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梅雨锋暴雨是我国夏季长江中下游重要的天气过程,其形成与梅雨锋相关的不同尺度天气系统相互作用密切相关。本文首先分析2003年江淮梅雨锋暴雨形成的强迫条件,其中着重分析位涡场对梅雨锋暴雨发生、发展的天气强迫作用。在此基础上,利用中尺度数值模式MM5对2003年7月4日-5日江淮梅雨锋特大暴雨过程进行了数值模拟研究,重点分析了不同尺度天气系统对该次暴雨过程的影响作用。研究结果表明:
位涡及其扰动的传输对江淮地区梅雨锋暴雨形成具有十分重要的影响作用。在梅雨期间,梅雨锋锋区低层明显地表现正高位涡带,而高层为与降水过程相对应孤立正位涡中心。对流层中层正位涡扰动白西向东、自南向北往江淮地区的传输有利于梅雨锋暴雨形成。此外,降水非绝热加热增强了梅雨锋低层位涡,该局地高位涡的往北输送有利于下一次暴雨的发生。大气位涡场演变可综合地反映出不同尺度天气系统对梅雨锋暴雨的强迫作用和江淮梅雨锋暴雨的拟连性。
在梅雨锋暴雨形成过程中,位于梅雨锋北侧的东北-西南走向深厚、稳定的短波槽系统与槽前从西南移来的低涡系统相配合,加强位于梅雨锋北侧的反气旋性扰动,从而导致梅雨锋北侧反气旋性低涡的形成,这种反气旋性扰动或低涡形成是梅雨锋切变线加强与维持的重要原因。
在暴雨过程中,中尺度对流系统的潜热释放首先导致梅雨锋低层切变线上的中尺度对流性涡旋(MCV)的形成,中尺度对流性涡旋的形成进一步加强了切变线上的低层辐合,中尺度对流性涡旋消亡后,在切变线上形成低涡。
梅雨锋锋区附近的垂直环流系统是联系梅雨锋上不同尺度高低层系统的主要纽带,它在降水的不同阶段具有四种不同的结构。锋区对流扰动的发展和暴雨的产生主要与跨锋面垂直环流和高层非地转垂直环流有关,暴雨发展进一步改变了锋区环流系统结构,暴雨的减弱过程中锋区环流系统结构重新恢复。