中尺度低涡与切变线系统上不断发生发展的中尺度对流系统是造成强降水的主要系统。西南涡在中国暴雨的形成中扮演着重要的角色,因此运用常规资料、非常规资料和中尺度模式资料相结合,对西南涡暴雨的环流形势以及中尺度对流系统发生发展的背景场进行分析研究,进而探讨中尺度低涡、中尺度对流系统及中尺度暴雨系统的发生发展机理,具有重要的理论和实际意义。 本文首先采用NCEP/NCAR再分析资料、常规资料和TBB、自动站等非常规资料对2004年9月3～7日发生在四川省和重庆市暴雨过程的大尺度环流形势和天气系统进行分析,结果表明:“049”强降水与9月初大尺度环流形势的转变和越赤道气流的加强密切相关,携带大量水汽的西南气流与北方弱冷空气于9月2日交汇在四川省东部及重庆市地区,导致了这次强降水的发生;高空环流形势有利于此次“049”川渝暴雨的发生;造成此次川渝暴雨的主要天气系统是出现并停滞在盆地附近的低涡(西南涡)与切变线,而切变线上不断有中尺度对流云团的发生发展是导致暴雨的主要原因。西南涡持续维持在四川盆地东部,导致持续性强降水。 使用NCEP/NCAR再分析资料对此次“049”暴雨过程的准地转Q矢量及湿位涡(MPV)进行分析,揭露了暴雨期准地转Q矢量散度场、涡度场以及锋生函数的分布特征以及与暴雨之间的时空配置关系,指出了Q矢量对此次暴雨过程的发生具有一定有利的作用;条件性对称不稳定以及对流不稳定对此次暴雨过程也起了关键的作用。 用MM5V3模式较为成功地模拟了2004年9月3～6日川渝暴雨过程。用数值模式资料从更小的时空尺度上对中尺度对流系统及其发生发展的背景场进行分析后认为:(1) 对流层低层水汽的大量集中以及对流不稳定条件的存在可能对中尺度对流系统的发生发展提供了有利的背景;(2) 对流层低层正涡度、高层负涡度,低层辐合、高层辐散以及整层为上升运动的背景条件,这种形势有利于中尺度对流系统的发生和发展;(3) 500hPa层持续的高空正涡度平流以及700hPa低层暖平流非常有利于低涡的维持;(4) 200hPa西风急流和850hPa低空急流的配置非常有利于此次强降水的发生发展以及维持;(5) 位涡分析结果表明低层正位涡的存在对暴雨发生发展起着重要的作用。(6) 通过对凝结潜热与地表热通量的敏感性试验认为:凝结潜热释放与地表热通量能够加强暴雨区辐合辐散程度、垂直速度以及低涡的发展,从而对中尺度暴雨过程有及其重要的影响。