黄河中游地区MCC天气学分型及结构差异分析

利用2005——2017年卫星、实况探测、L波段探空秒数据和NCEP/NCAR FNL 1°×1°再分析等资料,采用天气学和动力诊断分析等方法,对黄河中游地区中尺度对流复合体(mesoscale convective complex,MCC)进行天气学分型,并对其结构特征及差异进行分析。结果表明:1)黄河中游地区MCC主要生成在夏季,多在傍晚至次日凌晨发展成熟,生命史长、移动缓慢,以暴雨及以上量级降水为主,雨强大,地域差异明显。2)依据200 hPa环流形势,将MCC分为3个主型,结合500 hPa形势特点,每个主型下分为不同副型。通过分析不同分型下MCC环境场及物理量空间结构特征及差异,提炼MCC强降水预报关键技术,建立MCC强降水预报物理模型。3) MCC形成在低层比湿和能量扰动的正值中心附近,在低层扰动梯度大值区、靠近正中心的区域发展成熟。扰动正值中心所在高度、中心强度以及正扰动的厚度等物理因子与MCC发展以及降水强度关系密切。4)不同分型下,MCC不同生命阶段云系及环境大气的垂直变化存在明显差异。云顶高度下降,湿层加厚,凝结高度降低,逆温层消失,是MCC达到成熟的先兆信号。5)在200 hPa南亚高压稳定背景下,地面存在次天气尺度冷锋、中尺度高压和冷池;中尺度高压作用明显小于冷池,冷池强度和维持时间与MCC降水强度和持续时间密切相关。在200 hPa深厚低槽和西北急流或急流分支背景下,地面无冷池和中尺度高压形成,低层入流风速和温度梯度的加大是MCC发展成熟的重要因素,中尺度露点锋对MCC强降水的触发作用不可忽视。