江淮梅汛期热带气旋倒槽暴雨特征分析

来源 :南京信息工程大学 | 被引量 : 4次 | 上传用户:yangjianwu2008
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热带气旋是影响我国夏季降水的重要天气系统。江苏地处中纬度沿海,受热带气旋北伸倒槽影响较多。每年6-7月是江淮地区梅汛期暴雨多发频发季节,热带气旋倒槽暴雨已日渐成为梅汛期影响江苏的重要灾害性天气。本文重点针对近年来梅汛期影响江苏的热带气旋倒槽暴雨进行探讨,利用统计、诊断、对比、数值模拟等方法从多角度研究热带气旋倒槽暴雨的基本环流特征、动力热力特征和中小尺度特征,并深入探讨在热带气旋倒槽影响下,西风带干冷空气在倒槽降水中的作用。研究得到了一些有新意的结论和观点:1.首次归纳并提炼出江淮梅汛期热带气旋倒槽暴雨的三种基本类型及其环流特征。筛选出1986-2011年梅汛期影响江苏的热带气旋倒槽暴雨个例,根据热带气旋的移动方向分成华南/华东登陆北上(转向)类、华南沿海(南海)西行类和华东近海北上类共三种类型。通过个例的综合与典型分析,归纳提炼得到倒槽暴雨的共同环流场特征:低层倒槽伸向江苏,与其相伴随的偏南/东南低空急流输送暖湿空气北上,与中层西风槽后的干冷空气在倒槽顶部附近交汇,构成上冷下暖的对流不稳定层结;同时急流前方的南风风速辐合及倒槽两侧的风向辐合,与高空西南急流入口区经向南风水平分布不均匀造成的高层辐散相互耦合,增强了垂直上升运动,有利于中小尺度系统的发生发展。2.对比分析了华南/华东登陆北上(转向)类和华南沿海(南海)西行类两例热带气旋倒槽暴雨的动力、热力特征。两次暴雨都受到台风倒槽与中纬度西风槽的共同影响,但西风槽后干冷空气的作用不同。南风动量下传,高低空急流耦合促成了暴雨区上空低层辐合、高层辐散的动力配置;涡度和垂直速度的演变较好地体现了两次暴雨过程动力特征的差异;湿Q矢量散度激发的垂直次级环流的移动、增强促使暴雨发生、发展,暴雨发生在湿Q矢量辐合区(次级环流上升支)中,两次过程中湿Q矢量辐合分别由Qy和Qx辐合造成。低空急流的暖湿输送及急流前方的南风辐合,对暴雨区深厚水汽柱和高温高湿舌的形成具有重要作用。暴雨发生在西南-东北向能量锋区南侧210K以上的高能舌区中,低层不稳定能量通过非地转垂直上升支释放。3.诊断分析了持续性热带低压倒槽暴雨产生的中小尺度特征和有利的大尺度背景场。暴雨发生在高空偏西急流核东传、蒙古冷槽频频东移、热带低压倒槽维持(倒槽顶部中尺度低涡活动)及低空急流缓慢移动的背景下。10个中尺度雨团在江苏江淮之间相继产生,三个阶段中雨团活动各具特点。地面中尺度辐合增强触发了雨团,辐合线对雨团有组织作用。第一阶段对流发展旺盛,雨团与-62℃冷云盖甚至-72℃冷中心相对应,45dBZ以上强对流回波带自北向南缓慢移动,并出现了短时逆风区特征。后两个阶段雨团与云团后部TBB等值线密集区对应,新对流单体的不断并入有利于强回波带原地维持。暴雨区的水汽通量大小、螺旋度上负下正的配置及移动对未来6h降水强弱、落区变化具有一定的指示意义。4.通过中尺度数值模拟,深入探讨了对流层不同层次干冷空气活动对热带低压倒槽暴雨落区和强度的影响。高层干冷空气活动不利于降水增强;中层和低层干冷空气活动均有助于暴雨增幅,低层干冷空气活动还会引起雨带位置的变化:干冷空气增强(减弱),降水增强(减弱),雨带南压(北抬),暴雨中心东南(西北)移。雨带南(北)移动的幅度与干冷空气强(弱)成正比关系,低层干性和冷性同时变化对雨带位置和暴雨中心位置的影响更大。对流层各层干冷空气强度变化对暴雨落区和强度的影响在倒槽顶部中尺度低涡(辐合线)、高低空散度、能量锋以及湿位涡的位置和强度上均有较好的响应。
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