中低层增温对强降水中涡旋形成的敏感性研究

2012年7月21日22:00-23:00重庆盘龙出现了180.9 mm·h-1的极端强降水,这在西南低涡暴雨中比较罕见的。通过对雷达资料的分析,发现此次极端强降水过程中有近于中气旋强度的中涡旋形成和发展。为了研究中低层增温对强降水中涡旋形成的作用,利用中尺度数值模式WRF-ARW,结合雷达资料同化的ARPS-3DVAR方法和复杂云分析方案,并对中低层进行中心增温同化敏感性实验,对上述过程中出现的近于中气旋强度的强降水中涡旋进行了数值模拟。结果表明:全球预报系统GFS(Global Forecasting System)预报场同化雷达反射率因子和径向风资料之后,能较好地模拟出西南低涡东侧准线性对流系统(Qusi-Linear Convective System,QLCSs)、强降水落区、强降水中心、盘龙附近的β中尺度气旋式环流以及镶嵌在其中的γ中尺度涡旋(即中涡旋);850 h Pa和700 h Pa经过中心增温同化后能增强中涡旋的强度,当700 h Pa中心增温2℃同化后能模拟出与盘龙附近相似的近于中气旋强度的中涡旋。同时,此次强降水中涡旋形成的机制为中低层异常高的温湿条件导致异常强的对流不稳定性,上升运动快速发展,中低层水汽通量辐合迅速增强,大量水汽凝结并急剧释放潜热,高温高湿气柱随上升运动迅速增长导致增温中心附近位势高度急剧下降,水平位势梯度加大,风速增大,中涡旋迅速发展增强到中气旋的强度。表明中低层垂直风切变偏弱的环境中中低层异常高的温湿条件是形成强上升运动,促进近于中气旋强度的中涡旋形成的重要条件。