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，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?。?日18時以后小高壓被破壞時，降水加強至最強；最后降水逐漸南移減弱消失。
　　 為了進一步分析此次梅雨鋒暴雨的中

3、尺度特點，利用中尺度模式WRF對2007年7月9日00時～10日12時進行數(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的輻合場，且阻擋了北方的冷空氣南下，因此不利于強降水的產(chǎn)生。當其減弱消失時，使得北方的動量直接

4、指向暴雨區(qū)，有利于輻合上升運動的加強以及鋒生，從而強降水發(fā)展加強。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有關(guān)。
　　 最強鋒生、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)計算得出，暴雨時，中層的水平輻散項與變形項對鋒生的影響明顯。鋒生函數(shù)的水平形變項與水平輻散項對中層鋒區(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F2和水平變形項F3均是有利于鋒生的，但水平變形項F2對鋒生的作用強于輻散項，傾斜項也顯示了與降水的關(guān)系。中層鋒區(qū)的生成和加強是本次強降水的關(guān)鍵，當中層鋒區(qū)向下發(fā)展引起低層鋒生時，不利于強降水的形成。
　　 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值越大代表大氣的斜壓性越強，鋒區(qū)越強。濕位渦的斜壓項MPV2的向下發(fā)展可引發(fā)低層正渦度的加強，引起低層鋒生，低層鋒生

6、導致對流有效位能減小，因而不利于強降水產(chǎn)生。而當濕位渦的水平分量和低層鋒生向下發(fā)展期間，降水可達最強，因此濕位渦對低層鋒生和降水的預報有著一定的指示和預報意義。
　　 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際降水的強度、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際降水場有很好的對應關(guān)系。濕Q矢量散度輻合中心說明中層鋒生的