8 月柳州一次副高影响下的持续性大暴雨过程分析

李亚琴,蓝柳茹,苏小玲,赖锡柳

（广西壮族自治区柳州市气象局，柳州 545001）

引言

西太平洋副热带高压（以下简称副高）是影响我国夏季的重要天气系统，它的强弱变化、西进东退对雨带分布有较大影响，很多学者从不同角度研究了副高在我国不同地区暴雨和强对流等灾害天气中的作用[1−10]。司东等[11]研究指出：华南强降水和印度季风区降水的共同作用使得副高加强西伸，副高南北两侧雨带不但可以加强副高，同时又会激发正涡度增长，限制副高在南北方向上的活动，西侧印度季风雨带则会在副高西侧激发反气旋性涡度发展，即可诱使副高西伸。王黎娟等[12]研究表明：华南和江淮大范围持续性暴雨期间，西太平洋副高位置均比同期气候平均值异常偏南偏西，且强度偏强；华南暴雨期间，副高西北侧华南地区以及西侧孟加拉湾地区存在异常强烈的视热源和视水汽汇；副高位置的短期变异与非绝热加热场及其配置有密切联系。李真光[13]研究指出华南暴雨的形成有两种基本天气过程：一种是冷锋暴雨，在形成热低压或热倒槽后，西风带有冷性低槽进入，相应有西太平洋副高西伸，使华南沿海西南气流的厚度增高。而低层热低压或热低槽由于暖平流加强而获得发展，在冷空气激发下，形成华南暴雨过程；另一种是锋前暖区暴雨，在热低压的东南象限与越赤道气流结合形成强偏南类低空急流。侯淑梅等[14]研究发现副高与西风带相互作用过程中热力、动力场特征差异明显，副高西进，锋区随高度向北倾斜，坡度小，切变线和L 锋区均为后倾，为典型的暖锋降水；低层气旋性辐合、切变线辐合、锋面抬升是触发暴雨的动力机制，低空急流是暴雨增强机制；副高减弱过程中，干冷空气分别从低层和中层侵入θse暖脊，θse锋区随高度先向北后向南，呈交错倾斜现象，坡度大，为典型的强对流降水，上升运动最为激烈；副高南撤过程中，θse锋区随高度向南倾斜，坡度大，为典型的高空槽降水。

广西地处低纬度，造成广西暴雨的3 种西风带暴雨均与副高变化有密切的联系。而副高与西风带系统相互作用引发的暴雨多出现在广西的前汛期，而后汛期多由热带天气系统导致的降雨为主。2017 年8月9～15 日柳州北部出现了历史上罕见的持续性大暴雨到特大暴雨天气过程。9 日20 时～15 日20 时，累计降雨量250mm 以上的降雨主要出现在柳州北部（图1a）；最大降雨量为718.3mm，出现在融安泗维河水库（图1b）；日降雨量最大482.1mm；14 日02～04 时，3h 降雨量高达227.8mm。此次强降雨过程持续时间长且强度大，强降雨落区重叠，特大暴雨引起山洪造成柳州北部河水暴涨，县城被淹，泥石流导致房屋倒塌，给当地带来巨大的经济损失和人员伤亡。该过程是柳州地区有气象记录以来8 月份最强的一次持续性强降水天气过程，分析发现，它是在副高异常偏强且位置异常偏西的情况下发生，而副高进退先后与高原波动和华北槽相互作用是造成此次暴雨的主要环流背景。本文拟采用常规观测资料、区域自动站雨量资料、NCEP 1°×1°再分析资料以及国家气候中心提供的副高指数资料，对此次持续性暴雨过程进行分析，探究有无低槽配合及副高进退过程中暴雨产生的动力机制，以期为提高此类暴雨的预报能力提供科技支撑。

图1 2017 年8 月9 日20 时～15 日20 时柳州累计降雨量空间分布（a）和13 日20 时～14 日20 时泗维河水库站逐小时降雨量（b）（单位：mm）

1 柳州暴雨过程的副高演变特征及环流形势

1.1 副高的演变特征

如表1 所示，对比近67a（1950～2017 年）平均的8月副高指数与2017 年8 月的副高指数发现：2017 年8 月的副高面积与强度指数均比多年平均偏强，脊线位置偏南2.8 个纬距，西伸脊点偏西23.6 个经距。2017 年8 月9～15 日暴雨期间，9～10 日副高脊线略微北抬，西伸脊点东退；11～13 日副高脊线稳定，西伸脊点加强西伸，14～15 日副高脊线稳定，西伸脊点减弱东退；16 日副高彻底东退北跳；在这个过程中，副高脊线在9～12 日有3 个纬度的北抬，之后维持在21.5°N附近，到16 日北跳到24.8°N；而西伸脊点经历了先减弱东退后加强西伸再减弱东退的过程，变化幅度在12 个经度左右（图略）。

表1 多年平均与2017 年8 月副高指数对比

一般实际预报中是通过500hPa 上588dagpm 线的位置来判断副高的演变。如图2 所示，9～11 日副高稳定，588dagpm 线维持在广西的东南部。如图3a 所示，副高稳定期间，高原小波动东移，切变线在黔桂交界一带摆动维持，导致桂北地区强降雨；落区集中在柳州北部，从傍晚开始加强，到白天减弱，与高原波动的频率相对应，而小波动引导中层干冷空气侵入，使得桂北地区不稳定度加大，加剧了上升运动，深厚的湿层又提供了充足的水汽，更易形成短时强降雨；这一时段暴雨中心融水香粉出现了小时雨强127.2mm 的强降雨，3h 降雨高达251.3mm，但是强降雨存在明显的局地性。如图3b 所示，12～13 日，副高加强西伸北抬，588dagpm 线到达广西的北部；在此期间，广西为西南急流控制，水汽输送加大，上升运动加强，整个广西处于高温高湿的环境中，12 日夜间开始桂北又出现了强降雨，一直持续到13 日20 时；从12h 雨强来看，并没有出现明显间歇，强度进一步加大，强降雨范围扩大连成片，落区从融水中部北抬到融水北部至三江一带，暴雨中心的三江斗江连续3h 雨强超过50mm，5h 累计降雨234mm，持续时间长。如图3c 所示，14～15 日，华北槽缓慢东移南压，副高588dagpm 线东退到福建一带；随着低槽东移，槽后干冷空气与副高西侧的西南气流在桂北交汇，在低层切变线配合下，上升运动加大，雨强进一步增大，落区随副高东退从桂北南压到桂南，强降雨结束。此次过程中，柳州自北向南出现了大范围的大暴雨和局部特大暴雨，融安长安泗维河水库24h 最大雨量达到482.1mm，最大小时雨量达到93.4mm，其强度、范围及对流性极强。通过上述分析可知，副高的位置与柳州雨带位置关系密切。

图2 2017 年8 月8～16 日588 线位置变化（单位：dagpm）

图3 2017 年8 月9～15 日广西柳州地区累计降水量空间分布（a.9 日20 时～12 日20 时，b.12 日20 时～13 日20 时，c.13 日20 时～15 日20 时，单位：mm）

1.2 环流形势

分析2017 年8 月9～15 日环流形势（图略）发现：8 月9～11 日，桂北的降雨主要是由500hPa 高原小波动东移引导低层切变线在黔桂交界一带摆动产生的；而12～13 日的降雨，则是由华北槽与副高之间相互作用引起的，低层没有明显的切变线配合，其降雨落区在副高边缘的西南急流中；14～15 日的降雨是华北槽东移引导低层切变线南压进入桂北所产生的。因此把这次连续降雨过程分为三个阶段：副高稳定，高原波动东移；副高西进，切变线北抬；华北槽南压，副高东退。各阶段天气形势见表2。

表2 三个阶段的天气形势

为了更好地对比这三个阶段的降雨特征，对桂北地区的风场、相对湿度、水汽通量、垂直速度、θse做区域时间-垂直剖面（图4）。从风场（图4a）来看，9 日20 时～12 日08 时，副高稳定，500hPa 为偏西风，无明显的低槽进入桂北地区，仅在700hPa 附近有浅薄的波动；12 日08 时～13 日20 时，副高加强西伸时，桂北地区整层均为强烈的西南急流，13 日夜间开始中高层有明显的低槽逐渐东移南压进入桂北，副高东退。相对湿度场（图4a）上，降雨时段桂北地区的湿层都比较深厚，而有小波动和低槽东移时，有明显的干冷空气侵入，桂北地区相对湿度≥70%湿层比副高加强时要浅薄，但其厚度也达到600hPa；在副高加强控制时，湿层厚度达到100hPa 高度，整个桂北都处于高湿的气流中，在低层形成西南急流后，水汽更为充分，在低层形成了明显的水汽饱和区（RH≥90%）。在降雨过程中，整个桂北地区700hPa 均为θse≥348K 的高温高湿区（图4c），受波动和低槽影响，θse也对应有明显的冷舌侵入，槽越深厚冷舌扩展高度越低。在水汽输送（图4b）来看，9 日20 时～15 日20 时，桂北地区均有强烈的水汽输送，水汽通量均大于6g·cm−1·hPa−1·s−1，强中心位于850hPa上下，中心最大强度达到16g.cm−1·hPa−1·s−1；在副高加强西伸，切变线北抬，低空西南急流建立时，水汽输送最为强烈。从垂直运动（图4b）来看，整个降雨过程中，桂北地区均为明显的上升运动区，上升运动伸展高度达到200hPa 附近，其上升运动中心主要集中在850hPa 和250hPa，中心最大值达到−30×10−3·hPa·s−1；在副高稳定，小波动东移和华北槽南压，副高东退过程中，暖湿空气受到锋面抬升，强上升运动的中心高度较高，集中在925～500hPa 之间；而副高加强西伸时，桂北处于588dagpm 线内，中层高压削弱了上升运动；在低层和高层出现了两个中心，其上升运动强度比锋面抬升时还要强，伸展高度更高。

图4 2017 年8 月9～15 日桂北地区大气时间-垂直剖面（a.风场（风矢，单位：m/s）和相对湿度（填色，单位：%）；b.风场（箭头，单位：m/s）、水汽通量（填色，单位：g.cm−1·hPa−1·s−1）和垂直速度（虚线，单位：10−3·hPa·s−1）；c.θse（实线，单位：K）和比湿（填色，单位：g/kg））

对比分析可知：当有冷空气侵入时，θse有明显的冷舌，锋区明显，强上升运动从低层伸展到高层，湿层则主要集中在600hPa 以下；而副高控制时，西南急流建立湿层更深厚，中心强度更强，无明显锋区，在500hPa附近存在下沉运动，因此存在高低两个上升运动中心。

2 暴雨动热力场特征

2.1 副高稳定，高原波动东移

图5 给出了2017 年8 月9 日20 时～11 日20 时平均的850hPa 风场、比湿、θse、水汽通量、水汽通量散度空间分布。副高稳定在桂东南期间，切变线在贵州南部，切变线南侧为一致的西南气流，风速为8～10m/s。θse锋区位于重庆贵州交界一带，处于切变线的后部，广西处于θse≥352K 的高能区，比湿在14g/kg 以上，桂北地区处于高温高湿区。水汽的强辐合区位于切变线附近，辐合中心水汽通量散度值为−3×10−7g·cm−2·hPa−1·s−1。700hPa（图略），切变线比850hPa 偏南，位于黔桂交界一带与θse锋区重叠，锋区狭窄，梯度达10K，340K 的θse低中心位于贵州中部，700hPa 有干冷空气从贵州南部侵入，使得大气层结斜压性增大，当高原小波动东移靠近，切变线从黔桂交界南压进入桂北，强水汽辐合区随之南压。这期间，低空西南急流不断向桂北地区输送水汽，水汽通量达 到20g·cm−1·hPa−1·s−1。这一时段暴雨区呈东北−西南向狭长带状，主要位于700hPa 锋面附近及南侧，850hPa 切变线右侧风速最大辐合区与θse高能舌交界位置，925hPa 低空急流顶端左侧风速与水汽辐合最强处。

图5 2017 年8 月9 日20 时～11 日20 时平均的850hPa（a）风场（风矢，单位：m·s−1）、比湿（填色，单位：g·kg−1）、水汽通量散度（等值线，单位：10−7g·cm−2·hPa−1·s−1）和（b）水汽通量（填色，单位：g·cm−1·hPa−1·s−1）、θse（等值线，单位：K）空间分布（红线表示切变线，黑框表示θse 锋区）

强降雨主要出现在10 日02～08 时和10 日20 时～11 日02 时，分析这些时段的天气系统配置能更好地研究其触发机制。500hPa（图略），10 日02 时，高原波动位于云南跟广西交界一带，振幅较小，副高强盛，588 线位于桂东南；10 日08 时，受副高阻挡，小波动仍维持在桂西，桂北地区仍处于槽前。700hPa，10 日02 时（图6a），小槽与500hPa 对应在滇桂交界，在贵州的南部有切变线与θse锋区重叠，锋区狭窄，锋区两侧梯度达到12K，340K 的θse低中心位于贵州的中部，贵州的西南部θse向南倾斜；10 日08 时（图略），切变线南压从桂西北进入广西，贵州干冷空气向南侵入，桂北地区为352K 的高能舌区。850hPa（图略），9 日20 时，θse锋面位于贵州重庆交界，切变线在其南侧贵州南部，整个广西为弱西南风；10 日02 时，桂东南的西南气流加强为急流，切变线随之北抬到贵州中部，而θse锋区南压到贵州中北部，黔桂交界一带处于352k 的高能舌区，桂北位于急流轴左侧风速辐合最大区域。925hPa，10 日02 时（图6b），桂北处于356K 高能舌的顶端和西南低空急流气旋性辐合区，位于水汽强辐合中心北侧，水汽强中心的水汽通量散度达−4×10−7g·cm−2·hPa−1·s−1；从孟湾至广西有一强的水汽输送通道，10 日08 时水汽通量加大，中心强度达到24g·cm−1·hPa−1·s−1。由此可见，中层干冷空气入侵，低层暖湿空气加大，θse锋区梯度增大，形成“上干下湿”的不稳定层结，低层风速辐合是产生暴雨的动力机制。从暴雨中心融水香粉站的降雨来看，强降雨发生在锋区南移，低层西南气流加强的过程中。

图6 2017 年8 月10 日02 时（a）700hPa 风场（风矢，单位：m/s）、θse（等值线，单位：K）、水汽通量（填色，单位：g·cm−1·hPa−1·s−1）和（b）925hPa 风场（风矢，单位：m/s）、θse（等值线，单位：K）、比湿（填色，单位：g·kg−1）空间分布；（c）沿109.5°E 的风场（风矢，单位：m/s）、θse（等值线，单位：K）、相对湿度（填色，单位：%）和（d）沿109.5°E 的风场（风矢，单位：m/s）、θse（等值线，单位：K）、垂直速度（填色，单位：10−3hPa·s−1）纬度-高度剖面

沿109.5°E（香粉）作θse、垂直速度、比湿垂直剖面。8 月9 日20 时（图略），26°N 以北700hPa 以上为干冷空气团控制，锋区随高度略微向南倾斜，24°～26°N 处于θse暖脊控制，脊的轴线垂直向上位于25°N 上空，高度达到700hPa，低层切变线位于θse锋区附近，锋区南侧上升运动不明显。10 日02 时（图6c），低层暖湿空气加强，θse锋区梯度增强，暴雨处于θse 锋面的南侧，在暴雨中心附近为明显的水汽饱和区（相对湿度≥90%），且向上伸展到300hPa 高度，在此期间上升运动加强，到10 日08 时上升运动达到−4×10−3hPa·s−1（图6d）位于暴雨区上空850～600hPa。

10 日14 时（图略），中层西南风增强，水汽加大，上升运动加强，使得低层水汽不断向上输送，导致500hPa 饱和区的宽度加大。700hPa 附近有干冷空气侵入，使得θse锋区加强，其梯度达16K。10 日20 时（图略），水汽饱和区上升到对流层中上层 600～200hPa，湿层厚度加大，而θse锋区维持在26°～27°N，随高度向南倾斜，锋区梯度加大到20K，切变线南压到26°N 附近，上升运动从850hPa 伸展到300hPa，上升运动中心为−4×10−3hPa.s−1，位于暴雨区的800～500hPa。桂北降雨加强，雨强和范围均比9 日夜间更大，香粉站22 时3h 降雨量高达251.3mm。

综上所述，副高稳定维持在桂东南，500hPa 多短波小槽东移时，暴雨区整层为西南气流控制，空气湿度大；当小波动东移时，中层有干冷空气侵入，使得暴雨区北侧的锋面梯度增大，低层暖湿气流迅速增强，在暴雨区附近形成强烈的风速辐合抬升触发暴雨的发生，是产生强降水的动力机制；中低层水汽受到中层锋面抬升，使得湿层厚度加大，湿层越深厚，降雨越强，范围越大。

2.2 副高西进，切变线北抬

从11 日20 时开始，副高加强西伸，588 线向西北推进，700hPa（图略）锋面随着北抬到四川重庆交界一带，整个广西处于西南急流水汽输送带上。在11 日20 时～13 日20 时的850hPa 上（图7），广西地区为一致的西南风急流，比湿>14g/kg，急轴上有中心强度为−3×10−7g·cm−2·hPa−1·s−1的水汽辐合中心，θse锋区位于四川重庆一带，352K 高能舌向东北伸展到湖南北部，从南海至长江流域有水汽通量超过20g·cm−1·hPa−1·s−1的水汽输送通道，整个广西桂北处于急流轴中心水汽通道上，在水汽辐合中心的左侧，θse为352k 的高能区。

图7 同图5，但为11 日20 时～13 日20 时平均

这一阶段的降雨主要出现在11 夜间～12 日早上，12 日白天降雨减弱，12 日夜间开始降雨又逐渐加强，并一直持续到13 日20 时。11 日20 时副高加强西伸，中层西南气流向北推进，700hPa 贵州地区转西南气流，广西处于西南急流带上；850hPa 的θse锋区在贵州与重庆交界地带，切变线在锋区南侧，位于贵州中部，切变线附近为强的水汽辐合区，辐合中心强度达到−8×10−7g·cm−2·hPa−1·s−1，352k 的θse高能舌东北向伸展到贵州湖南交界北部，桂北位于高能区中偏南气流气旋式风向风速辐合区，水汽辐合不明显；925hPa 桂西北为弱的辐合区，桂东北处于西南气流气旋性弯曲区，强水汽辐合区主要集中在桂西北。到12 日02 时，西南气流加强，西南风从12m/s 迅速加大到18m/s，850hPa 切变线北抬到贵州北部，强水汽辐合中心随之北抬，桂北处于急流轴中心，有弱的水汽辐合；而925hPa 南风加大，急流轴北推到桂北，强水汽中心在急流轴顶端气旋式辐合区，风速辐合达到12m/s。这时桂北地区降水达到最强，暴雨中心拉川村03 时3h 降雨达78.3mm；到12 日08 时，850hPa 西南气流维持，925hPa南风减弱，桂北转为偏南风，风速减小，降雨减弱。

到12 日20 时，中纬度有低槽东移，使得重庆贵州北部的θse锋区加强南压，切变线处于锋区南侧强水汽辐合中心，广西处于352K 的高能舌区。随着西南风逐步加强，到13 日02 时，θse暖舌向北推进，桂北地区θse达到354K，925hPa 南风急流轴向北推进到桂中，桂北处于急流轴顶端风向气旋型弯曲的最大处，风速辐合达10m/s，桂北再次出现了强降雨。到13 日白天，700hPa 小槽东移，θse锋区随之南压到贵州中部，850hPa 切变线与锋区位置重叠（图8a），925hPa 偏南急流逐渐转为西南急流，黔桂交界一带形成西南风与东南风的辐合线，桂北地区维持强的水汽辐合，白天强降雨得以维持，三江斗江镇12～14 时3h 降雨超过50mm，6h 降雨高达240.4mm。

图8 2017 年8 月13 日（a）08 时850hPa 风场（风矢，单位：m/s）、θse（等值线，单位：K）、水汽通量（填色，单位：g·cm−1·hPa−1·s−1）空间分布；（b）14 时沿109.7°E 的风场（风矢，单位：m/s）、θse（等值线，单位：K）、相对湿度（填色，单位：%）纬度-高度剖面

综上所述，副高加强西伸过程中，广西上空对流层中上层为一致西南暖湿气流，强度为急流，桂北处于急流轴中心附近，925hPa 超低空急流加强，急流轴北推，在桂北地区形成强的风速辐合，低层气旋性切变线辐合抬升是触发暴雨的动力机制，低空急流对暴雨起到增强的作用。

沿109.66°E（斗江）作θse、垂直速度、相对湿度纬度-高度剖面（图8b）。11 日20 时～12 日20 时，暴雨区上空为θse暖脊区控制，锋面不明显，500hPa 为一致的西南气流，在副高西伸过程中600～925hPa 西南风加强为急流；暴雨区附近上升运动加强，从近地面一直伸展到200hPa 高度，水汽饱和区主要集中在700hPa以下；随着副高加强西进，厚度逐渐增大，到13 日14 时，桂北上空整层相对湿度达90%以上。由此可见，副高西进过程中，中上层西南风增强，并向下伸展，暖湿平流加大在桂北地区形成强的风速和水汽辐合，形成南风中的暖区对流性降雨，低层强风速和水汽辐合抬升是暴雨发生的动力机制，超低空急流对暴雨有增强作用。

2.3 低槽东移，副高东退

如图9 所示，13 日20 时～15 日20 时，华北槽东移南压，副高减弱东退。这期间广西处于暖湿水汽输送带上，水汽输送通量平均最大达16g·cm−1·hPa−1·s−1，桂北位于急流轴顶端左侧气旋式辐合区，比湿平均超过14g/kg，桂北地区仍存在强的水汽辐合，辐合中心强度−2×10−7g·cm−2·hPa−1·s−1，θse锋区位于湖南中北部，桂北处于348k 高能舌区。

图9 同图5，但为13 日20 时～15 日20 时平均

这一阶段的降水无明显的时间间歇，从13 日夜间开始一直持续到15 日白天，降雨强度较之前更大，范围从北至南逐步南压。13 日20 时（图略），588 线维持在黔桂交界一带，华北槽从华北一直伸展到贵州的中南部；700hPa 的θse锋面位于贵州的中南部，锋面梯度12K；850hPa 的θse锋面在四川一带，切变线位于锋区南侧贵州中部，桂东南至江西一带有西南急流，桂北处于切变线右侧，西南急流轴左侧的352K 高能区；925hPa 辐合线位于黔桂交界，桂北处于辐合线附近θse为360K 高能舌的顶端，桂东南一带有水汽通量>20g·cm−1·hPa−1·s−1的水汽输送中心，桂北处于强的风向风速辐合区。14 日02 时（图略），700hPa 低槽东移进入滇桂交界；850hPa 切变线略微南压到贵州中南部，桂东南的急流带增大到桂西南；925hPa 辐合线进入桂北，桂南的西南风转变为偏南风急流，强水汽中心北抬到桂中，水汽通量散度中心强度迅速增大到−6×10−7g·cm−2·hPa−1·s−1；桂北位于辐合线和强水汽辐合中心处，开始出现强降雨，暴雨中心融安泗维河水库出现了193.4mm 的降雨，02 时3h 降雨高达227.8mm。14 日08 时（图略），700hPa 低槽进入桂西，桂北处于槽前西南气流区，θse锋区仍在贵州中南部；850hPa 切变线南压到贵州南部，桂北处于切变线南侧附近；925hPa 辐合线上，广西中部一直维持偏南风急流，桂东北正好处于强的水汽辐合中心，水汽通量散度加大到−8×10−7g·cm−2·hPa−1.s−1。14 日14 时，风速略微减小，但桂北地区仍有6～8m/s 的风速辐合，仍处于水汽通量散度达−4×10−7g·cm−2·hPa−1.s−1的水汽辐合中心，白天桂北地区的强降雨得以维持。到14 日夜间（图略），东北风与偏南风的切变线逐步南压，凌晨偏南气流有所加强，柳州中部正好处于切变线附近强水汽输送带的顶端。到15 日白天（图略），500hPa 逐渐转为槽后偏北气流，低层切变线减弱逐渐转为一致的弱偏南气流影响，强降雨天气结束。

沿109.53°E（泗维河水库）作风场、θse、相对湿度的时间-垂直剖面（图略）。13 日夜间～15 日，500hPa低槽缓慢东移，干冷空气逐渐由中上层向低层扩展，低层暖脊厚度较低，但暴雨区在850～925hPa 仍为较强的暖湿气流区。13 日夜间～14 日，随着低槽逐渐靠近桂北，使得垂直上升运动加强，其高度达300hPa 以上，其中心强度也达到−10×10−3hPa·s−1，而暴雨区湿层的厚度达到200hPa 高度。因此，14 日凌晨柳州中北部仍出现较强降雨，泗维河水库从14 日01～10 时10h累计降雨量达463.4mm，雨强达到93.4mm/h；到14 日夜间暖湿气流和上升运动均减弱，强降雨范围及强度减小；到15 日，低槽东移强降雨结束。由此可见，中高层干冷空气增强南压并向低层扩展，与低层的暖湿气流交汇，低层切变线南压，近地层的辐合抬升是触发强降雨的动力机制，中高层干侵入对降雨有增强作用，降雨强度与副高西进时暖区降雨强度差别不大，强降水位于水汽通量顶端与θse暖脊轴线附近，饱和区范围狭窄，厚度在200hPa 以下。

3 结论

本文利用常规观测资料、区域自动站雨量资料、NCEP 1°×1°再分析资料以及国家气候中心提供的副高指数资料，分析了2017 年8 月9～15 日发生在柳州北部的持续性大暴雨到特大暴雨天气过程，得到如下结论：

（1）暴雨发生分为三个阶段：副高稳定，高原波动东移；副高西进，切变线北抬；华北槽南压，副高东退。

（2）第一阶段：副高稳定在桂东南，高原小波动东移，切变线在黔桂交界一带摆动维持导致桂北地区强降雨，落区集中在柳州北部，具有明显的局地性和对流性，小时雨强大，傍晚开始加强，白天减弱，与高原波动的频率相对应。主要的物理机制：小波动引导中层干冷空气侵入，低层暖湿气流夜间增强，使θse锋区增大，形成明显的上干下湿的不稳定层结，强上升运动的中心高度集中在925～500hPa 之间，边界层辐合抬升是产生暴雨的触发机制，低层风速辐合加强上升运动。强降水发生在锋区南侧，低层西南气流加强的过程中。

（3）第二阶段：副高加强，广西为西南急流区，水汽输送加大，湿层增厚，θse明显上升，垂直运动存在高低两个中心。桂北处于高温高湿的不稳定层结中，中层受副高下沉气流影响，使低层暖湿不稳定能量集聚，在近地层超低空急流加强，急流轴北推过程中，急流轴左侧的气旋性切变和风速辐合抬升触发暴雨，不稳定能量释放过程中使得高低层两个垂直运动中心打通，上升运动进一步加强。强降雨出现在副高边缘的西南气流中，落区从北收到融水北部至三江一带，强度更大，出现成片的暴雨区，没有明显的时间间歇，持续时间长。

（4）第三阶段：华北槽缓慢东移南压，副高逐渐东退，随着低槽东移，槽后较强干冷空气与副高西侧的西南气流在桂北交汇，形成强烈锋区，近地层的辐合抬升是触发强降雨的动力机制，中高层干侵入对降雨有增强作用。低层有切变线配合，上升运动加大，雨强进一步增大，从桂北逐渐南压到桂南，强降雨结束，是三个阶段中降雨强度最大、范围最高、对流性最强的时段。