一次高原东移MCS与下游西南低涡作用并产生强降水事件的研究

发布时间：2024-12-29 22:10

　　 基于加密自动站降水、葵花8卫星和ECMWF ERA5再分析等多种资料,本文对2018年6月17日08时至18日22时(协调世界时,下同)一次青藏高原(简称高原)中尺度对流系统(Mesoscale Convective System,简称MCS)东移与下游西南低涡作用并引起四川盆地强降水的典型事件进行了研究(四川盆地附近最大6小时降水量高达88.5 mm)。研究表明,本次事件四川盆地的强降水主要由高原东移MCS与西南低涡作用引起,高原MCS与西南低涡的耦合期是本次降水的强盛时段,暴雨区主要集中在高原东移MCS的冷云区。高原东移MCS整个生命史长达33 h,在其生命史中,它经历了强度起伏变化的数个阶段,总体而言,移出高原前后,高原MCS对流的重心显著降低,但对流强度大大增强。在高原MCS的演变过程中,四川盆地有西南低涡发展,该涡旋生命史约为21h,所在层次比较浅薄,主要位于对流层低层。西南低涡与高原MCS存在显著的作用,在高原MCS与西南低涡耦合阶段,两者的上升运动区相叠加直接造成了强降水。此后,由于高原MCS系统东移而西南低涡维持准静止,高原MCS与西南低涡解耦,西南低涡由此减弱消亡,东...

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【部分图文】：

图2 2018年6月17日08时至18日18时逐2 h的MCS分布。阴影：黑体亮温（TBB，单位：°C），黑色等值线：500 h Pa位势高度（单位：gpm，褐色线为槽线），黑色风羽：500 h Pa风场（风速≥12 m s-1，一根长羽为4 m s-1），红点：自动站站点（1小时降水量≥5 mm h-1），红圈为关注的MCS，红色竖线指103°E

云团和暴雨活动方面具有一定的优势。本文采用葵花8号卫星的TBB图像来分析中尺度天气系统的演变（张夕迪和孙军,2018）。图2给出了高原对流发展及高原MCS东移演变的过程：17日08时，葵花8号卫星首次探测到TBB≤-32°C的冷云区生成于（31°N,98°E）附近（图2a）。17....

图3 2018年6月17日12时至18日09时的（a)700 h Pa时间平均流场[彩色阴影：涡度（单位：10-5 s-1），蓝色风羽：低空急流（风速≥8 m s-1，一根长羽为4 m s-1），紫色框线：西南低涡形成发展关键区，灰色阴影：地形（≥3000 m）]及（b）涡度（阴影，单位：10-5 s-1）、散度（黑色线，单位：10-5 s-1）、垂直速度（红色线，单位：m s-1）区域平均高度—时间演变（紫色和蓝色虚线分别表示西南低涡最高层和最低层高度）

西南低涡首先从对流层低层发展，17日12时，800hPa上最先有中尺度涡旋的显著结构（α中尺度闭合的气旋式流场结构，≥5×10-5s-1的正涡度中心）形成（图略），该时刻被定义为西南低涡的初生时刻，此时，涡旋尚且十分浅薄，仅集中在800hPa附近的薄层内。此后，西南低涡....

图6 2018年6月17日12时至18日09时西南低涡区域平均涡度收支各项（单位：10-10 s-2）的高度—时间剖面：（a）散度项；（b）倾斜项；（c）水平平流项；（d）垂直输送项

从高原东移MCS与西南低涡耦合前到耦合阶段，散度项的贡献显著增大（图6a），这表明高原东移MCS与西南低涡的耦合是西南低涡加强的有利条件。具体而言，高原东移MCS与西南低涡耦合期间，高原MCS所伴随的上升运动与西南低涡伴随的上升运动由于叠加而增强，随后的凝结潜热释放，进一步增强了....

图7 2018年6月17日13时～18日09时高原MCS随时间的演变图：（a）涡度（单位：10-5 s-1);(b）散度（单位：10-5 s-1);(c）垂直速度（单位：m s-1);(d）位涡（单位：1 PVU=10-6 K m2 kg-1 s-1）。黑色虚线指17日15时，红色虚线是17日20时，地形（灰色阴影）表示目标MCS的中心对应的参考高度

在高原东移MCS未移出阶段（17日13～15时），高原MCS中冷云面积（TBB≤-52°C）全部位于高原上，此阶段为高原MCS的初生阶段，500hPa附近的辐合（图7b),400hPa附近的正涡度和正位涡（图7a和d）、以及300hPa附近的上升运动（图7c）均存在大....

本文编号：4021362