7．2．2 中尺度雨带

中尺度雨带是中纬度地区降水的重要组成部分。在大多数情形下，中尺度雨带由雷暴单体和小尺度系统组成，其天气表现为暴雨或强对流特征，其长度约100～200km。概括起来，中尺度雨带有如下基本特征：

(1)中尺度雨带常几条并存，并相互平行，其间距大致相同，约为100km。每条雨带的宽度约10～50km。有时中尺度雨带只有一条。

(2)一条中尺度雨带由更小的对流单体组成，它们分别处于不同的发展阶段。在许多情形下，北面的单体是成熟的或衰老的，南面的单体是新生或年轻的。

(3)中尺度雨带的移动方向，明显偏向平均风方向的右侧，移动速度可大于平均层的风速。

(4)中尺度雨带多出现在大气层结为位势不稳定的地区。

(5)中尺度而带通过测站时，地面气象要素会发生明显变化，如气压骤升，气温下降，湿度上升及风向风速突变等。

中尺度雨带的种类很多，有锋面气旋区中尺度雨带、梅雨区中尺度雨带、台风区中尺度雨带等，其中前一类较常见，也较重要。Hobbs(1978)按雨带在气旋中所处的部位，将其分成六类：暖锋雨带、暖区雨带、宽冷锋雨带、窄冷锋雨带、锋前冷涌雨带和锋后雨带。Browning(1983)按对流发生的位置，又分成三种类型：U型雨带，对流发生在对流层中上层；L型雨带，对流发生在对流层下层；D型雨带，为贯穿整个对流层的深厚对流。如图7.3是锋面气旋区云和雨带的概念模式，表7.1给出了两种分类的关系和一些主要特征。下面对六种雨带的基本特征分别概述。

1．暖锋雨带

形成在大范围云区内，云区由暖锋锋面大尺度抬升造成。当在一些中尺度地区有降水增加时，则可形成暖锋雨带。如图7.4(Houze等，1982)是暖锋雨带的结构和雨带内降水的形成过程。降水率的增加常与由上而下的冰晶播撒作用有关，由上面冰晶下落造成的播撒作用可使播撒区产生到达地面总降水量的20％～35％，其余65％～80％的降水由其下的层状云产生。

2．暖区雨带

如图7.5所示，暖锋过后，在地面冷锋前方的暖舌区，可形成和冷锋平行的暖区雨带(如图7.3中2)。暖区雨带的强度变化很大，最强的暖区雨带可能成为飑线，较弱的也经常表现出与飑线类似的特征。暖区雨带中的深对流在垂直方向可以贯穿整个雨带，深对流和播撒过程对降水增加都有作用。研究表明：10％～20％的降水起源于播撒区，80％～90％的降水起源于播撒区下方的深对流区，对流云和层状云区的降水率分别为40％和80％。

3．宽冷锋雨带

如图7.6所示，当冷锋面抬升在几十公里宽度范围内增加几十厘米/秒时，就会形成这种雨带。抬升使对流不稳定能释放，在高空产生“发生单体”，这些单体中有冰晶形成，当它们通过下面云层时降落增长，形成雨带。这种雨带的移动比冷锋快，因为播撒机制起很大作用，云带的降水效率很高(约100％)。

4．窄冷锋雨带

该雨带出现在冷锋前缘的鼻端(参见图7.6)，这里边界层空气的辐合产生了狭窄(约5km宽)的上升气流，上升速度可达几米/秒。上升气流中的水汽来源于偏南风低空急流，这支急流正位于冷锋前方。云带中冰晶不多，含有大量液态水，暴雨主要降在下沉区中。

5．锋前冷涌带

如图7.7所示，在锢囚气旋中，冷空气以一系列脉冲形式在暖锋云上移动，较强的脉冲即冷锋本身，较弱的称为锋前冷涌。锋前冷涌可产生两种雨带：一种是深厚的云和降水带，它位于锋前冷涌前缘之前方；第二种是很小的波状雨带，它形成于锋前冷涌之后，地面锢囚之前，这里有干冷空气核，它可抑制高云层，并增强暖锋云上的位势不稳定。

6．锋后雨带

形成于锋后强下沉区后的对流线。由于这种雨带过境时引起地面气象要素变化，因而常被看作为次冷锋。锋后雨带由许多对流云群组成，其水平范围约50～103km2。

我国幅员辽阔，横跨低、中、高纬度地带，锋面气旋区、梅雨区及台风区中的中尺度雨带都可见到。如图7.8是1983年6月24～27日江淮地区梅雨期并存南、北两条中尺度雨带强盛期的扰动流场，可以见到，在低层31°N和34°N附近各存在一条中α尺度切变线，它们分别与南、北雨带对应。切变线上还可见到中尺度气旋式涡旋。两条切变线之间是反气旋式辐散流场，南切变之南和北切变线之北各存在偏南气流和偏北气流，构成两条切变线地区气流辐合，导致两条雨带发展强盛。但沿切变线辐合强度不均匀，辐合强的部位和雨带上中尺度雨团相联系。

分析表明，与雨带对应的中α尺度切变线随高度向北倾斜，500hPa图上，南切变线移到32°～33°N之间，北切变线移出图面以外。和切变线关联的辐散区也向北倾斜，而且强度增大。300hPa图上最明显的特征是存在和两条雨带对应的两个高空强辐散带，一个在31°N附近，一个在33°N附近，成为两条雨带扰动流场上的鲜明特征。

在沿雨带强盛期平均的扰动垂直速度经向剖面图上可见(如图7.9)，和两条雨带对应，南北各存在一个强上升运动带，强上升中心与雨带靠得很近，南雨带的上升中心约在600hPa上，北雨带的上升中心在500hPa附近。在两条雨带之间，由于中层辐合，高、低层辐散，表现出低空下沉运动，高空上升运动，从而导致两雨带间地面无降水，中高空有云层的天气特征。

将垂直速度和经向分量叠加，可得雨带强盛期沿雨带经向剖面上二维扰动气流分布(图中实线)。两条雨带的二维环流呈现出独特的特征。中低空两个滚轴状正环流和雨带配合较好，其滚动轴和雨带平行，并且南低北高，而在雨带区高空，环流方向相反。