江推地区暖季γ-中尺度涡旋的统计特征研究

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中涡旋是指在对流单体或者中尺度对流系统(MCS)内部产生的γ中尺度涡旋环流(MV),能够导致暴雨、龙卷、冰雹等灾害性强对流天气。江淮地区暖季是我国对流活动、特别是MCS的高发区和活跃季。本文根据2013-2015年4-7月多普勒天气雷达观测和再分析资料,对江淮地区MCS和中涡旋的活动规律和环境特征进行统计分析。主要研究结果如下:2013-2015年4-7月,江淮地区一共识别出95个MCS,大部分位于湖北省东部和安徽省西部交界处。MCS的发生具有显著的月变化,超过60%出现在六七月份,其中七月最多。从日变化来看,MCS在傍晚和午夜较易生成。六七月份江淮地区受夏季风影响,有充沛的暖湿气流从印度洋向江淮地区输送,使得六七月江淮地区的CAPE值远大于四五月,而低层风切略小于四五月,因此六七月生成的MCS显著多于四五月。特别是六月中下旬到七月中上旬,为江淮地区的梅雨期,是MCS的高发时期。梅雨期的MCS持续时间较长,空间尺度较大。根据MCS的形态特征,将其分成线状和非线状两类。对比发现,线状MCS的月变化比非线状MCS要显著,并且线状MCS更易维持较长时间。通过对两者的环境特征进行分析,发现在线状MCS形成时,有充沛的暖湿气流向江淮地区输送,CAPE和垂直风切都较大,有利于对流系统的发展和维持。2013-2015年4-7月,江淮地区一共识别出3790个MV,其中有一半出现在江淮中游地区。与MCS类似,MV从四到七月也呈递增趋势,但是日变化并不显著。根据生命史长短,可将MV分成短(18-30min)、中(30-60min)、长生命史(>60min)三类。研究发现,三者的月变化特征与全体MV的月变化特征类似。此外,中、短生命史的MV无显著日变化,但是长生命史的MV日变化较为显著,在正午生成较多。长生命史的MV大小、强度也远大于中、短生命史的MV。根据MV生成系统的不同,可将其分为MCS类型和单体类型MV,前者在组织化的MCS中生成,而后者在对流单体中生成。研究发现,MCS类型的MV主要在MCS成熟时期生成,其生命史、强度和大小均大于单体类型MV。通过对两类MV的环境特征进行对比分析,发现MCS类型的MV,其生成环境在对流层上层有更大的惯性不稳定,中层存在天气强迫,在低层存在西南低空急流输送暖湿空气至江淮地区,同时增强低层的垂直风切,有利于MV的形成和维持。
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