西安致灾短时暴雨中尺度与动力指数特征

基于同化多普勒雷达资料的WRF模式、地面加密观测、卫星云图和NCEP再分析资料等，分析总结2015年8月3日、2016年7月24日西安两次致灾短时暴雨过程环境条件、中尺度系统及动力因子指数特征。结果表明:关中处于稳定少动的西太平洋副热带高压西北边缘，上干下湿、午后低层大气超绝热状态，为短时暴雨提供了热力条件。西风槽与近地层切变线是暴雨直接影响系统。伴随冷锋过境，午后西北方向咸阳、铜川一带地面偏北风跃增是短时暴雨有利触发因子，强降水位于地面3 h正变压中心至东侧大梯度区附近。短时暴雨对流云团距离北部高空急流相对较远，无斜压叶状云系特征，降水对上升气流拖曳作用明显，云团TBB中心降至-65 ℃以下后，周边出现最大雨强。暴雨云团内部，霰粒子含量最大，冰粒子比其他粒子偏少一个量级以上，最强上升运动在霰粒子中心上方-30 ℃层附近、接近雪粒子中心；伴随整层雨水、霰和雪粒子含量5倍以上突增出现短时暴雨，雪粒子比雨水、霰粒子开始增多时段偏晚约1 h，其含量峰值与最大雨强同步。两次短时暴雨环境条件和中尺度特征差异明显。“0803”过程为切变线冷区暴雨，高空西风急流范围大、位置偏南，西太平洋副热带高压较弱，西风槽后偏北冷空气活跃，偏南水汽输送弱，关中地区中下层存在明显能量锋区和对称不稳定；云团内部冰相粒子明显偏多，雪粒子相对霰粒子占比偏高，冷空气入侵有利于冰相粒子快速生长；暴雨位于能量锋区和对流云团边缘、TBB最大梯度区附近。“0724”过程为切变线暖区暴雨，高空急流范围小、位置偏北，西太平洋副热带高压强盛，偏北冷空气弱，偏南水汽输送明显，关中地区中下层为位势不稳定；云团内部冰粒子偏少，雪粒子相对霰粒子占比低；暴雨位于对流云团内部、TBB中心附近。定义的垂直螺旋度指数VHI和散度垂直通量指数DVFI对暴雨落区预报具有较好的参考价值:大暴雨位于动力指数异常大值中心趋于集中且稳定少动的区域附近，动力指数小于200、中心分散且大值持续时间短的区域，降水不明显。