2013年5月南海夏季风爆发前后华南两次强降水过程的多尺度特征分析

来源 :中国气象科学研究院 | 被引量 : 2次 | 上传用户:ALFU
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2013年5月7–12日和14–17日在华南地区分别发生了两次强降水过程,其中7–12日降水是南海夏季风爆发前的过程,14–17日降水则是季风爆发后的过程。本文利用华南季风强降水外场试验提供的加密观测资料以及其他再分析资料,对这两次过程结合南海夏季风的作用进行了大尺度、中尺度以及小尺度方面的对比分析,并探讨了两次过程的中尺度对流系统与大尺度系统之间的联系。主要结论有:1.南海夏季风爆发前后华南暴雨大尺度环流背景的差异及其在暴雨发生中的作用。南海夏季风建立前的(7–12日)降水过程,形成了两条雨带,分别是沿锋面抬升形成的锋面降水和由风场辐合产生的锋前暖区降水,对流性较弱,水汽主要来源于中纬度西风输送,降水的内在物理机制是一个准平衡态的热力适应过程,过程中的暖区暴雨主要受低层强垂直风切变导致的大气斜压不稳定影响;而季风建立后的(14-17日)降水过程,雨带集中,发生在锋前暖区位置,是热带季风降水,对流性强,由于季风爆发导致对流层低层西南风增强,华南地区西南边界的水汽输入均明显增加,因此水汽主要来源于南海南风输送,过程雨量更大,热源作用加强,局地位涡明显增长,动力向热力的适应过程也更显著,过程中的暖区暴雨主要受高低空急流的强耦合作用。2.南海夏季风爆发前后暴雨过程的中尺度对流系统(MCSs)特征的差异。第一次过程(07–12日)的直接影响系统是β中尺度系统,局地性较强,且移速缓慢。过程中MCSs生成的天气尺度背景表现为低层水汽充足,较强对流有效位能(CAPE),低层较强的垂直风切变、但无低空急流作用,强对流主要受局地地形的影响,因此MCSs基本分布在广东西南沿海一带;而季风爆发后的第二次过程(14–17日)中尺度系统由多个β中尺度合并成α中尺度,最终形成了中尺度对流复合体(MCC),是造成第二次过程强降水最显著的中尺度系统。MCC分布集中,范围更加宽广,呈片状覆盖整个广东省,且移速较快。过程中MCSs生成的天气尺度背景存在高低空急流,且夏季风爆发导致南海地区为CAPE大值储存中心,广东CAPE增强,大气动力不稳定性更强,导致MCSs更加显著,强对流受地形的影响不大,主要是环境因子导致其移动和发展。3.南海夏季风爆发前后大尺度环流因子对MCSs演变过程的影响及其差异。利用大尺度环流因子在MCSs演变过程中的变化及作用,分别概括出了08日MCSs各阶段以及15–16日MCC发展阶段的概念模型,结果显示干侵入、对流不稳定性,低空风场和水汽辐合对季风前后MCSs的形成和发展都具有重要作用。中高层大气下传的干侵入气流会引起中低层局地绝对涡度正变化,导致低层大气对流不稳定性明显增强,降水区域内低层风场和水汽场辐合增强是导致MCSs发展的主要原因。由于季风爆发前低层无低空急流作用,08日珠江三角洲强降水过程中MCSs的演变与低层风场辐合位置密切相关,强烈的风场辐合为MCSs生成和发展提供了动力机制;而季风爆发后低空急流显著,增强了低层大气的对流不稳定性,动力机制主要在于边界层的入流以及高空辐散、低空辐合作用,致使15–16日MCC发展。4.南海夏季风爆发前后两次过程中云内特征的差异。受南海夏季风影响导致第二次过程对流活动更盛,使得三水地区降水在第二次过程中的雨滴直径普遍大于第一次过程;且季风爆发后第二次过程云体内各个高度层温度均高于第一次过程。
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