摘要 气象卫星资料在天气分析与研究方面均取得了大量的成果，特别是为降水估计提供了非常有用的帮助，在此通过对FY2D气象卫星资料和产品的特征分析揭示造成异常降水的原因，力图推动卫星资料和产品在天气预报，特别是重大灾害性天气预报中的应用，充分发挥卫星监测资料的优势。
关键词 大暴雨；卫星云图；资料应用
中图分类号 S161.6 文献标识码 A 文章编号 0517-6611（2014）17-05594-04
Abstract Satellite data have been widely used in both weather analysis and weather research. Especially， they provided very useful helps to the estimates of precipitations. This thesis tries to find out the reasons of abnormal rainfalls through the analysis to FY2D satellite data and the characteristics of productions， in order to promote the applications of satellite data and productions in weather forecast， especially during the forecast of disastrous weather. Forecast should give full play to the advantages of satellite monitoring data.
Key words Downpour； Satellite cloud pictures； Application of data
大暴雨预报是灾害性天气预报的重点和难点，随着数值预报产品的发展，灾害性天气预报能力有了很大程度提高，依据对模式预报产品及常规资料的分析和判断，灾害性天气过程基本不会空报或漏报，但定点、定量、定时预报能力还远远不能满足公共气象服务特别是决策气象服务的需求。
目前FY2系列卫星为天气预报业务提供了大量的卫星资料和产品，特别是在海洋和观测资料稀少的地区，卫星资料发挥了不可替代的作用，研究表明运用气象卫星资料可以准确预报台风（热带气旋）强度和移动路径，在海雾监测和预报方面均取得了重大进展[1-2]。不少气象专家学者根据卫星产品研发短时、临近预报中定点、定量、定时预报方法， 特别是将卫星资料和雷达产品相结合进行本地化研究，来提高强降水预报水平，取得了大量研究成果[3-6]，然而目前基础业务台站对卫星资料的应用水平还不高，卫星云图仅仅是常
规天气分析和预报的辅助资料，甚至被忽略，笔者通过对
FY2D
气象卫星资料和产品的特征分析揭示造成异常降水的原因，力图推动卫星资料和产品在重大灾害性天气预报中的应用，充分发挥卫星监测资料的优势。
1 天气慨况
2012年5月12日受高空低槽和中低层切变影响，赣北出现了2012年入汛以来最强的降水过程，11日20：00～12日20：00有9个国家站达到大暴雨，21个国家站暴雨，6 h最大降水量146.8 mm，11：00～12：00 4站强降水，降水集中在12日09：00～19：00，这次降水过程历时时间短、雨强大（图1）。据江西省民政厅报告，此次降水引发的洪涝灾害造成南昌、九江、宜春、新余等9市50个县（区、市）114.2万人受灾，2人死亡，紧急转移安置3.1万人，6 700余间房屋倒塌或严重损坏，农作物受灾面积8.8万hm2，其中绝收0.5万hm2，直接经济损失10.7亿元。
九江市修水县同样遭受这次罕见大暴雨的袭击，全县30个自动站平均降水量达97.8 mm，有5个站大于150 mm，12个站大于100 mm，9个自动站1 h降水量>30 mm，其中黄龙自动站5 h降水量达141.2 mm，强降水引发修水西部大桥、余段、水源、古市、全丰、月塘等乡镇五十多个村发生山体滑坡、泥石流灾害，306省道等交通要道近20处阻塞，50余座桥梁被损毁，900多间房屋倒塌，部分河堤损毁，居民房屋被淹，四千余人转移。
2 天气形势
11日20：00 500 hPa（图2a）自贝加尔湖至河西走廊有一长波槽，槽底分裂出一支短波槽位于陕西中部至四川西北部，与湖北西部至湖南西北部的另一支短波槽形成阶梯槽，由于副高强度弱，584 dagpm线位于华南沿海，暖湿气流沿584 dagpm线西北侧北上，短波槽东移过程中合并；12日08：00自重庆—江西西北部形成一宽广槽区，高空槽在东移过程中携带冷空气南下，冷暖空气交汇于湘中北—江西北部，此时湘中北—江西北部正好处于高空急流出口处右侧。700 hPa河套东部—川西有一条东北—西南向切变线，切变线西端有一中心为300 dagpm低涡，低涡沿着切变线东移并加深，其南侧西南风加强，风速加大，形成一支西南风急流，急流轴上最大风速由10 m/s（11日20：00）增大至20 m/s（12日08：00），急流轴顶端伸至赣西北，建立一条强盛的水汽通道，将华南沿海的暖湿气流源源不断地向大暴雨区上空输送，为大暴雨的产生提供了充沛的水汽条件（图2b）。850 hPa，11日20：00～12日08：00冷暖空气势力迅速加强，切变线两侧风速加大，强盛的东北风与西南风对峙于湖南北部（图2c），12日20：00随着冷空气的进一步南移，500 hPa转为西北风，850 hPa切变线南压至湖南、江西南部，降水强度、范围随之南移（图2d）。
3 卫星云图
3.1 对流云团
5月11日15：30在贵州西北部赫章县境内有一圆点雷暴云团A初生，结构密实，边界光滑，刚一生成云顶温度就达-65 ℃，之后的几个小时内此云团进一步发展，云顶温度降低，范围扩大，沿着切变线向东北方向移动；19：30四川九龙县、乐山市和云南绥江县分别有3个颗粒状雷暴单体生成，它们边发展加强边东移，于22：00合并成雷暴云团B，云团A和云团B在东移过程中有一个共同特点，云顶温度不断降低，且云团后部云顶温度明显低于云团前部云顶温度，后部出现多个白色亮点，说明云 团内部有多个对流云团在强烈发展（图3a），雷暴云团A和B于12日01：30合并成典型雷暴群云团（MCC），呈现为色调很白的卷云罩，温度低，边界整齐，范围大，直径达4～5个纬距，其后不断有对流雷暴单体初生、发展、移入雷暴群云团中（图3b）；05：30（图3c），MCC发展至鼎盛时期，上风侧边界光滑整齐，下风侧开始出现羽毛状卷云砧，边界模糊，当云块移入江西境内时即将进入成熟阶段，随后演变成典型的暴雨云特征（图3d），对流性减弱，这正是此次过程主要产生强降水、大暴雨的原因。
3.2 多通道云图对比
将卫星云图多通道图像进行对比分析可以方便判断识别低云和高云，了解对流云团所处的生命史不同阶段。
从2012年5月12日红外3分裂窗图（图4a1、b1）演变情况分析可以看出，强降水出现的时间和落区与云图上红色范围的移动基本一致；水汽通道大值区于08：30进入江西省西北部，自贵州东北部经湖南中北部维持一条强的水汽输送带，14：30赣北上空空气含水量达到最大；中红外云图上08：30～18：30颜色逐渐加深（图4a4、b4），说明云顶温度降低，但分析其后部湖南、湖北境内云顶温度可看出，自14：30后其上空云顶温度均处于上升状态，由此可推断云顶温度的降低是由于云系平行移入造成的，而不是由于云系发展造成的；可见光云图上（图4a3、b3），07：30赣北上空平均反射率约25%，10：30升至55%～60%，自11：30之后减小，尽管此时降水仍很强，据此可推断降水将会平稳东移、南压。从多通道云图对比来看，大暴雨开始前各个通道云系均表明云系处于发展至成熟阶段，当各通道云系特征不再增强时，表明降水强度将会逐渐平稳减弱东移南压。
3.3 云顶参数特征
研究表明云顶参数特征为短时临近降水估计提供了有效的帮助，其中相当黑体亮温（TBB）、云团面积等参数应用最为普遍。Scofield通过对对流核心的云顶亮温、云团面积的增长与降水率、降水面积关系的研究提出了“生命史法”，认为云顶亮温和云团面积的增长与降水量有直接联系[7]。针对5月12日这次大暴雨过程，主要从黑体亮温和云团面积变化着手进行分析。从12日02：30FY2D卫星相当黑体亮温图（图5a）可以看到，西南有一个云顶亮温为-80 ℃亮温中心向东北方向伸展，中心强度达-84 ℃，其后部TBB密集，亮温梯度大，预示着云团将进一步发展；前端有3个-40 ℃亮温中心自西伸向赣西北，此时云团面积较小；05：30，-52 ℃线进入赣西北，修水西部黄龙自动站1 h雨量由6.0 mm增至28.3 mm，接近强降水；07：30（图5b），中心亮温分裂出一个-60 ℃中心，位于鄂、湘、赣交界处，-32和-52 ℃阈值温度下的云团面积均明显增大，赣西北降水强度和降水范围也随着增大，之后几小时亮温中心逐渐东移，形成一条东北—西南向带状，与切变线位置一致，范围继续扩大，温度仍在降低；14：30（图5c），云顶温度降至最低，为-78 ℃，-52 ℃云团面积达到最大，覆盖了整个赣北地区，与大暴雨降水强度和落区一致，15：30亮温中心东移，数值升高，TBB梯度变得稀疏，范围缩小，预示着云团处于消亡阶段，大暴雨过程降水强度将减弱；18：30亮温中心进一步东移南压，降水南移（图5d）。由此可见，通过对云顶亮温的降（升）以及面积的增（减）随时间的演变可以判断降水云团的发生、发展、消亡的状况，为降水强度、落区预报提供依据。
为了更好地揭示降水实况与黑体亮温之间的关系，选取
修水黄龙自动站（114.04°E、29.02°N）逐小时降水资料与其上空TBB对比分析。从图6可以看出，当第1块云团移入黄龙上空，云顶最低黑体亮温为-44 ℃（01：30），黄龙自动站1 h（02：00～03：00）降水量为10.3 mm，随后亮温升高，降水相应减弱，当四川南部和贵州北部两块亮温中心分别为-77和-80 ℃的云团移入时，黄龙上空TBB迅速由-31 ℃（03：30）降至-73 ℃（08：30），自动站1 h降水由6.7 mm升至58.3 mm。云顶亮温迅速降低，表明云团处于强烈发展阶段，降水增强，主要降水出现在云团发展和成熟阶段，此后云顶亮温逐渐升高，降水减小，表明云处于消散之中。从图中还可以看出，云顶亮温降（升）先于降水强度的增（减），由此可提前判断降水强度变化趋势，为短时临近预报提供帮助。
4 结论
（1）阶梯槽携带冷空气与西南暖湿气流交汇是这次大暴雨产生的主要原因，西南低涡沿切变线移出以及低空急流的增强加大了降水量的产生。
（2）对流云团生命特征分析表明，强天气主要出现在对流云团的发生、发展阶段，多通道图像对比分析可更好地判断识别低云和高云，了解对流云团所处的生命史不同阶段。从此次大暴雨降水过程来看，通过对云顶亮温、云团面积等云顶参数特征的分析可以看出强降水强度、落区以及开始、结束时间与-32和-52 ℃冷云罩有较好的对应关系，云顶亮温最低值中心与大暴雨中心相对应；从黄龙自动站单站降水实况看，其上空云顶亮温降（升）先于降水强度的增（减），由此可提前判断降水强度变化趋势。
（3）卫星遥感资料和产品可以进一步揭示天气系统的发生、发展趋势，为天气分析和准确预报提供帮助和参考，特别是在短时临近预报中发挥很好的辅助作用。
参考文献
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