四川盆地是我国暴雨灾害高发区之一，极端持续性短时强降水（EPHRs）具有突发性强、致灾风险高、持续时间久等特点，受降水事件本身的复杂成因、以及陡峭地形区资料不确定性等因素的共同影响，预报准确率有待提高。

为此，首先使用自组织映射（SOM）技术对2010-2024年四川盆地EPHR事件进行客观分型，依据天气尺度环流特征划分为三类（图1），分别为：副高北抬型（SHN型）、弱副高型（WSH型）和低空急流型（LLJ型）。进而，对四种多源资料（ERA5、CMORPH、MSWX、站点）揭示的降水日变化特征，开展数据评估的分类对比工作（图2），发现：三类降水均呈现夜间爆发、白天减弱的日变化特征；SHN型降水峰值最早，和LLJ型一样，降水过程具有非对称性、且降水增强时间快于衰减时间。CMORPH对WSH和LLJ型四川盆地中部暴雨核心区的识别能力最优，但对盆地西部陡峭地形区域暴雨的漏报率较高，与夜间对流发生时云顶温度过低、可能会掩盖地形降水信号有关；ERA5高估午后降水，出现虚假的降水峰值，在LLJ型尤为明显，可能与其对流参数化对太阳加热敏感有关；MSWX减小午后峰值偏差，但夜间降水峰值出现时刻偏早，在夜间低空急流描述方面存在不足。

图1 四川盆地持续性极端暴雨（EPHR）事件的三种类型（SHN型、WSH型、LLJ型）及总合成场（TC）的环流形势：（a-d）700 hPa、（e-h）500 hPa、和（i-l）200 hPa的风矢量（矢量箭头；单位：m·s^-1）、位势高度（黑色等值线；单位：dagpm）及其距平（填色）。斜线网格区表示通过99%显著性检验的显著位势高度异常区域。地形以灰色阴影标示，盆地边界用棕色粗线勾勒，5880 gpm等值线以红色粗线标注

图2 四川盆地EPHR事件的3 h降水量（等值线，单位：mm；红/绿/紫/蓝色分别表示ERA5、MSWX、CMORPH和站点资料）、盆地内850 hPa地转涡度（阴影；单位：10^-5·s^-1）、非地转散度（单位：-5×10^-5·s^-1）和非地转风（单位：m·s^-1）随时间的变化：（a）SHN型、（b）WSH型和（c）LLJ型

最后，对2017年7月4日20时-7月6日19时发生在四川盆地的一次持续性强降水过程（图3），开展高分辨率数值模拟和机理分析工作。此次降水过程包含两个不同的降水阶段（RD1与RD2），其中RD2为一次典型的LLJ型EPHR事件。研究发现：夜间非地转风的南风分量增强是触发夜间降水的关键因素；RD1中，加强的夜间非地转风加剧盆地上空的水汽辐合；RD2中，地转风的日变化不明显，而非地转风则呈现显著昼夜差异的惯性振荡特征，表现为夜间偏南风增强而白天偏北风增强。这种振荡机制调控盆地内的水汽输送，其强度在夜间达到峰值，于日间减弱。进一步，使用非地转风倾向方程，诊断分析非地转风变化的可能原因，发现：盆地周边的复杂地形诱发强烈的边界层摩擦力作用项（BLF），增强了偏东向的非地转风，低空急流转为东南向，促进水汽向盆地输送；清晨增强的BLF减缓降水衰减速度，导致降水呈现非对称特征。两个阶段的主要影响系统如图4所示，可见：RD1中，白天地转风有所加强，清晨增强的BLF增强了偏东的非地转风，削弱增强的偏西的地转风分量；RD2中，非地转风的惯性振荡（LT）增强了夜间低空偏南风，随后，LT逐渐减弱，清晨太阳辐射增强BLF，进一步加强了非地转风分量向盆地输送水汽，从而延缓了降水衰减。

图3 （a）四川盆地（阴影为地形高度；单位：m）；（b）降水过程的两个阶段（RD1和RD2）及主要站点的降水量随时间变化（单位：mm·h^-1）

图4 （a）两个阶段（浅/深阴影箭头分别表示RD1/RD2）在对流层高层、中层和低层的多系统三维概念模型图；（b）RD1和（c）RD2在对流层低层的BLF、地转风与低空急流分布图

以上工作在国家自然科学基金联合基金项目“西南涡精细结构与降水过程演变机理及其预报”（U2242202）资助下，与重庆市气象台合作开展，已发表科研论文2篇。

论文信息：

Liu, C.; Cao, J.; Deng, C.; Qian, F. Multiscale Precipitating Characteristics of Categorized Extremely Persistent Flash Heavy Rainfalls over the Sichuan Basin in China Based on SOM and Multi-Source Datasets. Remote Sens. 2025, 17, 2761. https://doi.org/10.3390/rs17162761

Liu, C.; Cao, J.; Deng, C.; Qian, F. Different driving mechanisms during two consecutive flash heavy rainfalls over the Sichuan Basin in China: A case study. Atmos. Res., 2026, 108787, https://doi.org/10.1016/j.atmosres.2026.108787