moisture flux divergence(contours，shown only for those not greater than zero，unites: 10-7 kg/(hPa·m2·s))at 850 hPa for the sustained torrential rain of pattern Ⅲ(a. averaged over the 7 processes，b. averaged over the 3 processes under the condition of blocking high over Ural Mountains，c. averaged over the 2 processes under the condition of blocking high over northern Europe，d. averaged over the 2 processes under the condition of blocking high over the eastern hemisphere Arctic region)

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提出了便于计算机自动判断的前汛期广东省暴雨的定义指标，分析了1961—2011年广东前汛期及其各月持续性暴雨的变化特征，进一步诊断了持续性暴雨过程的环流特征和水汽输送来源。主要结论如下：

(1)提出了基于广东省前汛期日平均雨量、日雨量标准差及暴雨站点数的广东省暴雨日和持续性暴雨过程的新定义指标。新指标避免了原定义指标存在的不合理情况和繁琐人工操作等问题，根据新指标统计表明，4—6月总降水量、暴雨量和暴雨日数三者的变化趋势非常一致，相关系数远高于用原指标得到的相关，说明新定义的广东省暴雨日及相应的暴雨量的年际变化更能反映广东的旱涝情况。另外，暴雨日新定义指标得到的各月历史统计值与原定义指标有较强的一致性。

(2)广东省前汛期暴雨过程出现次数随过程持续天数的增加而递减，持续3 d及以上的暴雨(即持续性暴雨)日数约占暴雨总日数的40%。6月广东省暴雨持续性比4、5月有所增强，持续性暴雨累积日数占57%。1961—2011年前汛期共有持续性暴雨过程87次(累积天数为346 d)，平均每年前汛期出现1.7次(累积天数6.8 d)。4、5、6月各占前汛期持续性暴雨过程总数的10%、29%和61%。

(3)广东省前汛期持续性暴雨过程次数的年际变化明显，有的年份没有出现(如：1985、1988、1990、1999年)，有的年份多达5次(如：2008年)。20世纪60年代后期至80年代持续性暴雨多发生在5月，而60年代前中期、90年代至今持续性暴雨则主要在6月出现，暴雨总日数也具有这种年代际变化特征。前汛期持续性暴雨主要发生月份及暴雨日数较高频次出现月份的年代际变化，由东亚地区中低纬度大气环流系统的变化所造成。综合其他研究结果(张人禾等，2008；Han et al，2009；左志燕等，2011)可以认为，大气环流的年代际变化又受欧亚大陆积雪、南海西北太平洋夏季海面温度这些外强迫因子的控制。

(4)从前汛期持续性暴雨过程的500 hPa中高纬度环流来看，除了过去所认识的“三脊两槽”和“两脊一槽”两种类型(Ⅰ型、Ⅱ型)外，广东前汛期持续性暴雨还有一种“高纬度阻塞-中纬度平缓型”(Ⅲ型)。前汛期(4—6月)总体而言，Ⅰ型、Ⅱ型和Ⅲ型这3种主要类型分别占50%、35%和13%。其中，4、5月Ⅰ型所占比例较高(14/21)，6月Ⅰ型、Ⅱ型出现比例相同(各占12/31)。1979—2011年Ⅲ型都出现于6月，占6月持续性暴雨过程的22%(7/31)。可见，第3种环流类型的补充提出，对减少6月持续性暴雨过程的漏报现象很有帮助。

(5)前汛期持续性暴雨过程虽然中高纬度环流形势同样属于Ⅰ型(三脊二槽型)或Ⅱ型(二脊一槽型)，但由于气候背景场各月有所变化，各区域槽(或脊)的相对强弱和形态也随月份有所不同。就Ⅰ型来说，欧洲脊4—6月由强变弱，亚洲脊则逐月加强向北扩展、东亚槽逐月加强南伸，南支槽4月偏强偏东、5月位于孟加拉湾北侧、6月减弱，副热带高压西脊点4月偏西至97°E，而5、6月位于120°E附近。对Ⅱ型而言，东北亚地区高压脊4、5、6月逐月加强向北扩展，贝加尔湖槽区逐月变宽，中低纬度阿拉伯海以东槽逐月向西移动，孟加拉湾槽、西太平洋副热带高压逐月加强。

(6)前汛期持续性暴雨过程的水汽来源主要取决于过程发生的月份，与中高纬度环流型的关系不大。4月热带西太平洋地区水汽来源贡献最大，5月孟加拉湾、

西太平洋和中国南海的水汽都有贡献，而6月则主要来源于孟加拉湾的水汽输送。另外，4、5、6月所有类型持续性暴雨过程，广东省大部分地区都处于水汽通量辐合区，说明动力辐合作用和水汽来源是暴雨的必备条件，广东省持续性暴雨过程由各类中高纬度环流型的稳定维持与热带源源不断的水汽输送两方面共同作用而造成。