探秘暴雨之“探机制”

——中国气象局武汉暴雨研究所近5年系列科技成果（三）

我国是一个多山脉国家，地形地貌复杂，地质条件脆弱，泥石流、滑坡等地质灾害频发，其中约90％与强降水事件密切相关。根据中华人民共和国应急管理部2025年发布的信息，在2024年全国十大自然灾害中，有八起均由极端暴雨引发，凸显了暴雨在我国自然灾害中的关键影响。

暴雨形成机理非常复杂，近5年，暴雨所团队围绕长江流域梅雨锋暴雨的三大核心科学问题展开攻关：梅雨锋自身形成与维持的机理、中游下垫面/地形对降水的调控作用、上游山地地形与暴雨的协同机制。研究成果不仅深化了对长江流域暴雨形成机制的理解，更构建了多个可直接应用于数值预报的物理模型。这些成果已逐步转化为预报能力提升的动力，为长江流域暴雨灾害防御提供了坚实的理论支撑。

梅雨锋暴雨机理研究新认知：梅雨锋是长江流域夏季暴雨的“主引擎”，团队通过创新方法揭示其核心机制：基于新锋生方程，首次提出了非绝热加热过程和扭转过程对梅雨锋锋生的主导作用；基于位涡反演，揭示了非绝热加热过程通过影响水平环流，间接影响变形场锋生的物理机制；揭示了锋面与降水之间周期性振荡的事实和机制；从能量转换和传播的角度，揭示了梅雨锋降水系统的维持机制。

长江中游不同下垫面对降水的影响新机制：下垫面和地形是降水分布的“隐形调节器”，暴雨所团队首次明确了梅雨期长江中游不同下垫面的低空急流日变化和垂直结构特征差异；揭示了大别山迎风坡、背风坡区域不同生命史降水的日变化机制，基于位涡理论，阐明了迎风坡地形通过激发位涡异常，调控低涡系统涡旋结构演变的物理机制；构建了弱天气强迫背景下地形动力和热力效应对极端降水对流触发的物理模型，基于卫星等观测资料，分析了真实地形和环境风切变相互作用对对流触发的影响机制。

长江上游山地河谷等多种地形对暴雨影响机制：长江上游山地河谷地形复杂，易引发难以预报的突发性暴雨。暴雨所团队研究填补了多项山地突发性暴雨研究的空白。阐释了长江上游山地河谷等多种地形与低涡切变线等多尺度天气系统对山地突发性暴雨发生发展的协同作用。揭示了低空急流与山地突发性暴雨的联系，低空急流型突发性暴雨降水量对其总降水量的贡献在35%以上。提出了地形重力波与对流系统耦合作用是引发山地突发性暴雨的一类重要机理，重力波的上升—下沉链式流场结构提供了维持对流发展的低层辐合—高层辐散的挟卷机制，构建了山地突发性暴雨预报物理模型。

中国气象局科技领军人才王晓芳研究员团队实地考察山地云和降水

（供稿：武汉暴雨研究所责任编辑：刘庆忠）