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河南典型天气系统云和降水的多尺度结构研究

苏爱芳  
【摘要】: 利用常规资料分析了河南春秋季降水过程的影响系统及云雨场特征,得到了河南春秋季降水的典型天气型。选取卫星资料、雷达资料、降水资料以及NCAR/NCEP再分析资料,对低槽-切变型这一典型层状降水云系的多尺度结构及其降水机制进行了深入研究,最后结合个例分析结果对此类层状云降水的增雨潜势进行了讨论。主要结论如下: 河南春秋季降水的主要高空型为低槽型和低槽-切变型,主要地面型为中、东路冷锋型和倒槽型,这样的高、低空配置具有较好的水汽条件及动力辐合条件,是河南春秋季典型的降水天气型。 卫星资料分析显示低槽云系和切变线云系具有不同的结构和降水特征,低槽云系中分布有低亮温带、结构不均匀;切变线云系结构较均匀、云顶亮温较高。东移的低槽云系与北抬的切变线云系叠加后叠加区内及其附近有中尺度云团活动,这些在高空槽前及700hPa和850hPa切变线之间形成的一系列中β尺度云团与700hPa切变线南侧较强降水有较好的对应关系,样本区内的亮温平均与降水量和表现出相似的变化趋势;而700hPa切变北侧亮温值与雨强的对应关系不确定。降水云的宏观结构分析显示降水过程中河南主要受较均匀的降水回波影响,中小尺度云团活动区内有强度为35~40dBZ的絮状回波发展、东传,雷达RHI上有柱状降水回波发展,而其它地区云带的降水回波较弱。TRMM(PR)显示700hPa切变线南侧的降水云带中嵌有较强的雨量大值中心,层状降水云带在整体相对均匀的背景下有一定空间范围的起伏并连在一起。同样,卫星反演的云顶高度也显示云系在发展演变过程中云顶高度有一定的起伏,不是很均匀。 700hPa切变线南侧具有较好的动力辐合条件和水汽条件,有利于自然降水的形成,而其北侧虽具备对流不稳定条件,但低空水汽条件差,动力辐合和抬升条件也相对弱,因此自然降水率低。 降水云的微物理结构分析显示云系发展的不同阶段和云系的不同部位,其微物理结构有差别。云中雪、霰、过冷云水对降水的形成和增强具有重要作用。 对河南而言,东移的低槽云系和北抬的切变云系具有增雨潜势,并可提前18到24小时进行确定。700hPa切变线南侧的潜势条件要好于北侧。对降水云微观增雨潜力的讨论可知,700hPa切变线南侧在降水发展期和持续期符合“催化-供给”云概念,具有较好的增雨潜力,其北侧仅在降水持续期由于各种水凝物含水量增加才具备了增雨潜力,这与宏观潜势的分析是一致的。


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