梅雨期暴雨與中層鋒生、β中尺度小高壓的關(guān)系研究.pdf

1、2007年淮河流域發(fā)生了持續(xù)時間較長并且強(qiáng)度大的降水，對于整個汛期而言，6月29日～7月10日這一階段降水最強(qiáng)，影響也最大，特別是10日08時降水突增階段，對王家壩水位的影響最大。本文主要研究的降水過程開始于2007年7月9日，結(jié)束時間為7月10日12時(世界時，下同)，共計(jì)36 h。分析發(fā)現(xiàn)，本次暴雨過程與雨帶北側(cè)β中尺度小高壓的生成、維持及破壞有關(guān)。
　　 本文首先利用NCEP/NCAR全球客觀分析資料分析了江淮地區(qū)的一次典

2、型的梅雨鋒暴雨，即2007年7月9日00時～10日12時的環(huán)流背景場，發(fā)現(xiàn)主要影響系統(tǒng)是阻塞高壓與東北冷渦，冷空氣源源不斷的從東北冷渦后部向東南方向移動，與此時季風(fēng)涌攜帶的大量水汽相遇在江淮流域，為江淮流域的暴雨提供了有利的環(huán)境。切變線北側(cè)的β中尺度小高壓生成于9日01時消失于9日17時，在小高壓維持時，暴雨相對較小；9日18時以后小高壓被破壞時，降水加強(qiáng)至最強(qiáng)；最后降水逐漸南移減弱消失。
　　 為了進(jìn)一步分析此次梅雨鋒暴雨的中

3、尺度特點(diǎn)，利用中尺度模式WRF對2007年7月9日00時～10日12時進(jìn)行數(shù)值模擬，并取得較好的模擬效果。利用模式得到的較可靠的高分辨率數(shù)據(jù)集，重點(diǎn)分析β中尺度小高壓的生成與崩潰的原因，中層鋒區(qū)形成與β中尺度小高壓的關(guān)系以及梅雨鋒的結(jié)構(gòu)變化對暴雨的影響。
　　 小高壓存在時有利于梅雨鋒切變線的維持，但其南部的偏東氣流，沒有為暴雨提供較強(qiáng)的輻合場，且阻擋了北方的冷空氣南下，因此不利于強(qiáng)降水的產(chǎn)生。當(dāng)其減弱消失時，使得北方的動量直接

4、指向暴雨區(qū)，有利于輻合上升運(yùn)動的加強(qiáng)以及鋒生，從而強(qiáng)降水發(fā)展加強(qiáng)。β中尺度高壓的產(chǎn)生原因與高空急流右前方的質(zhì)量調(diào)整產(chǎn)生的下沉運(yùn)動形成質(zhì)量積累有關(guān)，小高壓的消亡與高空急流右后方質(zhì)量調(diào)整造成上升氣流加強(qiáng)有關(guān)。
　　 最強(qiáng)鋒生、降水以及有效位能出現(xiàn)在小高壓被破壞后。利用鋒生函數(shù)計(jì)算得出，暴雨時，中層的水平輻散項(xiàng)與變形項(xiàng)對鋒生的影響明顯。鋒生函數(shù)的水平形變項(xiàng)與水平輻散項(xiàng)對中層鋒區(qū)的產(chǎn)生、發(fā)展與維持起重要作用，其中變形場鋒生對于梅雨鋒生起

5、主要的作用。鋒生函數(shù)中水平輻散項(xiàng)F2和水平變形項(xiàng)F3均是有利于鋒生的，但水平變形項(xiàng)F2對鋒生的作用強(qiáng)于輻散項(xiàng)，傾斜項(xiàng)也顯示了與降水的關(guān)系。中層鋒區(qū)的生成和加強(qiáng)是本次強(qiáng)降水的關(guān)鍵，當(dāng)中層鋒區(qū)向下發(fā)展引起低層鋒生時，不利于強(qiáng)降水的形成。
　　 此次降水期間，中層濕位渦可引發(fā)低層正渦度的加大和低層鋒生，濕位渦的水平分量負(fù)值越大代表大氣的斜壓性越強(qiáng)，鋒區(qū)越強(qiáng)。濕位渦的斜壓項(xiàng)MPV2的向下發(fā)展可引發(fā)低層正渦度的加強(qiáng)，引起低層鋒生，低層鋒生

6、導(dǎo)致對流有效位能減小，因而不利于強(qiáng)降水產(chǎn)生。而當(dāng)濕位渦的水平分量和低層鋒生向下發(fā)展期間，降水可達(dá)最強(qiáng)，因此濕位渦對低層鋒生和降水的預(yù)報(bào)有著一定的指示和預(yù)報(bào)意義。
　　 從1 h最大降水中心的濕Q矢量散度輻合場分析可知，700 hPa高度上的濕Q矢量散度輻合場能將實(shí)際降水的強(qiáng)度、位置及不均勻性很好地體現(xiàn)出來。同時也論證了700 hPa高度上的濕Q矢量散度輻合場水平分布與實(shí)際降水場有很好的對應(yīng)關(guān)系。濕Q矢量散度輻合中心說明中層鋒生的