与梅雨锋上低涡降水相伴的干侵入研究

利用数字化的6.7μm卫星水汽图像和NCEP/NCAR1°×1°的再分析资料,分析研究了与梅雨锋上低涡降水相伴的干侵入特征、机制以及对低涡降水的作用.结果表明:梅雨锋上低涡降水的产生、发展和维持与干侵入过程及演变密切联系;干侵入具有高位涡、低湿度且“冷”的特征;干侵入在6.7μm水汽图像上表现为“暗区”,在湿度场上为相对湿度低于60%的区域,但是前者对干侵入的表征更为形象逼真,其高时空分辨率的数字化水汽图像能够更加形象地揭示低涡发展演变过程中干侵入演变、发展和补充的精细特征过程;与梅雨锋上低涡降水相伴的干侵入来自于对流层各个层次,它总是沿着等熵面由高层向低层侵入到低涡附近,干侵入的效应随着高度的增加,有向东倾斜的特征,在对流层高层表现最为显著;低涡降水落区与不同层次上干侵入前沿之间有着不同的配置关系.研究结果还表明:干侵入的机制实际上是高位涡侵入和下传,干侵入可作为高位涡侵入的重要指标;在低涡降水区以西,高空偏北气流穿越等压面下沉,所产生的干冷平流作用将激发对流层中低层对流不稳定的产生和发展,同时,干侵入所引起的垂直方向上不同程度的降温和降湿对低涡降水区对流不稳定的发展起着增强作用,因此干侵入对低涡降水起着重要的增幅作用;同时,高层的高位涡与水汽图像所表征的干侵入有着很好的对应关系,水汽图像上的干侵入是对高位涡侵入和下传对低层系统产生强迫效应最为形象直观的描述,这为认识实际天气系统的演变和发展提供了全新的思路.另外,等熵面和等熵坐标系的分析是揭示干侵入三维空间结构特征的重要工具.

2003年淮河汛期一次中尺度强暴雨过程的诊断分析和数值模拟研究

2003年7月4—5日淮河流域发生了一次中尺度强暴雨过程,致使淮河洪水泛滥。这次暴雨过程由中尺度对流系统(MCS)以及因其发展而产生的低涡造成。通过对此次过程的诊断分析和新一代细网格WRF中尺度预报模式的数值模拟,研究了这次过程发生发展的机制。模拟结果较好地描述了本次暴雨及中尺度系统发生、发展的时空演变过程。分析结果表明:此次移动性暴雨过程的前期由不断向东移动发展的MCS造成,后期降水则由低涡切变线产生的中尺度低涡引起。同时,副热带高压明显偏西偏北,并维持较长时间,造成雨带一直维持在淮河流域。高层辐合中心的加强使低空急流不断增强,低空急流的增强进而引起低层辐合的加强,而低层辐合的加强以及上升运动的潜热释放导致低涡的发生,低涡形成及形成后移动缓慢,造成了淮河流域的大暴雨。高层中尺度辐散区的抽吸对低层中尺度涡旋的发生发展起到了促进和加强的作用。低层的中尺度辐合场和高层的中尺度辐散场的发展与耦合对中尺度系统的发展有很好的预示作用。低层中尺度辐合区的减弱预示着系统的衰减,西南偏西的中层相对干冷空气侵入并在梅雨锋前缘下沉促进了系统的衰减。