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河北低涡暴雨的统计及模拟诊断研究

王丛梅  
【摘要】:通过对河北省1991~2000年的夏季低涡暴雨资料的统计分析发现,造成该地区暴雨的低涡系统主要为西北涡,其次为东蒙冷涡,影响最少的是西南涡。西北涡主要影响太行山南部地区,东蒙冷涡主要影响燕山南麓,以7、8月份最多。西南涡暴雨仅发生在7月份。70%的西北涡暴雨,南方有台风或热带气旋出现。经向型西北涡的水汽源地主要是黄海和东海;纬向型西北涡和经向型东蒙冷涡的水汽源地主要是南海和孟加拉湾。500hPa中纬度经向型的环流形势更有利于低涡暴雨的持续性,降雨强度也更大:暴雨区一般出现在700hPa低涡暖切变附近、最大风速区的左侧。 利用MM5中尺度模式对2000年7月4日08时~5日20时(北京时)的低涡暴雨天气过程进行了数值模拟。通过对湿位涡及其倾向的诊断分析发现,低涡暴雨一般是落在低层位涡高值中心东侧,低层位涡的负值区的分布和变化与低涡暴雨的落区和移动相一致,高低层位涡的“正负值区垂直叠加”有利于低涡暴雨发生、发展。湿位涡的局地变化以及平流项和垂直输送项的变化,对低涡暴雨的强度和落区有指示作用。通过对中尺度扰动场的分析发现,此次降雨过程中,重力波的发展、传播经历了两个阶段:中尺度的正涡度和负散度中心两度向东北方向传播,以及随后北部的涡度散度中心减弱消失,使大的降雨中心两次向东北延伸又回落到南部。可见,重力波向东北的传播以及在南部地区的维持是降雨区的移动以及在南部地区维持加强的一个重要原因。通过分析低涡暴雨的稳定性条件,发现整个过程一直是对流不稳定的,且对流不稳定先于降水出现,降雨量随着对流不稳定的加强而增大,雨团中心也随着对流不稳定区的移动而移动。因此对流不稳定是此次降雨过程中中尺度雨团在华北南部停滞少动并加强的一个重要机制。


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