一次江淮强暴雨中尺度系统发生发展的数值试验及机制分析

【摘要】： 江淮梅雨暴雨是我国典型的气象灾害之一。淮河流域梅雨期继1991年出现持续性大暴雨造成严重洪涝灾害后，2003年6月～7月又出现了持续性梅雨暴雨异常天气过程。目前我国和国外的许多气象学者对江淮梅雨暴雨曾作了大量有意义的工作，取得了许多积极的成果。然而，由于观测资料及其梅雨天气自身内在作用的复杂性，至今还未能完全认识其发生、发展和演变的机制，尤其对于中小尺度天气过程的规律还需要更深入的研究。 利用美国新一代中尺度天气和研究数值模式(WRF)，对发生在2003年7月4日的江淮梅雨强暴雨过程进行了数值模拟。模拟结果很好地描述了本次强暴雨及其中尺度系统发生、发展的时空演变过程。运用高时空分辨率的模式结果，从热力、动力结构、湿有效能量和湿位涡等多个角度，着重分析讨论了对这次天气过程有直接影响的低空急流、中尺度低涡等中尺度系统，探讨了影响这次天气过程的中尺度系统的发生、发展特征和物理机制，试图为更进一步的研究和暴雨预报提供一些依据。 本文的研究结果表明，中尺度低空急流、高空扰动对中尺度低涡系统的发生发展有加强和促进作用；低层辐合和高层辐散是降水系统的发展的动力条件。中尺度低涡的动力、热力结构配置有利于其快速发展。湿有效能量的积聚和输送为强降水的发生、发展提供了充分的物质条件；由于沿陡立等熵面的空气上滑运动，因倾斜涡度发展造成了中尺度低涡系统垂直涡度迅速增加，促进了低涡的快速加强，形成强对流系统，导致强暴雨过程的发生。中尺度低涡在安徽东部移动过程中的“打转”和在等熵面上沿梯度密集等压线的运动和强烈发展，对这次强降水过程具有重要作用。同时指出，湿有效能量的水平分布对于暴雨预报具有一定的指示意义，倾斜涡度发展是中尺度低涡加强的机制之一。