本文利用雷达、加密地面自动站等高时空分辨率的观测资料,结合NCEP 1°×1°再分析资料、常规观测等资料,对2011年6月23日发生在北京城区的极端强降水事件开展了细致的观测和诊断分析.结果表明,这次极端强降水事件,主要是由向东南移动的东北—西南走向的飑线右端的强降水超级单体(High Precipitation Supercell,简称HPS)造成的,这是目前已有文献记载的中国发生纬度最高的HPS.HPS在移动方向的右后侧和右前侧均有明显的"V"型入流,这不同于已有HPS模型,表明中、低层干冷空气和低层暖湿气流特征显著.在环境条件方面,存在对流层低层逆温层,其能量存储盖作用使得雷暴具有爆发性增强的潜势,但该逆温层是在08:00～14:00(北京时,下同)的6小时内形成的,对业务预报极具挑战性.相对其他大气层结热动力参数,风暴相对螺旋度和粗理查逊数在14:00较08:00显著增大,对HPS的发生具有一定指示作用.高空偏西风急流和低层偏东风活动显著,使得北京地区的水平风垂直切变增强,形成上干下湿的对流不稳定以及次级环流圈.高空急流造成强烈的相当位温差动平流,促进对流不稳定度发展加强.结合复杂地形作用,在北京西部100 m地形高度线附近形成显著的平原暖湿空气与山地干冷空气的干湿分界线以及风场辐合线.水汽供应主要源自低层偏东风和本地水汽积累.当飑线从西北方向侵入北京并向东南方向移动时,在北部山区,由于条件不足,雷暴没有显著发展加强;然而,在西部山区,在湖面、城市热岛、低层偏东风、冷池出流共同作用下,加之其他有利的环境条件,飑线右端雷暴强烈发展加强,特别是当经过100 m地形高度线附近时发展成为HPS,进而造成石景山区模式口站的大暴雨中心.
强降水超级单体 极端降水事件 复杂地形 高空急流 低层偏东风