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河南“21·7”特大暴雨过程中尺度低空急流和低涡的演变特征及成因分析

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气象 2022年第12期48卷 1512-1524页

作者：孔期符娇兰谌芸张芳胡宁国家气象中心北京100081

利用地面常规气象资料、区域气象站逐小时观测数据、ERA5再分析资料,分析了2021年7月19—20日河南省特大暴雨过程中尺度低空急流以及中尺度低涡的发展演变特征及其形成机理。研究表明:此次特大暴雨天气过程发生在弱天气尺度系统强迫的... 详细信息

利用地面常规气象资料、区域气象站逐小时观测数据、ERA5再分析资料,分析了2021年7月19—20日河南省特大暴雨过程中尺度低空急流以及中尺度低涡的发展演变特征及其形成机理。研究表明:此次特大暴雨天气过程发生在弱天气尺度系统强迫的背景下,中尺度低空急流以及中尺度低涡是其直接影响系统。低空急流的建立和发展与降水的发生和增强同步,而中尺度低涡出现在低空急流建立后约10 h,随着低涡发展增强,低空急流强烈发展;西太平洋副热带高压的增强西伸与河套弱低压东移造成的地转风加大是低空急流形成的重要原因;偏北变压风的贡献主要是对风向的改变,使得低空急流以偏东急流为主;低空急流引起的对流层低层水平辐合及扭转是对流层中低层低涡发展的主要原因,对流层中层垂直上升运动造成的涡度垂直平流是对流层中层涡度增强的主要原因。降雨引起的对流层中层凝结潜热加热是低涡发展增强的又一重要原因。

关键词：低空急流中尺度低涡地转风变压风低层辐合凝结潜热加热

华南沿海2011年7月15-18日持续暴雨过程中的季风槽与中尺度对流系统相互作用

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气象学报 2014年第3期72卷 508-525页

作者：蒙伟光张艳霞袁金南李春晖梁巧倩吴乃庚中国气象局广州热带海洋气象研究所/广东省区域数值天气预报重点实验室广州510080 中国气象科学研究院灾害天气国家重点实验室北京100081 广州中心气象台广州510080

应用NCEP FNL再分析资料及位涡分离反演等方法,对华南沿海2011年7月15—18日持续暴雨过程中季风槽与中尺度对流系统的相互作用进行了研究.主要针对暴雨发生期间季风槽气旋性涡度向上发展的机理及其对季风槽维持发展和中尺度对流系统活... 详细信息

应用NCEP FNL再分析资料及位涡分离反演等方法,对华南沿海2011年7月15—18日持续暴雨过程中季风槽与中尺度对流系统的相互作用进行了研究.主要针对暴雨发生期间季风槽气旋性涡度向上发展的机理及其对季风槽维持发展和中尺度对流系统活动的影响进行分析。结果发现,季风槽的中尺度对流系统发展于弱斜压性环境中,大多在槽东西两端涡度中心区发展最强。南侧盛行的西南低空急流为对流反复发生提供了对流发展的"可维持性"条件,是对流得以组织发展成为中尺度对流系统的重要原因。涡度收支诊断表明,季风槽气旋性涡度生成主要由中尺度对流系统低层辐合引起。位涡分离反演结果证实,季风槽气旋性环流增强主要由与中尺度对流系统潜热加热相关的扰动位涡造成,并随着中尺度对流系统加热峰值高度升高而向上发展,是大尺度环流对中尺度对流系统潜热加热动力响应的结果。在季风槽东西两端,由于中尺度对流系统发展强烈且持续,具有更高的加热效率,引起的气旋性涡度向上发展最为明显。其结果可引起中尺度对流系统西南一侧向北非地转风发展,并在地转偏向力作用下增强西风,维持低空急流的发展,为对流反复发生提供条件。这些都说明季风槽大尺度环流与中尺度对流系统相互作用在中尺度对流系统和持续暴雨形成过程中有重要作用。

关键词：季风槽持续暴雨中尺度对流系统低空急流凝结潜热加热动力学响应位涡分离反演

2018年5月江苏极端降水事件发生前副热带高压异常及原因分析

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气象科学 2019年第2期39卷 214-225页

作者：沈阳孙燕吴海英陈圣劼韩桂荣中国气象局交通气象重点开放实验室南京210008 江苏省气象台南京210008 江苏省气象科学研究所南京210009

本文利用NCEP/NCAR提供的2.5°× 2.5°全球再分析数据,以2018年5月江苏两次极端降水事件发生前副高异常变化为研究对象,根据全型涡度方程定量计算了凝结潜热分布不均引起的涡源对副高迅速演变的诱发作用。研究发现,120°E处500 hPa 5月... 详细信息

本文利用NCEP/NCAR提供的2.5°× 2.5°全球再分析数据,以2018年5月江苏两次极端降水事件发生前副高异常变化为研究对象,根据全型涡度方程定量计算了凝结潜热分布不均引起的涡源对副高迅速演变的诱发作用。研究发现,120°E处500 hPa 5月第1候副高脊线多年平均位置位于16°N附近,而2018年同期120°E的脊线则位于19°N附近,呈明显偏北的状态。2018年5月第1候东亚500 hPa位势高度距平场表现出南高北低的形态,有利于我国华东地区成为暖湿空气和干冷空气的交汇区,构成了江苏5月两次极端降水过程的有利环流背景。与对流层中层环流异常对应的是,同期115°~125°E之间850 hPa上8 g·kg ^-1 等比湿线位于28°N附近,较多年气候态偏北15°,强降水区内同期850 hPa比湿较往年偏多2~4 g·kg ^-1 ,相应距平百分率可达50%~75%。且110°~120°E之间θ se 的340 K等值线5月第1候多年气候态位于13°N以南,但2018年同期却偏北至25°N附近,暖湿气团北进有利于强降水的发生。副高西伸北抬前,副高主体西侧和北侧均有凝结潜热加热区存在,说明潜热加热与副高演变关系密切。垂直剖面表明600 hPa为凝结潜热加热中心,向上加热率随高度减小,因此500 hPa处潜热加热率垂直梯度为负,使得500 hPa成为负涡源所在。因凝结潜热分布不均产生的负涡源,1~2 d便可形成与副高自身十分接近的负涡度值,足以诱发副高突变,该时间尺度与副高真实演变时间相符。负涡源中与凝结潜热垂直分布不均相关的部分起主要作用,而与凝结潜热水平分布不均相关的部分同时期产生的负涡度最多仅为前者的1/3左右,对副高突然西伸的作用较小。与凝结潜热相关的负涡源作为引发西太平洋副高异变的可能原因,其与副高的关系仍需进一步研究。

关键词：全型涡度方程凝结潜热加热副热带高压极端降水