引言

相对于长江流域、华南地区和西南地区，我国北方地区春季暴雨发生较少，对其研究也较为有限(杨晓霞等，2005；王丽荣等，2006；侯淑梅等，2010；马鸿青等，2011；刘菊菊等，2015；张熙等，2016；任丽等，2018；热孜瓦古·孜比布拉等，2021)。地处华北南部黄河冲积平原的豫东北，虽然几乎每年都有暴雨发生，但其中90%的暴雨出现在6—8月，春季出现暴雨非常罕见。近20 a来，诸多气象科研业务工作者对河南暴雨的成因与中尺度对流系统演变特征进行了深入研究，涌现出较多研究成果。牛淑贞等(2001)通过分析河南一次特大暴雨过程的中尺度特征，揭示了该过程主要存在2个生命史达19 h和15 h的中尺度雨团活动，其具有典型的中尺度扰动及强对流特征。苏爱芳等(2018)分析豫西南一次局地大暴雨的中尺度对流系统(MCS)结构特征表明，对流系统在低层辐合线附近发展，辐合区合并造成对流系统合并，致使MCS爆发性发展和降水强度增大。马月枝等(2017)分析2016年夏季新乡一次暖区特大暴雨成因指出，华北中南部大范围高湿环境、深厚暖云层和湿层以及异常偏低的自由对流高度、抬升凝结高度与中等偏强的对流有效位能是导致新乡高降水效率的有利条件。针对河南春季暴雨，梁俊平(2014)分析了2010年春季河南一次区域性暴雨天气过程；张一平等(2014)分析揭示了河南东南部一次春季暴雨过程伴随的高架雷暴天气的成因；胡燕平等(2011)对比分析河南两次春季暴雨过程表明，其所需的水汽均集中在800 hPa以下，尤其是低层和边界层水汽辐合起到重要作用；袁小超(2015)分析2012年春季河南一次区域暴雨指出，西南低涡沿切变线向东北方向移出使得切变线南侧西南低空急流加强，造成了河南中东部暴雨。通过对2003—2014年河南119站春季暴雨的系统分析，鲁坦等(2017)归纳总结出春季暴雨的特征和预报着眼点，初步建立了此类天气的物理概念模型，同时对20例河南春季暴雨的分析表明，其落区均不在豫东北。河南春季暴雨多发生在豫中南地区，豫东北地区则很少出现。如位于豫东北地区的濮阳市，历年5月份平均暴雨日数仅0.13 d，属小概率事件(王春玲等，2010)。以往研究中，对河南暴雨的研究主要集中在夏季，对春季暴雨的研究相对较少，对豫东北濮阳市这一小区域发生的春季暴雨分析研究更少。

2018年5月15日濮阳市出现一次罕见大暴雨过程(以下简称“5·15”暴雨过程)。濮阳本站15日08时(北京时，下同)—16日08时降水量达100.5 mm，刷新自1971年以来近50 a该站历年5月日降水量极值，区域站1 h最大降水量达87.2 mm，并伴有8级以上雷暴大风，此次超历史同期极值的春季强降水过程造成河南部分地区小麦倒伏、电线杆折断、蔬菜大棚受损等，据民政局统计，其直接经济损失1 633万元。对此次过程，EC、JAPAN、GRAPES等多家全球模式只预报了濮阳有小雨或中雨，降水量级预报明显偏小，河南省气象台指导预报濮阳为中到大雨，同样存在较大偏差。因此，本文利用常规气象观测资料、卫星云图、雷达产品、区域自动站资料以及NCEP/NCAR 1°×1°再分析资料，分析了这次春季大暴雨过程的降水特点和形成原因，重点探讨“5·15”暴雨过程的环境条件与中尺度特征，以期提高对河南春季暴雨物理机制的认识，并为今后豫东北春季暴雨预报提供有价值的参考。

1 降水实况

2018年5月15日08时—16日08时，河南省淮河以北大部地区出现暴雨、大暴雨(图 1a)，暴雨落区位于豫中北，雨区呈东北—西南向，全省有26个气象观测站(含区域站)日降水量在100 mm以上，138站为50~ 100 mm，其中位于豫东北的濮阳市就有18站日降水量达100 mm或以上、46站日降水量在50~100 mm之间，濮阳地区中部、新乡地区东部和郑州地区西北部各存在1个大暴雨中心。该过程最大日雨量为155.8 mm，出现在濮阳市华龙区葡萄园站，清丰县六塔站次之为131.9 mm，濮阳县城关站日雨量116.2 mm为第三多(图 1b)。最大小时雨量为87.2 mm，出现在清丰县六塔站。考虑到“5·15”暴雨过程的最大日雨量中心位于濮阳市中部，本文将分析重点放在濮阳市暴雨上。

5月15日下午，濮阳市自西北至东南先后出现强降水，日雨量前3多的测站逐小时降水量分布(图 2)显示，3站强降水开始与结束时间较为一致，短时强降水出现在15日15—21时，其中葡萄园站短时强降水持续3 h，15日16、17、18时小时雨量分别为36.0、48.2、32.1 mm；六塔站18时小时雨量87.2 mm；濮阳城关站18时和21时小时雨量分别为36.0 mm和34.3 mm。3站15—21时降水量分别为136.1、116.1、106.3 mm，分别占日雨量的87%、88%、91%，降水较为集中。鉴于此，本文重点分析短时强降水集中时段15日15—21时的对流性强降水。

2 环流形势与影响系统分析

5月15日08时，暴雨发生前(图 3a)，200 hPa存在南、北两支44 m·s^-1的高空西南急流，其南支位于重庆东部、湖北西部到河南中东部，北支位于河北中南部、天津南部到辽宁南部，濮阳位于南支急流出口区左前侧和北支急流入口区右后侧的高空强辐散区。500 hPa我国中东部为东高西低形势，副热带高压(以下简称副高)主体位于台湾省到福建沿海，588 dagpm线位于我国东南沿海地区，沿海高压脊从台湾海峡经东海伸向东北地区南部，因南北大跨度的强势高压脊的阻挡，西风带系统东移缓慢。陕西南部有一冷涡，与其相伴的低槽位于西安、达州到威宁一线；槽前在陕中南、晋南、豫西一带有-9 ℃的冷中心和小于-3 ℃的24 h变温中心及-7 dagpm的24 h变高中心，冷中心略超前于低涡中心，低槽东移过程中有冷空气向低层入侵。副高加强西伸北抬使得584 dagpm线外围与槽前西南气流叠加形成西南急流，郑州站由上一时次的10 m·s^-1西南风增强至15日08时的22 m·s^-1西南偏南风，20 m·s^-1以上的大尺度西南风急流位于广西、湖南、湖北到河南东部，豫东北则处于槽前、急流轴西侧西南气流中。20时(图略)，随低槽东移，暴雨区随之东移，濮阳降水开始减弱。

15日08时，700 hPa低涡位于河套地区，陕西北部到河北南部有一西南风与东南风形成的暖切变线，河南北部、河北中南部、山东中西部有温度露点差(T－T_d)≥26 ℃且T_d (邢台站)低至-15 ℃的干区。850 hPa晋南、冀南—鲁西和豫西南—川东北分别有一西南风与东南风形成的暖式切变线，20 ℃暖中心位于晋东南、冀南到豫北一带，豫中北、鲁西、冀南、晋南、陕南为850 hPa与500 hPa温差(ΔT_850-500)达27 ℃的对流不稳定区，晋南、冀中南、河南大部、山东为T－T_d≤2 ℃且T_d(郑州站)达18 ℃的高湿区，12 m·s^-1以上西南低空急流位于广西中部经湖南中部、湖北东部、河南东部到山东西部，濮阳处于低空急流轴西侧。925 hPa上，冀南到豫西有一西南偏南风与东北偏北风辐合线，广西、湖南、湖北东部到河南东部为12 m·s^-1以上西南偏南超低空急流控制，武汉偏南风达20 m·s^-1。

地面图上(图 3b)，15日08时，东高西低形势明显，高、低压之间的河北南部有一辐合线(L1)，豫东北位于L1东南部的东南气流中。14时，受850 hPa暖切变辐合抬升和地面辐合线的触发作用，河北南部先出现雷暴大风，河南北部京广线以西地区出现雷阵雨，强对流天气影响使气温下降3 ℃左右。由于对流天气造成的冷池导致冷空气扩散南下，致使河南北部形成明显的地面中尺度辐合线(L2)，位于L2东侧的豫东北东南风增大了2 m·s^-1，露点温度达25 ℃且高于周边地区，为显著高湿区，气温明显高于上游地区，豫东北高温高湿环境有利中尺度系统进一步发展。同时，由于500 hPa冷中心略超前于低涡中心，降温中心位于槽前，随500 hPa低槽、冷涡东移，有弱冷空气向低层入侵，致使997.5 hPa等压线呈“S型”，河北中南部到山西南部为东北—西南向弱高压脊，河南北部到山东西北部出现气旋性环流，豫北位于形似倒槽的气压场中，倒槽北部、西北部为偏北风到西北风，弱冷空气扩散，豫东北3 h变压达-3 hPa以上，清丰站位于3 h负变压中心(-3.9 hPa)，此时995.0 hPa中尺度低压生成，豫东北气旋性辐合加强，有利于对流发展。17时，随着系统东移南压，有一辐合线(L3)位于濮阳地区东部台前经濮阳县到安阳地区南部滑县一线，继续影响濮阳地区南部和东部。由于地面辐合线东西两侧风力接近，使得辐合线移动缓慢，辐合线北侧的河北中南部中低层弱冷空气扩散，导致上升运动加强，为强降水提供了动力条件，地面辐合加强触发豫东北对流性强降水并使之不断增强。

上述分析表明，强降水开始前，副高西侧西南急流输送、对流层中低层短波槽影响、副高加强北抬、低空急流加强发展及北上、200 hPa高空强辐散等天气系统合理配置，为“5·15”暴雨的发生提供了十分有利的天气尺度背景条件。从雨区与高低空天气系统配置看，强降雨主要发生在925 hPa切变线附近，雨区分布在850 hPa切变线以南、925 hPa切变线以东及超低空急流以西、地面气旋性辐合中心东南侧、地面3 h负变压大值区内(图 3b)。

3 环境条件分析

5月份豫东北发生如此强的对流性降水，有着怎样的对流发展环境条件值得探讨。下文利用有关物理诊断量、订正后的探空及NCEP再分析资料，分析5月15日豫东北上空水汽变化、大气不稳定状况及垂直运动等环境条件。

3.1 水汽条件 3.1.1 超低空水汽输送与强辐合

925 hPa水汽通量和水汽通量散度图显示，5月15日08时(图 4a)，与925 hPa超低空偏南急流相伴有一宽广的水汽输送通道，有一27 g·s^-1·cm^-1·hPa^-1的水汽通量大值中心位于湖北东部20 m·s^-1的偏南风区附近，豫东北水汽通量为7.5 g·s^-1·cm^-1·hPa^-1；水汽通量散度图上，-3×10^-7 g·s^-1·cm^-2·hPa^-1以上水汽辐合中心位于河南中北部，豫东北水汽通量散度为-2×10^-7 g·s^-1· cm^-2·hPa^-1左右。到20时(图 4b)，水汽通量大值中心北抬到河南南部，豫东北水汽通量增至11 g·s^-1·cm^-1· hPa^-1左右；量值为-3×10^-7 g·s^-1·cm^-2·hPa^-1的水汽辐合中心北抬至豫北到冀南，豫东北水汽辐合增强至-3.4× 10^-7 g·s^-1·cm^-2·hPa^-1。这说明豫东北强降水开始前和降水期间，暴雨区及其上游地区低层有较强的水汽输送及辐合，低层水汽通量和水汽通量散度均超出河南盛夏暴雨发生时7 g·s^-1·cm^-1·hPa^-1和-1×10^-7 g·s^-1· cm^-2·hPa^-1的阈值(《河南省天气预报技术手册》编写组，2017)。

3.1.2 豫东北水汽含量大

近地层和低层(925—850 hPa)是水汽集聚层，其水汽充沛且水汽辐合明显的区域通常对应暴雨或大暴雨落区。5月15日08时比湿场(图略)显示，距离濮阳最近的郑州探空站，其850 hPa和925 hPa比湿分别高达15 g·kg^-1和16 g·kg^-1，20时比湿分别增至16 g·kg^-1和17 g·kg^-1，均超出河南盛夏发生暴雨和大暴雨时12 g· kg^-1和14 g·kg^-1的850 hPa比湿阈值(《河南省天气预报技术手册》编写组，2017)。结合图 3a可知，较大水汽含量表明暴雨区低层暖湿平流较强，增温增湿明显，为豫东北大暴雨的产生提供了充足的水汽条件。

3.2 不稳定条件

“5.15”豫东北大暴雨具有明显的对流性特征，下文利用08时郑州探空以及用濮阳14时气压、温度、露点订正的08时郑州站探空资料分析大气层结不稳定条件。从15日08时郑州站探空T-lnp图(图 5)可见：700 hPa层较干(T－T_d为13 ℃)，850 hPa以下层较湿(T－T_d≤3 ℃)，这种上干冷、下暖湿的不稳定层结有利于短时强降水和强对流天气发生；925—850 hPa风随高度顺转，风速快速增大，低层暖平流较强，850—500 hPa风随高度略微逆转，中低层有弱的干冷空气侵入，200 hPa西南风速达38 m·s^-1，高空急流强辐散引起的抽吸效应有利于加强低层辐合上升运动；中低层风垂直切变大，有利于形成雷暴大风强对流天气(此次过程中濮阳局地出现8级以上短时大风)；0 ℃层高度为4.6 km，春季出现如此高的0 ℃层表明暖云层深厚，有利于发生高效率强降水。

用濮阳站14时(强降水发生前1 h)的气压、温度、露点温度订正的郑州08时探空见图 5，从中看到，订正后的对流有效位能(CAPE)高达4 623 J·kg^-1，气团内部具有很强的湿对流不稳定能量。K指数、沙氏指数(SI) 和抬升指数(LI)分别为32 ℃、-5.5 ℃和-9.7 ℃，850 hPa与500 hPa温差(ΔT_850-500)达26 ℃，850 hPa与500 hPa假相当位温差(Δθ_se850-500)约为22 ℃，以上对流参数表明豫北上空大气层结极不稳定。这样的层结条件下，只需弱的干冷空气侵入，就能触发不稳定能量释放，产生对流性强降水。

综上可知，CAPE偏高达4 623 J·kg^-1，SI为-5.5 ℃，LI达-9.7 ℃，均超出了河南盛夏产生100 mm以上大暴雨时CAPE≥1 000 J·kg^-1、SI≤0 ℃、LI≤-2 ℃的阈值(《河南省天气预报技术手册》编写组，2017)，较强对流不稳定为对流性高效率强降水的产生提供了极为有利的环境条件。

3.3 动力条件

从5月15日不同时刻过濮阳暴雨中心附近沿115°E所作的垂直速度经向剖面图上可见，08时(图略)，在34°N附近(河南中部)720 hPa存在-1.0 Pa·s^-1的上升运动中心。14时(图 6a)，上升运动区向北扩展到35°N，其中心高度降至860 hPa，濮阳西部由上一时次的下沉运动(0.15 Pa·s^-1)转为此时的上升运动(-0.15 Pa·s^-1)，上升运动明显增强。20时(图 6b)，上升运动中心高度继续下降至900 hPa，其强度进一步加强(-0.75 Pa·s^-1)，其范围向北扩展到36°N，上升运动中心正好位于暴雨区上空，同时600 hPa为下沉运动中心(0.3 Pa·s^-1)，下沉运动区向下伸展到700 hPa以下，降水强度开始减弱。14—20时上升运动中心增强北上的过程中，水汽随南方暖湿气流输送到豫东北上空，使湿层厚度增大，触发不稳定能量释放，造成豫东北强降水，这在以往河南暴雨天气分析中也得到了证实(赵培娟等，2009)。

4 暴雨中尺度特征分析

通过卫星云图和雷达产品可以直观地看到在各种天气系统下产生的云系和回波及其演变，同时也可帮助识别云系和回波对应的天气系统。下文利用FY-4A红外云图和濮阳雷达站基本反射率资料，并结合国家站和区域站逐小时降水资料，针对豫东北濮阳暴雨中心，综合分析此次大暴雨过程的中尺度系统变化特征。鉴于强降水主要集中在15日15—21时，下文重点分析此时段对流云团活动、雷达回波演变与强降水的对应关系。

4.1 中尺度对流云团演变特征

2018年5月15日，在500 hPa槽前、850 hPa切变线以南、925 hPa切变线以东及超低空西南急流以西形成西南气流强辐合区，受暖湿气流辐合抬升、弱冷空气扩散、低层切变线和地面辐合线的影响，高温高湿环境下的河南北部不断有对流云单体初生并发展，对流云单体在高空西南气流的引导下沿925 hPa切变线东北移，并在濮阳地区强烈发展形成两个中尺度对流系统，15—21时其先后影响濮阳，造成濮阳中部大暴雨。

从FY-4A红外云图与国家站地面1 h风场叠加图上可见(图 7)，此次强降水开始前，随着500 hPa低槽、冷涡东移，15日03时(图略)起河北南部地面持续出现小于2 m·s^-1的偏北风，有弱冷空气扩散。对流层中层槽前与副高西侧西南气流叠加区西南急流发展，低空急流发展加强及北上，河南北部不断激发生成对流云单体。14时(图 7a)，受850 hPa暖切变线辐合抬升及地面辐合线(图 3b中L1)触发，河北南部有对流云团发展并产生雷暴大风，对流产生的冷池出流在河南北部与暖湿气流相互作用形成一条东北—西南向中尺度辐合线，地面风场显示辐合线位于内黄、滑县到原阳一带(见图 3b中L2)，L2两侧最大风速增至6 m·s^-1，风向相反，清丰附近伴有中尺度低压产生，气旋性辐合加强促使对流发展。L2西侧有对流云团C1生成，C1北端对流旺盛并逐渐发展为中尺度对流系统(MCS)。

15时(图 7b)，L2东移至清丰、濮阳、滑县东到原阳，其西侧的清丰站由6 m·s^-1东南风转为8 m·s^-1西北风，濮阳站由4 m·s^-1南西南风转为4 m·s^-1西北风，东侧的南乐站东南风由2 m·s^-1增至6 m·s^-1，两侧风速增大导致辐合上升加强，使得水汽辐合增强。C1明显加强，其南端可见对流云单体新生，其北端与河北南部的对流云团合并，开始影响濮阳西北部，造成15时8站出现短时强降水，其中清丰县食品园站最大小时雨量达48.2 mm。

16时(图 7c)，L2东北段形成偏北风与偏东风辐合区并东移南压，西南段为东北风与西南风形成的辐合区并东移北抬，斜跨濮阳中部并位于范县、濮阳、滑县到卫辉一带，其北侧偏北风减小为2 m·s^-1。C1强度明显增强、宽度变大，其北段云顶亮温达到-64 ℃，发展为中尺度对流云带，并影响濮阳北部和中部，造成16时14站出现短时强降水，其中南乐县千口站最大小时雨量为54.0 mm、葡萄园站36.0 mm。

到17时(图 7d)，由于对流层中低层冷槽东移使得冷空气向低层渗透，地面上濮阳东部台前经濮阳县到安阳地区南部滑县产生一辐合线(图 3b中的L3)，L3以北的濮阳中部地区偏北风增大，清丰站由西北风(2 m·s^-1)转为东北风(4 m·s^-1)，边界层动力抬升作用明显，在850 hPa切变线以南、925 hPa切变线以东高温高湿区激发多个对流云单体，并沿925 hPa切变线向东北方向移动，且在濮阳上空强烈发展后与C1合并，C1进一步发展增强，东西向明显增宽，云顶亮温降至-66 ℃，演变成近圆形β中尺度对流云团，其中镶嵌有中尺度雨团(1 h降水量＞10 mm，生命史≥3 h)，17— 19时增强后的C1持续影响豫东北，造成17时濮阳中东部7站短时强降水(其中葡萄园站最大小时雨量48.2 mm)、18时18站短时强降水(其中六塔站最大小时雨量87.2 mm)和19时2站短时强降水(其中范县颜村铺站最大小时雨量36.2 mm)。19时后，C1逐渐移出濮阳。C1对濮阳地区的影响历经7 h，连续造成4 h的强降水，强降水峰值出现在15∶30—16∶30和17∶00— 18∶00，其演变与降水强弱变化相一致。

在C1形成、发展与移出濮阳的过程中，在18时(图略)，新乡东部有一对流云团(C2)新生，伴有东南风与东北风辐合线，C2沿925 hPa切变线向东北方向移动并快速发展。19时(图 7e)，C2东北移至卫辉、淇县到汤阴一带，强度加强，范围扩大，发展为椭圆形对流云团，地面辐合线位于内黄、滑县中部到延津一带。20∶00 (图 7f)，C2东移至内黄到浚县一带，其前沿进入濮阳西部，云顶亮温为-60 ℃，加强为近圆形β中尺度对流系统。随着天气系统和急流轴东移，濮阳上空水汽输送减弱，使得C2强度不如C1，且其东移中强度减弱也较快，C2东北移影响濮阳中南部地区，造成21时该地区11站短时强降水，濮阳城关站最大小时雨量34.3 mm。21时后(图略)，C2主体减弱明显，21:30移出濮阳。C2在濮阳历经1.5 h，其带来的强降水集中在20∶10—20∶50，约40 min。

以上分析表明，在高温高湿环境中，对流层中低层低槽东移向低层侵入弱冷空气，低层切变线触发及暖湿气流抬升，豫北生成多个对流云单体，并沿着925 hPa切变线向东北移动，在濮阳地区上空组织发展为中尺度对流云团，造成豫东北地区产生对流性强降水，地面中尺度辐合线在短时强降水过程中起到了辐合抬升和加强作用。

4.2 雷达回波特征

从濮阳多普勒天气雷达回波强度演变看出，5月15日15—21时伴随925 hPa切变线东侧对流云团活动，不断有不规则的块状回波形成，其中有多个对流单体发展，随其缓慢东移南压，受高空西南引导气流的影响，对流单体向东北方向移动，依次通过濮阳中部形成“列车效应”，造成濮阳中部大暴雨。

与上述对流云团C1的形成与发展相对应，15日14∶00 (图 8a)，C1北端对流云块前部有多个孤立的对流单体出现并排成一列，形成一条东北—西南向多单体风暴回波线。15∶00 (图 8b)，随着C1南端明显发展，上述回波线东移到南乐中东部、清丰西部、濮阳市区西侧、内黄东南部到滑县东部一带，对流单体有所增加，其中各单体首尾相连，中心强度达48 dBz，回波主体缓慢东移南压的同时，由暖湿气流抬升、925 hPa切变线和地面辐合线及边界层弱冷空气触发的各对流单体，在高空西南气流的引导下沿低层切变线向东北移动。15∶30 (图略)，回波线东移至南乐东部、清丰中东部、濮阳市区、濮阳县西北部到滑县一带，其前沿开始影响华龙区葡萄园、清丰县六塔、濮阳县城关等地。16∶00 (图 8c)，随着C1发展加强，与其前部温度大梯度区对应，回波线主体东移至清丰东部，濮阳市区中东部、濮阳县北部到滑县北中部一带，48 dBz强回波面积明显增大，此时葡萄园、六塔、城关等地受此多单体影响，其中葡萄园和六塔受同一单体影响，城关受另一单体影响；同时有两个新生γ中尺度单体(T1和T2)分别在濮阳县东部和滑县东部出现并向东北移动，于16∶18并入到上述回波线，T1与濮阳市区东部、清丰东南部回波合并加强，T2与濮阳县西北部、市区中南部的回波合并加强，新单体使对流更加活跃，强回波逐渐向东扩展，其强度普遍在40~45 dBz之间，中心强度达48 dBz以上，对应濮阳中部降水明显增强。16:18 (图略)，濮阳县东部和滑县东部又有两个γ中尺度对流单体(T3和T4)新生发展。16∶30 (图略)，回波线仍位于清丰东部，濮阳市区、濮阳县北部到滑县一带，但其东北段已进入山东西部，濮阳中部强降水逐渐减弱。至此，上述回波线东北段对濮阳中部的影响已为10个体扫，其中葡萄园站有6个体扫强回波中心维持在40 dBz以上，葡萄园、六塔、城关15∶30—16∶30雨强分别为75.4、16.9、30.7 mm·h^-1，葡萄园站10 min雨量极值达20.8 mm (16∶10—16∶20)。由于新乡地区东部不断有对流单体新生发展东北移，经滑县到濮阳县西北部及濮阳市区西南部，致使上述回波线西南段稳定在濮阳市区、濮阳县西北部到滑县中北部，与对C1不断增强增宽相吻合。此时T3和T4继续东北移，中心强度达48 dBz。

到17∶00 (图 8d)，随着C1继续增强增宽发展为MCS，T3、T4随之发展加强东北移，再次与上述回波线系统合并而使之加强，与T1、T2并入位置相近，葡萄园、六塔、城关等地再次受强回波影响，葡萄园和六塔为同一单体影响，城关受另一单体影响，增强后的对流单体再次影响同一地区形成“列车效应”，造成濮阳中部大暴雨，同时局地伴有短时雷暴大风等强对流天气。17:30 (图略)，回波线东北移，影响清丰东部、濮阳市区、濮阳县西北部，其中心强度达48 dBz。18:00 (图略)，多单体强回波主体东移出濮阳市区，市区各站降水减弱。此合并加强后的回波线也影响濮阳中部10个体扫，17∶00—18∶00葡萄园、六塔、城关雨强分别达32.1、87.2、36.0 mm·h^-1，六塔站10 min雨量极值达21.7 mm (17∶10—17∶20)。另在18时新乡东部有一γ中尺度单体(T5)发展东北移。

20∶00 (图 8e)，T5发展并东北移形成一带状对流多单体风暴系统，位于中尺度对流云团C2前的温度大梯度区，即清丰西南部、濮阳市区西部、内黄南部、滑县东部到长垣北部一带，内黄南部对流旺盛，强回波中心达50 dBz以上。20∶30 (图 8f)，镶嵌在C2中的多单体回波主体发展为倒三角形块状回波，在东移过程中向北扩展，≥48 dBz强回波区面积增大，濮阳中部地区再次出现强降水，此时葡萄园、六塔、城关雨强分别达18.6、4.6、34.3 mm·h^-1。21时后，强回波继续向东北移动，其强度逐渐减弱，强中心移出濮阳中部，濮阳强降水随之减弱停止。由于C2东移中有所减弱，镶嵌其中的后一带状对流多单体风暴东移中回波强度也相应减弱，对濮阳影响时间相对较短，造成的强降水弱于前一多单体风暴回波线，带状对流多单体风暴对濮阳市中部影响为10个体扫，因该其回波主体偏南，濮阳县受其影响较明显，城关站10 min雨量极值为14.2 mm。

综上分析表明，在伴有中尺度对流云团活动的背景下，豫北多地不断有γ中尺度对流单体生成，其东移中加强并在豫东北发展形成线(带)状多单体风暴，多个对流单体沿相同路径影响同一区域形成“列车效应”；另外，上游地区新生的对流单体在西南气流引导下向东北方向移动，新的对流单体在旧单体的右后方生成，回波单体存在明显的后向传播特征。

5 结论与讨论

本文使用多种常规和非常规气象观测资料，分析了“5·15”暴雨过程的环境条件与中尺度特征，揭示一些重要的事实，主要得到如下几点结论：

(1) 副高西侧西南急流输送、对流层中层短波槽影响、低空急流加强发展及北上、高空强辐散等天气系统合理配置，是这次暴雨过程发生的有利环流背景。强盛的低空急流为暴雨的形成提供了充沛的水汽和不稳定能量。弱冷空气扩散、低层切变线触发、地面中尺度辐合线和暖湿气流抬升是暴雨形成的动力机制。

(2) 925 hPa豫东北水汽通量和水汽通量散度分别达到11 g·s^-1·cm^-1·hPa^-1和-3.4×10^-7 g·s^-1·cm^-2·hPa^-1，比湿超过15 g·kg^-1，订正后的CAPE值偏高达4 623 J·kg^-1，均超出河南暴雨发生的物理量阈值。超低空水汽输送与强辐合、较大水汽含量及上干冷、下暖湿极不稳定对流层结为对流性高效率强降水的产生提供了极为有利的环境条件。

(3) 强降水主要由两个β中尺度对流系统发生发展造成，暴雨区上空β中尺度对流系统维持或移入是强降水能够维持较长时间的重要原因。

(4) 与中尺度对流云团活动对应，豫北多地不断有γ中尺度对流单体生成，其东移中加强并在豫东北发展形成线(带)状多单体风暴，多个对流单体沿相同路径影响同一区域形成“列车效应”，导致此次豫东北局地大暴雨；上游地区新生的对流单体在西南气流引导下向东北移动，新对流单体在旧单体右后方生成，回波单体存在明显的后向传播特征。

“5.15”暴雨过程的对流性降水特征明显，高效率强降雨发生在异常强的水汽输送及辐合且较强对流不稳定的有利环境条件下，使得EC等多家全球模式对这次大暴雨过程预报失败。可见，对中尺度特征明显的对流性降水，全球模式对其降水量级的预报存在偏差，预报员不应过度依赖数值模式产品，需要结合当地温湿条件和探空订正提供的环境条件等进行综合分析判断，在全球模式预报的基础上对可能触发的对流性暴雨进行主观订正。下一步将筛选出豫东北乃至河南省内若干春季大暴雨个例，加强对全球模式数值产品的释用研究。