中尺度对流系统(MCS)发生发展与环境条件密切相关。Maddox(1983)指出，中尺度对流复合体(MCC)是在弱地面锋附近有明显的南风低空急流输送暖湿空气的区域生成，中层有向东移动的弱短波槽，主要强迫因子是低层的暖湿平流；中尺度对流复合体发生在较弱的高空西风急流反气旋一侧。Cotton等(1989)对200 hPa风场的分析支持Maddox的这一结果，中尺度对流复合体发展过程中，其东北方向急流加强，并发展成有反气旋弯曲的急流中心。Laing等(2000)研究了世界上5个大尺度环境区(非洲、澳大利亚、中国、南美洲和美国)发生中尺度对流复合体的环境条件，认为各地中尺度对流复合体发生环境非常相似，典型特征为局地绝对湿度最大和静力稳定度最小。丁一汇等(1982)研究中国飑线指出，冷性高压后部、冷锋、冷涡、露点锋、切变线、辐合线等天气系统甚至地形都是飑线形成的背景条件。费增坪等(2005)认为影响2003年淮河大水期间MCS的主要天气系统是副热带高压(副高)和低涡及锋面云带。徐亚梅等(2002)、王建捷等(2002)、孙建华(2004a，2004b)、王欢等(2006)对一些典型强降水过程MCS进行环境特征诊断和模拟分析，重点突出低空急流、低涡切变与MCS的相互作用、低空辐合和高空辐散配置、中层涡度趋于最大并与弱短波槽相伴的有利环境等。此外，康凤琴等(2001)诊断分析了中国南方中尺度对流复合体水汽源汇特征，指出在初始阶段有小尺度对流复合体消耗中尺度对流系统的水汽、热量而积极活动，形成中尺度对流系统的视热汇、视水汽汇。在中尺度对流系统生命期前期，潜热释放是主要加热因子，而后期对流垂直输送水汽和热量的作用比对流凝结加热的作用大。

上述诸多研究强调了多个MCS或单个MCS环境场中影响因子的作用。事实上，MCS的组织形式多样，他们并未对MCS分门别类地探讨其环境场。Bluestein等(1985)通过对北美地区许多飑线个例的探空观测的分析，总结出中纬度飑线最重要的环境特征: 一是对流层为位势不稳定，即存在高对流有效位能；二是平均风的最大垂直切变在低层，切变向量在顺时针方向偏离飑线45°左右。Parker等(2000)总结了北美地区中纬度3类线状MCS的环境风场和垂直切变的变化，并解释不同线状MCS层状回波形成的原因。类似的工作在中国尚不多见，不同地区虽然会产生相类似的MCS组织模型，但造成的天气现象却有着迥然的差异，如北美地区MCS多以强风暴天气著称，长江流域则以强降水天气为主，这表明组织模型相同的MCS环境场仍存在一定的差异，如水汽和风场演变特征。

本文在王晓芳等(2012)梅雨期MCS分类的基础上，采用各种观测资料和NCEP逐日4次1°×1°再分析资料合成分析长江中下游地区不同类型线状MCS的环境特征，并对易产生极端强降水的两类线状MCS进行典型个例分析。 2 线状MCS的天气影响系统

表 1是影响2010年6—7月长江中下游地区90个线状MCS的天气系统，可见有近一半的线状MCS(45.6%)是在地面低压倒槽影响下形成的；冷锋锋后常常是地面风速大值带，且风速梯度最大，很容易形成地面风的辐合上升运动，从而易导致对流的产生；暖区或准静止锋的暖侧中环境空气是暖湿不稳定的，易触发对流；在前期有天气系统影响形成的冷出流边界附近环境气团常常是不稳定的，该区域也易产生新对流。在高空，对流层中低层850 hPa切变线是线状对流系统的主要影响系统，占51.1%，其次是低涡系统，气流汇合和涡旋环流附近也易形成线状MCS。从上述影响系统特征看，线状MCS的天气影响系统重点强调了地面和对流层中低层的环境场气流辐合作用对对流触发的重要性。

对流层环境风的垂直分布是各种线状MCS组织结构模态的重要影响因素(Parker et al，2000；Schumacher et al，2005)，本研究用实际探空观测资料来计算线状MCS的环境风特征。由于断裂线状中尺度对流系统(BL)持续时间短，而高空观测只有08和20时(北京时，下同)两个时次，2010年6—7月BL类基本都不在观测时段内，故这里暂不讨论BL类MCS环境风场。长带层状降水中尺度对流系统(LL)和镶嵌线状中尺度对流系统(EL)因本研究时段个例少，合成分析需用其他年份资料，将另文分析。受高空观测资料的时空分布影响，首先从上述线状MCS类型中前5类共78个个例中，挑选出在MCS发展阶段或成熟阶段其影响区域内有探空站点的个例，被挑出的不同MCS类型个例大约占各MCS类型个例总数的一半或以上。其次分解被挑选MCS个例环境风场，主要分为平行于对流带的风分量和垂直于对流带的风分量，计算高空观测资料中各常规层次上风场的风分量。最后将这些风分量分别合成为每一类MCS模型的平均环境风场，受常规探空资料的高空层次的限制，这里合成层次仅限925、850—700、500—400、300 hPa上的平均风分量，分别代表对流层低层、中低层、中高层、高层的平均环境风场。

图 1为5类线状MCS相对对流线垂直和平行的平均环境风分量的垂直剖面分布。图中垂直中间两层值分别为850—700、500—400 hPa的平均值，平均风的垂直分量为负表示风向指向对流系统移动方向的后方，平均风的垂直分量为正表示风向指向对流系统移动方向的前方。

图 1 各类线状MCS相对对流线垂直和平行的平均风(m/s)分量的垂直剖面分布(a. TS，b. BB，c. TL/AS，d. LS，e.PS; 列代表平行对流线的平均风分量，列代表垂直对流线的平均风分量) Fig. 1 Vertical profiles of the layer-mean line-relative MCS winds for the various line-MCS(arrowhead depicted as the line-parallel()or line-perpendicular()component in m/s)(a. TS，b. BB，c. SA/TL，d. LS，e. PS)

图选项

尾随层状降水中尺度对流系统(TS)从地面至对流层高层垂直对流线的平均风分量都指向系统移动方向的后方，即指向对流系统的层状区，对流层中低层垂直对流线的平均风分量最大，之后随高度递减。平行对流线方向的平均风分量随高度先增大，对流层中高层略有降低，到对流层高层又明显增大。邻接层状单向发展的中尺度对流系统(TL/AS)环境风场的垂直分布类似于TS 类，垂直对流线的平均风分量近地层最大，且随高度明显减弱，而平行对流线的平均风分量则相反，近地层最小，随高度上升显著地增大。前导层状降水中尺度对流系统(LS)垂直对流线的平均风分量从低层到高层递增，在对流层700 hPa以下垂直对流线的平均风分量方向指向对流线移动方向的后方，而700 hPa以上垂直对流线的平均风分量方向转为指向对流线移动方向的前方；平行对流线的平均风分量垂直分布与TS类和TL/AS类相似，随高度上升增大。准静止后向建立的中尺度对流系统(BB)和平行层状降水中尺度对流系统(PS)均以平行于对流线方向的平均风分量最显著，PS类平行于对流线方向的平均风分量更大；垂直对流线的平均风分量PS类较小，且随高度升高先减小后略有增大，再减小，而BB类MCS垂直对流线的平均风分量值比PS类大，随高度呈缓慢增加趋势，BB类垂直对流线的平均分量方向在对流层中下层指向系统移动方向的左侧，在高层则指向系统移动方向的右侧，而PS类在近地层垂直分量指向系统移动方向的左侧，中高层都指向系统移动方向的右侧。

由上述分析可见，TS类和TL/AS类垂直对流线的平均风分量与其他3种有重要差异，这两类展现了垂直对流线的平均风分量在整个对流层都是指向对流线移动方向的后方，在近地层二者指向系统后方的平均垂直风分量也较另外3类大，特别是TL/AS类，为11.2 m/s。在对流层中层TS类平均垂直风分量明显要大于其他类型(图 1a)，这点和Parker等(2000)统计结果一致。PS类有较小的垂直对流线的平均风分量，LS和BB类在对流层中层平均垂直对流线的风分量差异较小。 Rutledge等(1987)和Houze等(1989)解释MCS的尾随层状降水区域，认为中对流层通过平均气流要有大的向后输送的水汽平流，但在近低层有较大的差异，Parker等(2000)统计结果在近低层的平均垂直对流线的平均风分量都远大于其他层次，本研究统计的平均风分量数值都比Parker等(2000)大很多，这或许是中国夏季对流层受盛行的东南季风影响，风速较大的缘故。

在对流层中上层500 hPa以上PS类存在大而深厚的平行于对流线的平均风分量，远大于其垂直对流线的平均风分量，这样对流层中上层水汽平流绝大部分是沿着对流线方向，BB类平行对流线的风分量仅次于它，这说明BB类沿对流方向的水汽平流大于对流线两侧的水汽平流，和PS类一样系统降水大多集中在沿对流线方向。LS类平行和垂直对流线的平均风分量相差较小，平行于对流线的平均风随高度增加，在中高对流层垂直对流线的平均风分量是朝对流线前方，即指向系统的层状降水回波区，在高层垂直对流线的平均风也较大，这或许能解释朝系统前方的水汽平流较大。TL/AS类在对流层中高层500 hPa以上平行于对流线的平均风分量超过了垂直对流线的平均风分量，在高层展示了绝对大的平行于对流线的平均风分量。5种类型MCS对流层中平行于对流线的平均风分量都呈现低层小高层大的分布特点，但其数值差异较大，垂直于对流线的平均风也有显著差异，这暗示对流层环境风相对于对流线分量的垂直分布是决定线状MCS组织模型的重要因子。

通过计算近地层和对流层中层环境风的垂直切变可知，TS类和LS类平均风垂直切变主要表现为垂直对流线方向，而TL/AS类平均风垂直切变在近地层是垂直对流线方向，到对流层中层主要是平行对流线方向，这是其结构上最大的差异。PS和BB类平均风垂直切变从地面到对流层中层都表现为平行于对流线方向，且BB类平均风垂直切变大小比PS类小。说明风垂直切变也是线状MCS组织模型的影响因子。4 线状MCS环境场物理量特征

MCS持续时间一般与气团稳定度有关，故用高空观测资料计算各类MCS最不稳定层(该层高度每个MCS个例都不一样，但离地面一般很近)上各热力学参数的平均值(表 2)。平均对流有效位能(CAPE)、对流抑制能量(CIN)、抬升凝结高度(LCL)和抬升指数(LI)表明TS类发生在条件不稳定性最高的空气团中，其后依次是TL/AS、LS、BB类，而PS类环境的条件不稳定性最低。长江流域梅雨期环境空气的稳定程度与大气中可降水量大小没有明显的对应关系，上述几类MCS的平均可降水量都很大，比美国中纬度地区MCS的平均可降水量明显偏大(Parker et al，2000)，观测发现，2010年长江流域梅雨期在强降水区有许多站发生极端降水的情形，如7月8日湖北东北部几个县(市)，其中，英山站为287 mm，7月13日安庆站12 h 降水达271 mm。由表 2还发现，TL/AS类MCS可降水量(PW)最大，抬升凝结高度最低，BB类MCS的可降水量其次，但其抬升凝结高度较高，平均位于883 hPa，其余3类依次是TS、LS、PS。

由于线状MCS类型较多，TS、LS和PS类国际上已有很多的研究(Houze et al，1990；Schiesser et al，1995；Parker et al，2000；Rigo et al，2004)，王晓芳等(2010，2011)详细分析了2007年发生在长江中游地区TS和LS个例的结构演变特征及形成机理。BL的移动距离和持续时间都短，降水强度不大，这里只对易产生强降水甚至是极端降水的两类准静止线状MCS(TL/AS和BB)个例进行分析。 5.1 2010年7月8日的邻接层状单向发展MCS 5.1.1 MCS雷达回波的演变

2010年7月8日04时—14时30分，在湖北省东北部发生了一个TL/AS MCS。初期有一些小对流块连成的线状对流在湖北红安县和麻城市发展，同时在河南省东南部也出现了一些对流，05时在湖北省中部地区又有一条对流线发展，随后向东北方向移动并加强发展，至06时湖北省东北部至河南省东南部发展成3条平行的对流线(图 2a)。之后在河南省信阳及其南部的广水不断有新对流生成，朝东南方向移动到前方的对流线中(图 2b)，08时，3条对流线发展连接成一体，图 2a中北侧两条对流线回波减弱演变为成片的层状回波，但此时层状回波中仍有较强的对流回波，而南侧对流线中回波发展旺盛。此后对流带继续向东南方向延伸扩展，形成了一个典型的TL/AS，强对流回波位于系统的西南侧，大片层状回波紧邻强对流回波位于系统东北侧(图 2c、d)，对流带中单体朝东南方向移动，同时强对流带中单体明显向东北方向倾斜或被拉长，层状回波随时间也向东南方向发展。14时以后信阳等地的新对流单体明显减少，并很快停止，从13时30分开始在武汉西侧的应城有新对流单体生成东移，该TL/AS的西北段很快减弱消散，新对流发展位于武汉西边，原来的TL/AS在14时30分消亡。

图 2 2010年7月8日雷达组合反射率因子(a．06时42分，b．08时，c．10时18分，d．13时30分) Fig. 2 Composited radar reflectivity from the Doppler radar at(a)06:42，(b)08:00，(c)10:18，and (d)13:30 BT 8 July 2010

图选项

在8日TL/AS演变过程中，新单体绝大部分在系统的上游信阳南部不断重复地产生，而后平行于对流线方向移入MCS的南侧强对流线中(图 2b、c、d)，有的单体移动距离较远，新旧单体在不断生消替换，虽然单体朝东南方向运动，但整个MCS系统移动极缓慢，准静止地维持在湖北东北部至安徽西南部。此外，在湖北中部武汉附近有少许新对流单体生成向东北方向移动并入到强对流线中(图 2c)。

8日TL/AS形成后维持约6 h，造成湖北东北部持续6 h的强降水，其中，英山县逐时雨量都超过40 mm，10—11时为61 mm，6 h降水量达267 mm，日降水量288 mm，均突破历史极值。5.1.2 地面环境场

7月8日05时湖北省及周边地区处在一个低压倒槽中，鄂东北暴雨区正好位于地面冷锋北侧(图略)。图 3a为地面风矢量及相当位温，在湖北东北部有一θ_e锋面，鄂东北地区位于θ_e锋面北侧，即冷锋北侧，8日MCS在该地发生发展，Schumacher等(2005)研究也表明，TL/AS易发生在地面锋面和前期出流边界的冷侧。图 3a中08时地面风在对流区很小，且较乱，甚至在θ_e锋面西南侧还存在风场辐散，但沿锋面从东南到西北对流区内存在风场辐合。至对流系统发展旺盛时期(10—11时降水强度最大，为61 mm/h)，与图 3b中地面风较一致，在对流区东南侧至西北侧为明显气流辐合带，辐合最大区位于三省交界处。由于强降水的发生及地面蒸发作用，锋面两侧的温差进一步加大，暴雨区湿度几乎为饱和状态，θ_e锋面较08时明显加强，且向南扩展。

图 3 7月8日地面风矢量和相当位温(K)(a．08时，b．10时) Fig. 3 Surface wind vector and equivalent potential temperature(K)at(a)08:00 and (b)10:00 BT 8 July 2010

图选项

图 4为7月8日08时沿115.5°E物理量剖面。08时正是对流发展阶段后期成熟阶段开始，08时以前降水很少，特大暴雨中心位置在(30.6°N，115.5°E)附近。在30.4°—31.4°N近地层至850 hPa为明显的冷区层(图 4b)，中低层偏南的高湿高θ_e气流(图 4a)沿30°N北侧冷区层向北爬升，这与Moore等(2003)给出的示意模型相似。暴雨中心上空几乎是强盛的垂直上升运动，400 hPa上升气流与偏北气流一起向南倾斜上升；在700—400 hPa高度30°N以南存在垂直上升气流折转向南并出现下沉运动。暴雨区内θ_e随高度明显减少(图 4a)，说明环境气流处于对流不稳定状态，高θ_e区域和对流层中低层辐合大值层相对应，这样最强不稳定区和最大辐合区几乎叠加在一起，最有利于新对流单体在此区域发生发展。暴雨区高相对湿度等值线伸展到300 hPa(图 4 a)，低层的高湿偏南气流在冷区层抬升后被强上升运动直接带入暴雨区的对流层上空，同时剧烈上升运动也隔断了周围环境干空气进入暴雨区上空，使暴雨区上空不断有暖湿气流输入，空气层的湿度也始终维持最大，最终导致特大暴雨的发生。

图 4 7月8日08时沿115.5°E的垂直剖面(a.散度(色阶，10-5 s-1)、相对湿度(虚线，%)、相当位温(实线，K)，b.v-ω(m/s，Pa/s)、温度(℃)) Fig. 4(a)Vertical cross section of the horizontal divergence(10-5s-1； shaded)，relative humidity(percent； dashed lines)，and equivalent potential temperature(K； solid lines)along 115.5°E and (b)as in(a)but for v-ω(v，m/s； w，Pa/s) and temperature(℃)at 08:00 BT 8 July 2010

图选项

从7月8日08时在暴雨区南侧(30°N)环境风垂直剖面(图 5)看到，850 hPa高度上有一个风速大值区，表明对流层低层存在低空急流，图 6中也显示在对流发展区的西南方存在一风速大值区，已有诸多研究表明，低空急流在暴雨天气演变过程扮演着重要角色。在32°—33°N对流层低层有明显切变，对流发展区域正好位于低空急流北侧至低层切变线南侧的区域，这里也是环境大气最不稳定区所在。暴雨区附近(图 5中31°N)高空风垂直剖面显示，近地面是偏南风，对流层低层风向随高度明显逆转，即暴雨北侧对流层低层存在明显的冷平流；在对流层中层400 hPa以下风向几乎是一致偏西风，由低层西偏南风逆转为高层西偏北风。

图 5 7月8日08时沿115°E的风剖面 Fig. 5 Wind profile at 08:00 BT 8 July 2011

图选项

地面冷锋08时呈西北—东南向，TL/AS初始对流发展方向也为西北—东南向，成熟阶段MCS方位角约为130°(与常规观测风的方向角度一致)，计算暴雨区附近地面至925 hPa风垂直切变为0.014 s^-1、方向角为40°，可见近地层风垂直切变有较大分量垂直于对流线方向；925—500 hPa风垂直切变为0.0017 s^-1、方向角168°，对流层中层风垂直切变有一个绝对大的分量平行于对流线方向，这或许因为地面对流发生区位于较强的锋面附近，存在强斜压性，依据热成风平衡原理，风垂直切变方向可较大地平行于地面锋面走向。按照Rotunnao等(1988)理论，气流上升运动易向冷侧(即8日MCS的东北方)倾斜，图 4b中也证明这一点，30.5°—31°N 600—400 hPa的垂直上升运动向北倾斜，这样低层的水汽被向北倾斜的上升气流携带到强对流线的东北侧上空，形成了8日TL/AS层状回波区。

图 6为8日08时850 hPa相当位温及其平流，θ_e平流最大中心位于安徽省东部，对流区正好位于湖北东部略偏北，从湖北东部至安徽西南，θ_e平流由小到大，即其大值指向对流区的东北方向，Junker等(1999)研究指出，MCS系统中θ_e平流大值易指向暴雨区的北侧或东北侧，8日MCS个例也存在这样的一个特征。同时，在对流发展区还是风速梯度最大的地方。

图 6 7月8日08时850 hPa 相当位温(粗线，K)及其平流(虚线，10-5K/s)、风场(风羽) Fig. 6 850 hPa equivalent potential temperatures(K，thick lines)，equivalent potential temperatures advection(10-5K/s，dashed lines) and winds(barb)at 08:00 BT 8 July 2011

图选项

2010年6月7日18时在重庆附近有一些点状对流发展，很快对流带在长江流域扩展，即朝东北方向伸长，2 h后(图 7a)形成一条西南—东北向狭长的对流带，长约150 km，宽20—30 km，在重庆市境内沿长江分布。新对流单体在对流带上游地区重复产生，平行于对流线方向移入对流带中，强对流回波在对流带中平行对流线方向(即沿东北方向)被拉长，这与对流单体的运动方向一致，对流带两侧回波边缘此时较整齐。发展阶段在对流带前方东北部还形成了一些较宽的回波强度相对弱的层状回波区(图 7a)，该层状回波平行于对流线朝东北方向移动。

21时(图 7b)对流带明显增强发展成一长近300 km、宽50 km的狭长对流带，在对流带两侧渐渐形成了范围窄回波强度较弱的层状区，此时对流带两侧显然没有发展期(图 7a)整齐，对流带西南段对流单体仍如发展期沿对流带方向被拉长，而东北段回波不仅在平行对流带方向伸长，在垂直对流带方向也扩展，这是近地层为偏北风的缘故(图 8a)，因而对流带南侧边缘表现为比北侧边缘毛糙。此时对流带中东北段回波强度较西南段弱，强回波中心仍在重庆附近。

图 7 6月7日雷达组合反射率因子(a．19时54分，b．21时，c．22时12分，d．23时06分) Fig. 7 Composited radar reflectivity(unit: dBz)from the Doppler radar on 7 June 2010(a. 19:54 BT，b. 21:00 BT，c. 22:12 BT，d. 23:06 BT)

图选项

图 8 6月7日20时(a)和22时(b)的地面风矢量(m/s)和相当位温(K)分布 Fig. 8 Surface wind vector(m/s) and equivalent potential temperature(K)on 7 June 2010(a. 20:00 BT，b. 22:00 BT)

图选项

22时(图 7c)，对流带继续发展维持在重庆市沿江一带，对流回波沿垂直对流带方向拉长比21时更加显著。除了对流带西南段的强回波发展外，在东北段21时回波强度较弱的地方此时发展了一个强回波中心，这个强回波单体的来源与前述有差异，应为局地环境场造成。23时(图 7d)对流带的西南段先开始减弱，东北段继续发展并东移扩张，说明对流带的东北部地区仍存在有利于对流发展的环境条件(后面详述)，23时30分以后BB东北段对流逐渐演变为一个区域MCS，并向东北方向移动进入湖北省西南地区。

6月7日BB生命史约为5.5 h，且一直维持在重庆市境内发展，几乎静止，虽然6月7日的BB生命史较此类型的平均维持时间短2 h，但也给重庆市西南部带来了大雨、东部暴雨天气，如石柱县降水量为52 mm。5.2.2 地面环境场

2010年6月7日BB的发生发展在地面要素场上没有很清晰的锋面、出流边界、风场辐合等，18时地面天气图上(图略)在贵州中北部至湖南等地为地面低压倒槽，位于低压倒槽北侧的重庆地区看不到各要素场明显特征。图 8为7日20和22时地面风场和相当位温。20时重庆中部沿江一带几乎为一致偏北风(图 8a)，地面温度呈均匀分布(图略)，从风场和温度场上很难判断7日MCS发生的地面环境条件，结合湿度条件计算地面相当位温则发现在重庆西部地区为高θ_e区，高θ_e有利于对流形成，东部忠县至湖北恩施地面10 m高度上吹东南风，形成了一个小气旋性环流，同时在忠县至石柱也是一个高θ_e中心，这种近地层风场的辐合和高θ_e中心正好说明了7日MCS在20时以后对流带东北段对流发展仍很强盛(图 7c、d)的原因，且新对流单体来源不仅仅是从对流系统上游移来，这也表示7日MCS发生在一个变化的地面环境中。

到22时MCS发展处于成熟阶段，在重庆西部和东部的忠县—石柱依然维持着高θ_e区，同时在对 流带南侧中西段地面风场形成了一条东北风和西偏北风辐合线(图 8a)，从图 7不同时次对流带发展过程可见，尽管新对流单体总是在对流带上游地区产生，但开始时在上游地区北侧(图 7a)，后来慢慢演 变到上游地区南侧(图 7b、c、d)，这进一步表明7日MCS的地面环境不断在变化，新对流产生的源地也相应有所改变；22时东段涡旋环流特征维持。至23时重庆中西部地区地面转为一致的西偏南风，上一时次风场辐合线消失，对应此时对流带西南段衰减消亡(图 7d)。东部邻近湖北西部地区形成了θ_e锋区(图略)，涡旋环流朝东北方向移动，这解释了图 7d中MCS东北段对流继续发展东移的原因。5.2.3 高空环境场

图 9为6月7日20时平行和垂直对流带的要素垂直剖面。高空环境类似于7月8日湖北东部TL/AS个例，低层辐合、中层辐散特征较显著，6月7日MCS的垂直剖面散度分布较7月8日复杂，辐合、辐散为相间分布，上升运动仅局限在500 hPa以下，且上升运动也较弱，这也是6月7日MCS持续时间短、降水量只达到暴雨量级的原因之一。在近地层至对流层中低层平行对流线方向剖面是高θ_e、高湿区，相对湿度随高度略向东倾斜，低层强辐合中心和高层强辐散中心均位于对流线东部且直立分布，这说明在对流线东部存在更有利于对流产生的条件。垂直对流线剖面(对流线东段108°E附近，图 9b)，在中低对流层存在一条向北倾斜的θ_e锋面，高θ_e、高湿的偏南气流沿θ_e锋面向北爬升，在对流层中层500 hPa以下，高空强辐散中心在30°N以北，正好对应了6月7日对流带位置。

图 9 6月7日20时散度(色阶，10-5s-1)、相对湿度(虚线，%)、相当位温(粗线，K)剖面(a．平行对流线方向，b．垂直对流线方向(约在108°E附近)) Fig. 9 Vertical cross section of the horizontal divergence(shaded，10-5s-1)，relative humidity(percent； dashed lines)，and equivalent potential temperature(K； thick lines)at the direction parallel to the convective line(a)，and at the one perpendicular to the line(b)at 20:00 BT 7 June 2010

图选项

用6月7日20时重庆站探空资料计算重庆地面至925 hPa风垂直切变为0.00285 s^-1，方向角55°；925—500 hPa高度上风垂直切变为0.00297 s^-1，方向角71°，无论近地层还是中对流层，6月7日MCS风垂直切变都较小，由图 7可知BB呈西南—东北向，其方位角大约50°，故20时地面至对流层中层风垂直切变主要平行于对流线方向，而7月8日MCS中近地层的风垂直切变很大，方向低层垂直对流线，中层平行于对流线，可见二者风垂直切变在对流层是有差异的，特别是在近地层差异较大。6 结 论

用区域雷达拼图、各种观测资料和再分析资料，统计了长江中下游地区2010年6—7月MCS活动特征，重点分析了线状MCS的环境场特征，最后对其中两类准静止的线状MCS个例进行分析，主要结论如下：

(1)TS和TL/AS在对流层随高度升高均存在较大从前向后的垂直对流线的风分量；LS在对流层首先随高度存在从前向后的垂直对流线的风分量，至中高层就转为从后向前的垂直对流线的风分量；而平行对流线风分量的这3类MCS随高度都明显增大；风垂直切变在对流层中层TS和LS都是垂直对流线方向，TL/AS则表现为平行于对流线方向。

(2)PS和BB在对流层平行于对流线的风分量随高度增大，且PS增大更明显；风垂直切变方向是平行于对流线方向为主，但风垂直切变较弱，且PS的风垂直切变比BB略大些。

(3)线状MCS发生在条件不稳定的环境气团中，TS类环境不稳定度最大，其后依次是TL/AS、LS、BB类，而PS类则发生在条件不稳定性最小的空气团中。长江流域梅雨期环境空气的稳定程度与大气中可降水量没有明显的对应关系。

(4)2010年7月8日TL/AS新单体主要在系统上游产生，平行地移入对流线中，新旧单体虽在不断地新旧替换，但整个MCS是准静止的，强对流回波区位于系统西南侧，层状回波则在系统东北侧。8日TL/AS产生在地面冷锋北侧，沿锋面有较强的温度梯度。对流发展区域正好位于低空急流北侧和低层切变线南侧之间的区域，是环境大气最不稳定区，高θ_e区域和对流层中低层辐合大值层相对应，有利于新对流单体发生发展。对流层中层风垂直切变主要平行于对流线方向。

(5)2010年6月7日BB生命史约为5.5 h，且一直维持在重庆市境内发展，几乎是静止的。新对流单体在对流带上游地区重复产生，平行于对流线方向移入对流带中，强对流回波在对流带中沿平行对流线方向(即沿东北方向)被拉长，与对流单体运动方向一致；7日BB产生在一个变化的地面环境中，锋面、辐合线不明显，但为高θ_e环境；近地层到对流层中低层是高θ_e、高湿区，相对湿度随高度略向东倾斜，低层强辐合中心和高层强辐散中心均位于对流线东部且直立分布；对流层中低层风垂直切变以平行于对流线方向为主。

对各类MCS的发生和维持机制仍需要深入研究，2010年6—7月个例较少的两类MCS(镶嵌线状MCS和长带状层状降水MCS)更是后期研究的重点，搞清楚其产生和维持机制，为长江流域的暴雨预报提供可预报因子具有重要意义。长江中下游地区多高山，中尺度地形、河谷地形对MCS的生成有一定的影响，但在目前使用的观测资料无法阐释地形的作用，这有待以后通过数值模拟研究。

致谢： 感谢中国气象局国家气象信息中心提供的雷达拼图和基数据资料、地面和高空逐时的加密和常规观测资料。