一次MCS 和MCC 強降水的多普勒雷達回波分析
賀新強
（民航中南空管局長沙空管中心，長沙工程師410137）
提要：利用多普勒天氣雷達產品結合其他氣象資料，對2004 年6 月22～24 日湘西北地
區由中尺度對流系統MCS、中尺度對流復合體MCC 引起的暴雨、大暴雨的回波特征進行了較
為細致的分析，結果表明：MCS、MCC 所造成的大范圍暴雨、大暴雨的基本反射率因子一般
為30～50dBz，而且長時間維持在同一地區；在基本速度圖上，暴雨、大暴雨區往往與大速
度區相對應，有的地方還存在“逆風區”，它可以作為暴雨預報的一個判據。
關鍵詞: 中尺度對流系統；中尺度對流復合體；暴雨；多普勒天氣雷達；基本反射率；基
本速度
引言
中尺度對流系統MCS（Mesoscale Convective systems）和中尺度對流復合體MCC
（Mesoscale Convective Complex）可引起龍卷、冰雹、大風等對流性天氣現象，但通常是
在大范圍地區引起暴雨天氣[1]。而多普勒天氣雷達能詳盡地反映降水區發生、發展和演變的
過程，它不僅能得到表征降水和云中液態含水量的強度，而且還能得到降水質點相對于雷達
的平均徑向速度和速度譜寬[2]。因此將多普勒天氣雷達產品引入到MCS 和MCC 的暴雨分
析中，很有必要并且是可行的。有很多學者，利用多普勒雷達產品對引起暴雨的中尺度系統
進行了深入細致的研究，如杜秉玉等[3]分析了1991 年7 月的一次江淮梅雨鋒大暴雨的低層
大氣的氣流垂直結構特征，發現當天的大暴雨與邊界層中尺度渦旋系統活動密切相關；朱永
兵[4]分析粵北地區出現的一次大冰雹過程的多普勒雷達產品，得出了降大雹的標志性指標；
鄭媛媛等[5]分析了一次典型超級單體風暴的多普勒天氣雷達觀測資料；孫健等[6]分析了1998
年6 月的一次香港特大暴雨的MCS 特征；伍志方[7]詳細分析了一次強對流天氣的環流背景、
回波發展演變過程和多普勒特征及其風場結構。另外還有學者[8]根據多普勒速度圖上的“逆
風區”（在低仰角的平面位置顯示(PPI)多普勒速度圖上，同一方向的速度區中出現的另一種
方向的速度區）的觀測事實，提出了在多普勒速度圖上識別暴雨的判據，得出逆風區與暴雨
之間有很好的相關，而且有一定的提前量；劉洪恩[9]指出暴雨區中所有的逆風區等中尺度系
統在暴雨的臨近預報中都有明確的指示作用；肖艷姣等[10]也利用多普勒雷達體掃描資料，
對風暴進行實時地自動識別、跟蹤、結構分析和臨近預報。
2004 年6 月22 日20：00～24 日08：00（北京時，下同），湖南區域自西向東出現大范
圍強降水，有12 個市州的30 個縣市遭受暴雨襲擊，23 日08：00 的24 h 降水量＞50 mm 兩
個測站是花垣（73.8 mm）和沅陵（56.1 mm）；24 日08：00 的24 h 降水量＞50 mm 的有
25 個站，其中12 個站＞100 mm，4 個站＞150 mm，最大的吉首達230.2 mm。這次過程主
要是由MCS、MCC 的降水所造成。本文著重分析這次暴雨中各類回波特征之間的關系。
1 天氣形勢
2004 年6 月23 日08：00 的川東渝西一帶的700 hPa 上有一明顯的西南渦，切變線從西
南渦伸出橫貫湘北直達鄂贛交界處；850 hPa 上西南渦位置稍偏南，切變線在鄂渝湘貴交界
一帶，200 hPa 從印度半島到我國華南及南中國海一帶都受南亞高壓控制。23 日20：00 西
南渦東移到30ºN 的渝鄂交界地帶，700 hPa 上切變線的位置基本穩定少變，依然在湘西北
一帶，850 hPa 上切變線的位置稍有南壓，200 hPa 南亞高壓的控制區進一步擴大到長江以北
一帶。這種低層輻合高層輻散的特征對于湘西北地區的暴雨、特大暴雨的形成提供了很好的
水汽垂直輸送通道。
2 雷達回波分析
2
6 月22 日20：00 開始，湘西地區就有γ中尺度的MCS 生成；23 日05：00 逐漸發展
成β中尺度的MCS（圖1a），這時安化、沅江等地開始出現雷雨天氣；23 日08：00 已經有
α中尺度的MCS 和MCC（圖1b）影響湘西地區，花垣、古丈、瀘溪、鳳凰等地出現雷雨，
a b
圖1 GOSE-9 衛星云圖(a)2004 年06 月23 日08：00 (b) 2004 年06 月24 日03：00
安化、沅江等地雷雨繼續；24 日03：00 原來的MCS 和MCC 經過生消、演變又形成為成
熟時期的MCC；正是由于MCS 和MCC 在湖南西北部地區的不斷生消和演變造成了這些地
區的大范圍強降水，以致形成洪澇災害。湘北的常德多普勒雷達收集到6 月23 日19：00～
6 月24 日11：00 的基本反射率因子、基本速度和組合反射率因子回波資料，可分析這次由
MCS 和MCC 造成的大范圍強降水天氣過程。常德雷達站海拔高度563.0 m，經度111.7ºE、
緯度29.2ºN，最大反射率探測距離為230 km，最大基本速度探測距離為150 km。
2.1 雷達回波基本反射率因子分析
圖2 是6 月23 日19：05～24 日08：00 內6 時次的0.5º仰角的基本反射率因子回波圖。
從圖中可以發現：這次強降水天氣過程是自西向東移動的，19：05（圖2a）雷達站以西有
a b
c d
3
e f
圖2 2004 年6 月23 日19：05～24 日08：00 的基本反射率因子(單位：dBZ)
（a）06 月23 日19：05，（b）06 月23 日20：02，（c）06 月23 日22：01
（d）06 月24 日04：05，（e）06 月24 日06：00，（f）06 月24 日08：00
一大片基本反射率因子回波強度達20~40 dBz 的區域，最大回波強度為51 dBz；22：01（圖
2c）以前，強回波區基本穩定在雷達站以西的湘西北一帶，回波形狀為塊狀，表明降水區也
在湘西北一帶，降水性質為對流性降水。24 日04：05（圖2d）以后，回波區逐漸東移到雷
達站及以東地區，回波強度為30~50 dBz，比此前湘西北一帶的回波要強，并且回波區呈南
北向的帶狀回波，表明降水區東移，對流性降水有所加強。
選取6 月23 日19：05～24 日08：00 的基本反射率因子（0.5º仰角）來分析吉首、沅
陵、瀘溪、澧縣、岳陽、安化等達到大暴雨的6 站的降水時段分布（圖3）。從6 站基本反
射率因子的分布中發現：吉首、沅陵、瀘溪3 站的降水主要發生在19：05～23：31 之間或
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