文摘
异常暴雨发生在2014年10月27日在四川盆地(某人),中国进行了分析。倒低点850 hPa演变成一个中国西南涡(SWCV),和强劲的向上运动引起的低空急流之间的交互(LLJ) 850 hPa上层喷气(ULJ) 200 hPa引发暴雨过程。在大规模的循环系统以西风槽和亚热带高,有两个云乐队在东北,青藏高原南部。影响eastward-moving槽、倒槽LLJ, SWCV,中尺度对流系统(MCS)生成交界处附近的两个云带,它是直接暴雨系统。MCS加强的情况下850 hPa倒槽,但削弱时倒槽SWCV进化。最终,形成这种现象被称为“现有涡没有云。“通过分析可能的原因降水加强(减弱)的情况下倒槽(SWCV),发现加强降水是由于强大的倾斜上升气流ULJ的面积和LLJ十字路口。一方面,向上运动的涡度平流变化有关身高和低层暖平流迫使;而另一方面,附近的露点锋LLJ也起到了提升作用下层流向朝上的垂直环流。与此同时,LLJ“头”是水蒸气的高价值区域融合,这为暴雨提供了充足的水汽。 During the SWCV, the weakening of precipitation was due to the SWCV weakening gradually; plus, the ULJ was interrupted over the SB, the upper airflow presented downdrafts, and its superposition with the ascending branch of low-level vertical circulation. This airflow structure inhibited the development of strong upward motion, whilst at the same time, the LLJ retreated toward the south and the dew-point front ultimately weakened and disappeared. Subsequently, water vapor convergence weakened and no longer supported the occurrence of heavy rainfall. Therefore, the strong upward motion caused by the ULJ-LLJ intersection and the lower-level dew-point front were the key reasons for the occurrence of this late-autumn rainstorm.
1。介绍
中国是一个国家,经历许多暴雨(1- - - - - -4]。其中,暴雨发生在上游,陡峭地形中地区的长江是出了名的难以理解和预测和长期代表有关暴雨气象研究和操作困难的问题在中国5,6]。中国西南部的四川盆地(某人),(图1(一)),在背风坡的青藏高原的东部,特点是独特的地貌,如陡峭的地形,山盆地,湖泊和河流。此外,它的主要路径是温暖和潮湿的西南流在低纬度地区抵达中国东部的一部分。在夏天,受到青藏高原天气系统(例如,青藏高原涡7- - - - - -11),中国西南涡(12- - - - - -15),和西太平洋副热带高压(副高)[16]),不仅有许多广泛的和持续的强降雨天气,但也有大量的局部暴雨过程发生在某人这些异常强降水事件,以及这样的强降水造成的次生灾害,往往会导致大量的社会经济损失。因此,作为一个典型的中国地区的暴雨天气,某人被国内的高水平的发病率有关暴雨和洪水。
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观测证据表明,青藏高原涡,剪线(17),中国西南涡(SWCV)负责四川暴雨的主要天气系统;另外,他们有重要影响的强降水发生在青藏高原的下游广大地区。相当多的研究工作近几十年来在这方面导致了一些有意义的成果,如青藏高原涡的产生来源和SWCV在夏天18- - - - - -20.),其形成的原因(8,21- - - - - -23),而它们的热力学结构和对暴雨的影响24,25]。最近,与应用程序的高分辨率数据,组织结构和中尺度对流系统(mcs)在这些天气系统进一步透露,表明其重要性等诱导强烈的降水与漩涡(12,24,26- - - - - -29日]。另一方面,由于突出的影响,东亚夏季风降水活动在中国,某人最暴雨发生在温暖的季节的6 - 9个月,于10月(即利用频率显著减少。寒冷的冬季),尤其是大范围暴雨。因此,现有研究四川暴雨主要集中在夏季,暴雨发生在冬天的小考试一半。
事实上,暴雨的形成过程是复杂的例子中,大规模的条件下,水蒸气的量,强烈的上升运动,和水平的不稳定大气分层,一起在多尺度天气系统和地形的影响,所有的行动以协同的方式在发生严重的暴雨天气(30.]。此外,气候变化也有影响强降水时空分布、进化过程在许多地区,包括四川[31日- - - - - -34]。因此,很有必要和相关异常进行研究暴雨天气。
在目前的研究中,异常暴雨,2014年10月27日发生在某人选择进行分析。这深秋的暴雨有对流天气的特性,如高频率的闪电和强降水强度。在一般情况下,高频的闪电活动的发生和强降水率或高积累的沉淀不仅可以对流结果还斜压不稳定,同时,考虑到此类事件发生在今年的温暖期;另外,它是非常罕见的此类事件中观察到秋天的寒冷季节,事实上,这是latest-occurring地区强降雨事件历史记录(1955年以来)在四川地区。揭示其异常发生的原因,研究从其影响的角度进行了天气系统,对流触发条件,和身体的形成过程。更广泛的目标是加深我们的了解种冷暴雨天气。介绍后,本文组织如下。部分2描述了数据和方法;部分3描述了暴雨天气背景;部分4分析多尺度天气系统功能;部分5分析系统配置和物理结构在暴雨区;部分6解释了强暴雨的发生的有利条件;和部分7总结了研究。
2。数据和方法
在这项研究中使用的数据如下:(1)在0000 UTC和1200 UTC测深观测数据(2)全球决赛(新兵)分析数据从国家环境预报中心(NCEP),空间分辨率为1°×1°和时间分辨率的6 h(以下简称NCEP_fnl;http://rda.ucar.edu/)(3)亮度温度(Tb) FY2D地球同步气象卫星数据提供的国家卫星气象中心、中国气象局(http://www.nsmc.org.cn/en/NSMC/Home/Index.html)(4)天气雷达数据包括基本反射率和3公里高度的雷达回波反演风场和表面降水数据
分析暴雨和垂直上升运动之间的关系,用准地转近似在这项研究中,我们知道的方程ω(35,36)是 在哪里 , ,和是静态的稳定;是垂直速度,涡度,是风矢量,然后呢是压力;和 , 是位势高度的函数,是恒定的价值(科氏参数),是流函数。
左边的方程(1)可以写成 在哪里是波数的x方向和是波数的y的方向。容易,公式(3)可以得到:
对于短波系统,行星地转涡度平流是次要的,这意味着方程的物品(1)可以写成
此外,b-item方程(1)是厚度(温度)平流的拉普拉斯算子,我们可以得到的
根据(1)- (5),表达式(3)可以获得如下: 在哪里pseudoequivalent势温度(PEPT),根据Davies-Jones说(37];可以计算为 在哪里 水汽混合比, , , 凝结的温度高,蒸汽压,是压力,T是温度。所以,是一个全面的物理量,包括温度,湿度,压力,可以反映出不同特点的湿度和温度。
公式(6)显示了涡度平流和PEPT平流影响在垂直速度的主要因素。当正涡度平流随高度增加(或负涡度平流随高度减小), ,在温暖的平流和区域( )ω< 0,条件有利于迫使上升;否则,将会有一个强制下沉。
3所示。暴雨天气背景
这暴雨过程,发生在2014年10月27日某人非常异常的强度降水天气记录在四川追溯到1955年。主要特点是,它发生在今年很晚(事实上,在这一领域最新的记录历史上曾经)和降水的范围大。根据累积降水量数据,有584个自动气象站,达到50 - 100毫米,55岁以上100毫米,最大降水记录(图147.7毫米1 (b)某人)仪陇根据每小时降水的演变和每小时的照明活动,2300 UTC 26 0600 UTC 2014年10月27日,自动气象站记录的数量的降雨率> 10毫米/小时达到峰值,相应地,闪电活动(图也是如此1 (d))。之间,0600 UTC 27和2000 UTC时间2014年10月27日,这个数逐渐减少,一次又一次,相应地,闪电活动也是如此。数据清楚地表明,闪电主要发生在强降水期间,频率达到最大值0000 UTC时间2014年10月27日,表明一个明显与强降水和雷暴对流天气特征;事实上,暴雨和闪电的数量是有史以来最大的。
简而言之,观察表明,发生的时间、范围、强度、性质,等等,这是一个异常暴雨某人。
4所示。多尺度天气系统特征
4.1。大规模的循环和系统的影响
暴风雨的发生通常与不同尺度天气系统之间的交互,并只有在大规模的稳定控制天气系统如副热带高压(38),长波槽、切变线或大规模的低压系统,直接沉淀系统会出现和产生强降水。暴雨系统的研究(图2在1200 UTC)显示,2014年10月26日,暴雨开始前(图2(一个)),西风槽对青藏高原的西北一侧500 hPa WPSH,在其影响下,有一个带云出现在青藏高原的北部地区和聚合与云的边缘WPSH在四川。结核病是20到−−50°C。暴雨期间,在0000 UTC时间2014年10月27日(图2 (b)),西风槽移到某人和一个新的槽形成近95°E在青藏高原的南部。同时,两个云带某人区域分割的。850 hPa,风情况是一个来自东北的风在西部和东部的东南风某人的话;这气旋流场形成一个“∧”模式(也称为一个倒槽)26]。槽的影响下,云的MCS结核病值小于−40°C在暴雨区。1200 UTC时间2014年10月27日,MCS在东部的某人(图2 (c)),850 hPa倒槽已成为低涡环流(即。,SWCV), and the low-level jet (a strong wind belt, which has a center wind speed of ≥12 m·s−1在低层大气的3,39,40])和西风槽仍位于暴雨区。0000 UTC时间2014年10月28日,500 hPa西风槽四川东进,LLJ减弱,对流系统在大规模云系统逐渐远离某人,但是850 hPa SWCV仍在某人从环流形势、副高和西风槽的背景下,两个云带出现在青藏高原的东北部和南部,分别。由于槽的影响,LLJ,漩涡,MCS结核病值较低区域中形成的两个云带的十字路口,直接对暴雨的天气系统影响。根据结核病进化(图2 h3),早期的850 hPa倒槽的形成,云在青藏高原南部的四川地区的影响,但在东北端云没有。
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在1200 UTC时间2014年10月26日,来自南方的风变得软弱,没有明显的天气系统在低水平,和结核病价值仍然很高(数字3(一个)- - - - - -3 (d))。在0000 UTC时间2014年10月27日,在倒槽的影响下,有一个LLJ形成暴雨区,和MCS的结核病价值降低了数据3 (e)- - - - - -3 (g))。在倒槽的进化向SWCV(数字3 (h)- - - - - -3 (k)),MCS变得略微减弱,持续了大约8 h。在SWCV的存在(数字3(左)- - - - - -3 (p)),右边的MCS位于重庆西部湖北,和某人没有明显的云带和暴雨结束了。
上面的显示,当850 hPa倒槽向SWCV进化,这严重的暴雨事件发生在某人;然而,一旦SWCV已经形成,沉淀在某人削弱。所以,850 hPa倒槽和midtropospheric槽暴雨事件影响的主要系统。与此同时,MCS是一个系统,直接诱发暴雨。
4.2。中尺度天气系统
使用南充雷达反演的风场3公里高度,MCS结构和中尺度天气系统(省略)进行了分析。6分钟间隔回波演变为0.5°,1.5°,和2.4°表明,对流系统存在在暴雨区,与回波强度达到35 - dBZ。在同一地区,强回波时间很少超过1 h,主要显示“strengthening-weakening-strengthening”模式的变化。
图4显示了倒槽和SWCV回波反射率,从中可以看出,倒槽情况(数据4(一)- - - - - -4 (c)),回声~ dBZ主要位于西部的30°以北107°E和N。强烈的回声在所有三个海拔区域是可以观察到的,而在区域B,他们主要集中在1.5°,2.4°。这表明,回声的北雷达站更深;从小时降水演变(省略),暴雨强度达到超过20毫米/小时deep-echo区域,主要发生在后面的倒槽槽线附近的西北某人,和强降水的范围也很大。SWCV情况(数据4 (d)- - - - - -4 (f)),回声的价值观~ dBZ主要是东部的106°E。强回声中期γ剂量特征(区域C和D)和足够深在不同海拔被雷达发现。相应地,强降水主要发生在SWCV的右边。强回声,雷达获取风场在3公里高度显示,小规模的系统,如LLJ,漩涡和剪切线仍在MCS(数字4 (g)和4 (h))。这些系统的水平扩展1-50公里,并造成的降水强相比,在这个区域附近的降水。例如,附近的两次小规模的漩涡,漩涡中心的1 h降水大于10毫米,最大达到15.5毫米和11.3毫米,分别。切变线和LLJ,因为他们的水平尺度大于小规模的漩涡,> 10毫米/ h的降水范围也更大。
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显然,涡、槽和切变线存在不同尺度扰动由于不同分辨率的观测数据,和所有尺度天气系统导致暴雨的发生通过他们的互动。在很大程度上,大型和中等规模的天气系统的配置主要影响降水的分布,而小规模的系统主要影响当地降水区域和强度。因此,在大规模的循环,MCS仍有小规模的系统,这是反射的多尺度特征的严重的暴雨。
因此,下一步是研究如何在各种尺度的天气系统的影响下,强暴雨期间增强进化从倒槽进入漩涡,然后削弱在漩涡的周期,直到这一现象被称为“现有涡没有云”出现了。下面,垂直环流分布和物理量的变化在暴雨区进行了进一步的分析。
5。系统配置和物理结构在暴雨区
除了丰富的水汽条件,形成暴雨还取决于强烈的上升运动,与大气温度和动态密切相关的条件和其他外部强制的条件。因此,在暴雨区热力学效应的分析是必要的。在复杂的地形背景下在四川,常规观测数据稀疏,这往往很难描述倒槽,SWCV, MCS某人地区结构。所以,使用相对高分辨率数据能更好地反映天气系统在起作用是很重要的。
在这里,基于NCEP_FNL数据,图5显示了850 hPa风场和物理量分布向SWCV倒槽的进化。阴影是24小时温度变量,轮廓线的PEPT值,虚线是散度。在早期的850 hPa倒槽(图5(一个)低空风对某人收敛),但风速是弱(4 - 6 m / s)。北部地区32°N特色显著负温度变化(低于−2°C),和PEPT 52-56°C。当倒槽(图形成的5 (b)),往东南风暴雨地区加强,最大风速达到16米/秒。同样,有一个积极的温度变化2 - 4°C中心风速地区,风融合成为强(最大:−6×10−5年代−1),PEPT是56 -°C。负温度变化在北部某人向南扩张,和热力学条件成为有利于强降水事件发生。
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当SWCV形成(图5 (c)),LLJ SWCV的右边是仍然存在,低级略有收敛增强(最大:−8×10−5年代−1),PEPT 56 -°C,负温度变化开始影响SWCV的北部。当涡环流减弱(图5 (d)),负温度变化已经入侵SWCV中心,PEPT 50 - 55°C,涡的右边LLJ削弱,向南移动,在某人和暴雨天气逐渐结束。
很明显,在加强降水,低层风场总是保持LLJ,积极LLJ地区温度变化,与风融合相比显著增强即将到来的暴风雨。相应地,站的数量> 10毫米/小时每小时和频繁的闪电达到了顶峰。在暴雨的削弱,LLJ某人向南移动,负温度变化入侵SWCV中心,积极LLJ附近的温度变化削弱了。
上层喷气机的配置(ULJ) [41和LLJ(图6),在倒槽的转换到SWCV(数字6(一)- - - - - -6 (c)),200 hPa ULJ总是位于四川南部,850 hPa LLJ逐渐扩大,与某人区域相交。同时,有一个积极的涡度带的北侧ULJ(中央9×10的价值−5年代−1),左边的LLJ也正涡度中心,和MCS可以开发交界处附近的两架飞机。在涡流循环(图的削弱6 (d)),ULJ似乎打破了某人,LLJ向南撤退,ULJ和LLJ不再相交,相应地,MCS削弱。
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过去的研究(42]表明,对流层上部和下部喷气条纹之间的相互作用是一个重要的因素在组织的发展严重的对流风暴系统。在这种情况下,为什么当ULJ LLJ交叉在某人的活动是有利于MCS和暴雨的感应,当两架飞机不相交MCS及其降水减弱?在垂直剖面沿线一′的人物6(一),飞机附近的垂直循环(图7)进一步分析。可以看出,当ULJ LLJ交叉在暴雨(数字7(一)- - - - - -7 (c)),提升部门的垂直环流在某人的低水平和提升部门ULJ轴相互叠加时,以下,这种叠加效应提升深向上运动的形成(的值小于−1.0×10−2Pa / s)。此外,两道气流斜向上的状态,它可以防止垂直风切变加强太多,从而生成一个条件,更有利于暴雨的发生。
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在暴风雨结束(图7 (d)),两架飞机不再相交,提升部门的垂直循环水平低的某人和下面的降支ULJ轴相互叠加时,和这个配置抑制强烈的上升运动,这样条件的形成并不有利于对流的发展。因此,尽管涡流循环仍然完整的0000 UTC 2014年10月28日,某人的ULJ破碎,以及随之而来的降支气流和二次循环的低水平的提升分支某人被叠加在对方,抑制强降水事件发生;这是一个关键的原因形成的涡流但是没有降水云的…因此,十字路口ULJ和LLJ为诱导对流是一个重要的配置。一旦对流上升引发的二次循环发展的分支,它往往导致严重的暴雨。同时,加强LLJ或由潜热释放和垂直运输,这也是为什么LLJ水平规模较小的情况下倒槽但是SWCV的下扩大。
进一步分析涡度和散度附近的飞机的特点,人物8显示期间,倒槽进化SWCV,低层(上层)的垂直结构收敛(分歧)(分别还有用于货物集装器,LLC和)维护和积极的涡度逐渐加强midupper水平。期间SWCV削弱,LLC-ULD结构和低层正涡度减弱消失。具体地说,在0000 UTC时间2014年10月27日(图8(一个))、正涡度的倾斜分布从地面到200 hPa,与低层和高层中的值达到6×10−5年代−1和1 - 3×10−5年代−1分别,这形成了垂直结构的LLC-ULD收敛达到−4×10−5年代−1。在0600 - 1200 UTC 2014年10月27日(数字8 (b)和8 (c)),LLC-ULD结构仍然保持和正涡度进一步增加在midupper级别(值> 9×10−5年代−1)。这种物理结构有利于注入效应的形成,增强水蒸气在低水平收敛和诱导低压系统的发展。SWCV减弱时0000 UTC时间2014年10月28日(图8 (d)),LLC-ULD结构消失和低水平的正涡度减弱,这是不利于发展的泵送效应和低压系统。因此,附近的动态变化所涉及的飞机正涡度midupper层面加强和维护LLC-ULD垂直结构在强降水,而期间降水减弱,低水平的正涡度大大减小和LLC-ULD结构往往消失;因此,动态条件下暴雨的发生明显变化。
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关于热力学条件和考虑的重要性PEPT发生的暴雨,24 h PEPT变化计算 ,在哪里是在当前时间和PEPT吗之前是PEPT 24小时。图9显示,是大于零的从地面到低于200 hPa ULJ 0000 UTC 27 0600 UTC 2014年10月27日,其中心位于约500 hPa在超过10°C。这一时期是强降水集中时间和闪电发生(图1)。在1200 UTC时间2014年10月27日,是小于零从地面到800 hPa,但从700年hPa - 200 hPa大于零。这显示PEPT变化-在低层大气低涡形成的。在0000 UTC时间2014年10月28日,负面的已经扩展到300 hPa和中央值−6°C。相应地,降水减少和闪电的数量减少。PEPT PEPT显示变化趋势的增加,当倒槽向SWCV演化而来,而在SWCV阶段PEPT减少和强降水和闪电活动的时期 。
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基于动态和热力结构的特点,分析了垂直向上运动。一般来说,暴雨的发生,甚至严重的对流天气,与垂直上升运动有很大的关系,强降雨地区通常位于上升运动。根据准地转理论,涡度平流和热力学平流影响在垂直速度的主要因素。当正涡度平流随高度增加(或负涡度平流随高度减小), ,在温暖的平流和区域( )ω< 0,条件有利于迫使上升;否则,将会有一个强制下沉。
图10提出了横截面的涡度平流(数字10 (),10 (c),10 (e),10 (g))和PEPT平流(数字10 (b),10 (d),10 (f),10 (h)沿着ULJ和LLJ交叉区域)。根据850年hPa倒槽情况(数据10 ()和10 (b))、正涡度平流与在600 - 200 hPa高度增加 ,涡度平流的最大值接近200 hPa飞机的中心。同时,负涡度平流和在900 - 700 hPa高度降低,相应地,PEPT平流低层大气和导电的是积极向上运动的形成。直到0600年UTC时间2014年10月27日(数字10 (c)和10 (d)),低层涡度平流是负数的南部32°N和随高度逐渐下降,但积极的北32°N和随高度增加。同时,积极(消极的)的垂直分布涡度平流下(上)大气中满意 而且还喜欢向上运动的形成。为PEPT平流,低层暖平流北32°N附近和冷平流31°N在中层大气,这是有利于盆地中向上运动。
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当SWCV形成(数字10 (e)- - - - - -10 (f)),涡度平流首先增加然后减少在900 - 500 hPa高度。此外,涡度平流在500 - 200 hPa逐渐增加,这主要是分布在南部支持底层向上运动的32°N和上层北32°N。PEPT然而,冷平流在中间水平划分低级别之间的关系和上层暖平流在某种程度上,这中间冷的分布和较低的温暖是有利于对流不稳定和低水平的上升运动。直到0000年UTC时间2014年10月28日,涡度平流和PEPT平流大大削弱了场暴雨区,和动态热力学变化不再支持垂直向上运动。
因此,垂直分布涡度平流和PEPT平流起到了积极的促进作用的形成向上的垂直循环分支位于ULJ和LLJ交叉区域。这是因为正涡度平流不仅导致正涡度保持ULJ的北侧,但也使得上升运动加强ULJ的面积和LLJ附近的十字路口。一方面,低层暖平流是有利于向上运动,而另一方面,中层领导的冷平流的配置在暴雨区大气对流不稳定状态。
水平平流变化而言,研究表明,积极的涡度平流在高层和低层暖平流决定灾害性天气过程具有重要意义。米勒(43)认为强正涡度平流在500 hPa是最重要的参数严重的天气预报,和黑尔斯的研究44)表明,考虑到涡度平流在250 hPa和水平剪切可能有助于确定灾害性天气的发生区域。马多克斯和Doswell45)也指出,对流层中层的涡度场减弱时,暖平流的低水平应考虑作为预测恶劣天气的一个重要因素。基于上述认识,我们分析了500 hPa涡度平流和850 hPa PEPT平流来反映平流迫使交互(图11)。
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在0000 UTC时间2014年10月27日,500 hPa涡度平流是积极在暴雨区(3×10的价值−9年代−2)。之后,直到0600年UTC时间2014年10月27日,暴雨倾盆的正涡度平流区削弱,但有两个强大的正涡度平流区南北两侧的降水区域(3×10的价值观−9年代−2)。1200 UTC 27至0000 UTC时间2014年10月28日,正涡度平流是在该地区从泸州到攀枝花,不再影响场暴雨区,有一个过程的正涡度平流暴雨减弱。
从PEPT平流,在0000 - 1200 UTC时间2014年10月27日,暖平流维护在沉重的暴雨。然而,直到0000年UTC时间2014年10月28日,暖平流以东108°E和冷平流影响暴雨区。因此,当倒槽向SWCV演化而来,虽然中间的正涡度平流对流层削弱在暴雨区,暖平流增强低对流层,这种变化仍有利于向上运动。这反过来意味着对流活动维护,因为温度平流场强迫项的准地转ω方程。当正涡度平流减弱,它的作用可能会变得更加重要,而当暖平流分层发生在不稳定区域,它可能产生重大影响的灾害性天气。
6。有利条件发生的暴雨倾盆
6.1。LLJ和水蒸气运输
强烈的上升运动,作为一个广泛的强暴雨过程,水蒸气是一个重要的条件。由于水蒸气运输在目前情况下是集中在对流层较低,我们进一步分析了850 hPa水蒸气(图12)。在早期的倒槽的形成(图12(一个)),水汽通量向量是小,收敛是弱。当倒槽(图形成的12 (b)),盆地东部的风场影响的大规模的东风增强LLJ。同时,水汽通量向量达到最大,和收敛值达到−0.5×10−5公斤·米−2·hPa−1·年代−1在的位置。当低涡形成(图12 (c)),大额的水汽通量向量在右手SWCV和LLJ面前继续保持。水蒸气融合在整个盆地,但SWCV地区更加明显,−0.6×10的值−5公斤·米−2·hPa−1·年代−1。直到0000年UTC时间2014年10月28日,SWCV仍然强暴雨区,但由于飞机与水蒸气收敛向南撤退,这导致了低涡没有下雨。因此,LLJ提供水汽条件的“头”区域水汽通量矢量或转折点是大额水分融合区、以及地区的暴雨。
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6.2。触发条件和强暴雨发生的模式
的相互配置下水蒸气运输和相关的天气系统,暴雨的发生还需要一个触发器。PEPT剖面线附近LLJ(图(13日))表明,PEPT增加从地面到850 hPa在1800 UTC 2014年10月26日和大气状态是一个稳定的分层。然而,PEPT减少从850 hPa 550 hPa高度和大气状态是一个不稳定的分层,这表明稳定分层附近地面倒槽的早期阶段形成的。
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在0000 UTC时间2014年10月27日,PEPT减少600 hPa形式附近地面高度和大气状态是在一个不稳定的分层。值得注意的是,气氛变得不稳定时,从地面到850 hPa倒槽形成。在0600 UTC时间2014年10月27日,PEPT剖面线符合0000 UTC 2014年10月27日,这一时期是这段时间场暴雨发生频繁的闪电活动。在1200 UTC时间2014年10月27日,大气分层是在一个稳定的状态从地表到750 hPa从750年hPa - 500 hPa但不稳定。这表明,大气不稳定的顶部SWCV,但稳定的脚。1800 UTC时间2014年10月27日,PEPT剖面线是一致的,在2014年10月1200 UTC 27。然后,0000 UTC时间2014年10月28日,PEPT剖面线从表面到800 hPa变得更加稳定。
从对流可用势能(角)和对流抑制(CIN)进化(图13 (b)),有一个早期的CIN倒槽的形成;另外,小角。倒槽形成时,CIN和角下降迅速增加。这些变化不仅为对流发展提供了有利条件,但同时,强降水事件发生和雷暴的效果的不稳定不稳定的能量耗散,逐渐减少,角接近零0000 UTC 2014年10月28日。因此,强降水过程发生在更大的角和较小的CIN,展示的重要性不稳定的能量转换为暴雨倾盆。
由于转换角影响向上运动,从理论上讲,最大垂直速度和角有关系46]ω马克斯≈(2角)1/2,这意味着当角较大,更有利的向上运动,特别是,它在一场暴雨可能会导致在一个面积足够的水蒸气。
0000年之前UTC时间2014年10月27日(图13 (c)),垂直上升的速度很低,集中在低层大气中。在0000 UTC 27 1800 UTC 2014年10月27日,垂直速度加强,达到最大值0600 UTC 2014年10月27日。相应地,相对湿度变得更加激烈,超过90%达到200 hPa范围。
从涡度、散度分布(图13 (d)),很明显,这些太期间加强降水增加。增加积极的涡量集中在中间对流层(400 - 600 hPa)和收敛增强低水平(900 - 750 hPa),形成一个结构由强烈的正涡度和对流层的收敛。在较低的水平,最大散度值是−6×10−5年代−1和最大的正涡度6×10−5年代−1,而在上层,散度值3×10−5年代−1正涡度是10×10−5年代−1。这些物理条件强暴雨过程中起到了至关重要的作用。
我们进一步分析了850 hPa湿区和大气可降水列(图14)。1800 UTC时间2014年10月26日,大雨接近(没有显示),沉重的暴雨区盆地是一个湿区(露点温度差异小于5°C)和可降水值达到30至35毫米。然而,露点温度差异超过10°C在东北盆地的一部分。湿度的变化水平梯度大,形成一个露点前(这是一个气团边界的一个强大的水分梯度,也称为干燥线)(47,48),这是一个触发系统在这个暴雨倾盆。直到0000年UTC时间2014年10月27日,露点方面仍在盆地东北边缘,有一个类似的“舌头”的高可沉淀的水从低纬度(最多50毫米)形成的湿地区盆地(简称:湿的舌头)。期间0600 - 1200 UTC时间2014年10月27日,露点前线和湿的舌头仍然在盆地。0000 UTC时间2014年10月28日,流域还湿区域但露点面前消失了;即露点,大于40毫米可降水区域保持在方法和强暴雨的发生。露点的影响和交互ULJ和LLJ面前,一个向上运动是建立在湿区和血统在干燥区域,形成一个垂直环流系统(图7)。因此,露点锋导致湿度梯度的增加,刺激向上运动的LLJ湿区附近。此外,MCS活动在一定程度上湿露点的前面。
(一)
(b)
(c)
(d)
简而言之,从上面的分析中,一个示意图说明这个沉重的暴雨的发生可以概括如下(图15):(1)天气系统配置:200 hPa ULJ (≥40 m / s)和850 hPa LLJ(12到16 m / s)分割的某人的强暴雨区,有斜向上运动的方向两分支飞机的十字路口。弱LLJ附近的垂直环流系统,提升分公司wet-zone一侧的850 hPa露点面前的降支干区北部的露点。(2)垂直上升运动的物理影响因子:诊断分析ω方程给出了垂直上升运动是由涡度平流和低层暖平流的叠加在提升分支垂直环流在潮湿地带。水汽通量增加,不稳定的收敛分层加强。(3)CPAE价值增加和CIN价值减少,还有一个低水平的薄弱垂直循环系统由露点面前的共同作用下湿区。(4)有强暴雨MCS活动区域为结核病的值小于−40°C和雷达回波的~ dBZ的大片区域。此外,小规模的涡、剪切和低级MCS飞机观察。
(一)
(b)
7所示。结论
通过分析暴雨事件的发生在某人2014年10月27日,中国,以下结论关于这个异常场暴雨可以:(1)当850 hPa盆地槽向SWCV进化,形成强烈的上升运动通过ULJ和LLJ之间的交互,这是暴雨的发生的主要原因。受副热带高压的大气环流和西风槽,两个云乐队成立于青藏高原东北部和南部的青藏高原,分别。由于槽、LLJ和低涡影响场暴雨区,40 - 50°C的MCS与结核病的价值观形成,这是一个直接的系统。MCS加强的情况下倒槽,逐渐削弱的倒槽发展向低涡,并持续了约8 h。SWCV循环期间盆地,MCS逐渐向东移动的盆地,形成这种现象被称为“涡流但没有云。“在MCS,也有小规模的系统,如小规模的漩涡,剪刀,和飞机,拥有β中间,γ中间的特点。这些系统引起的局部降雨是很强的,通常是一个强降水中心。因此,大规模的天气系统降水影响范围的配置,而小规模的系统影响降雨强度。(2)倒槽的暴雨加强和削弱低涡。加强降水的原因是斜向上运动的十字路口ULJ LLJ。一方面,向上运动有关身高和低层暖平流的涡度平流,而另一方面,附近的露点锋LLJ也有利于提升部门的垂直环流。与此同时,LLJ“头”是一个大额的水蒸气收敛性和为暴雨提供了丰富的水分。弱化的原因的降水是ULJ打断某人的上层气流呈现下降气流及其与低级的提升分支垂直叠加循环,这种气流结构抑制强烈的向上运动的发展。此外,LLJ盆地向南撤退和露点面前消失,这意味着水分收敛削弱和暴雨的发生是不再支持。(3)大雨的触发条件,当大雨开始迅速增加,CIN减少角,为暴雨的发生提供了稳定的能源。当大雨的末尾事件减弱,开普敦和CIN减少。在这个过程中,旁边的露点面前湿地区出现湿的舌头和大气分层是在一个不稳定的状态。露点的影响下,湿层增厚,导致MCS的发展,然后是沉重的暴雨和雷暴发生。基于上述分析,概要说明了强暴雨的发生。
数据可用性
本研究中使用的所有数据如下:(1)测深观测数据在0000 UTC和1200 UTC,和地表降水数据来自中国气象局观测系统。在生成的数据集和/或分析在当前研究可从相应的作者以合理的要求。(2)全球决赛(新兵)分析数据从国家环境预报中心(NCEP)的空间分辨率1°×1°和时间分辨率6 h(以下称为NCEP_fnl数据);的数据可以免费下载链接http://rda.ucar.edu/。(3)亮度温度(Tb) FY2D地球同步气象卫星数据提供的国家卫星气象中心(NSMC),中国气象局(http://www.nsmc.org.cn/NSMC/Home/Index.html)。
的利益冲突
作者宣称没有利益冲突有关的出版。
确认
这共同工作是由一个特殊项目的战略科技(a类)在中国科学院(XDA23090103),国家重点实验室的一个项目,恶劣天气(LASW2012-A03),一个关键项目的中国四川省应用基础研究计划(没有。2016 jy0046),中国国家自然科学基金重点项目(没有。91337215),国家自然科学基金(没有。91544109)。作者感谢强烈对流的四川省气象局预测团队他们所提供的援助。