中尺度对流系统MCSs散度场的特殊结构.pdf

中尺度对流系统 MCSs散度场的特殊结构 1 1 2 张 弘 孙 伟 陈卫东 (1.陕西省气象台 陕西西安 7100152.宝鸡市气象局 陕西宝鸡 721006) 摘 要 通过高原东侧一次局地特大暴雨的MCSs分析发现 与该区域MCSs对应的散度垂直分布存在 一种特殊结构 即从对流层低层到高层散度分布呈现辐合 辐散的 双重结构 其中对流层中 高层第2个辐合区是暴雨时高原西南气流直接导致的 它对MCSs形成和维持具有重要作用 另外 高原东侧MCSs虽然数量少 但其结构复杂 突发性强等特征也易引发严重灾害 关键词 高原东侧 特大暴雨 中尺度对流系统 散度场 特殊结构 2002-06-0810青藏高原东侧的陕西及四川东北部出现了一次大范围的强降雨过程 其 中陕西有30多个县下了暴雨 陕南4个县24h降雨量超过100mm暴雨中心佛坪县部分地方出 现了特大暴雨 24h最大降雨量超过 400mm调查值 这种短历时 高强度 范围大的区域暴 雨过程发生在初夏 在陕西省同期历史资料中从未有过 大暴雨引起了山洪暴发 河水泛滥 泥石流等多种自然灾害 给陕西南部和秦岭北麓的部分县市灾区人民生命财产和当地经济发展 造成严重损失 本文利用中尺度分析方法对这次过程进行了分析研究 初步揭示了此类暴雨的 成因和机制 特别是对高原东侧特大暴雨的MCSs的某些特征有了新的认识 1冷锋前中 尺度对流系统 M CSs 中尺度对流系统 MCSs是造成严重气象灾害的主要天气系统之一 近年来国内外在该项 目的研究中给予了高度重视,取得了较大的进展 但目前大家对我国西部地区 MCSs的研究还不 多 在分析这次特大暴雨中发现了造成陕西南部的特大暴雨的MCSs并对它的形成和维持的环 境条件 各种尺度系统的作用等做了比较详细的讨论 在6月8日08时红外云图上 GMS-5 西路冷锋云系位于 100E以西 北路冷锋云带南 压到陕北 冷锋附近的对流云和层状云降水造成了陕北 8日白天的暴雨天气 另外暖区内高原 东侧虽然有零散的对流云团活动 但由于上游冷空气距离尚远 发生强降水的条件还不成熟 故陕西南部虽有降雨 但大部分地方降水较弱 持续时间短暂 8日20时西路冷锋云系的前沿 已到达104E附近 此时从四川东部到我省中部形成一条东北 西南向的带状云带 图1a 它是有组织的中尺度对流云带 在这条云带中 分布排列着若干个中小尺度对流体 图1a 2002-06-08-20 GMS-5 红外云图 图1b 2002-06-09-00 GMS-5 红外云图 这就是 M CSs形成初期 之后 M CSs 逐渐发展成熟 到8日22时陕南西部形成一个水平尺度为40km左右的M CSs此后该M CSs 缓慢东移 在东移中强度增强 范围略有扩大 到9日00时M CSs已进入陕南中部 并发展 1 到最强 图1b 到9日05时 西路冷锋云带进入陕南中西部 锋前的M CSs逐渐减弱消失 与冷锋云系合并 雨区也随之东移 对比地面观测资料 暴雨中心佛坪站每小时降雨量分布 图 2 正反映了这个M CSs的活动情况 恰是这个有组织M CSs的形成和维持才酿成了该区域的 特大暴雨 以上分析说明 这次特大暴雨的M CSs从形成到结束经历了发展 成熟 消亡3个阶段 其生命史在6h左右 最强的降水出现在M CSs成熟期 虽然与我国东南部相比 高原东侧 特 别是高原东北侧 MCSs个数少 发生几率低 但MCSs造成的降水集中 历时短 突发性强等特 征 加上高原东侧独特的地理 地形和生态环境条件 所以也易引发严重灾害 2低层中尺度流场分析 分析3h一次的地面流场发现 与大暴雨对应的地面中尺度辐合系统开始于8日17时前后 陕西南部的东北气流与西侧的偏西风在高原边缘川陕交界处形成了一条西北 东南向的中尺度 辐合带 此时处于系统形成初期 整个辐合还比较弱 到8日20时 图3a 汉中站转为西北 风 地面流场上的中尺度辐合更加 强烈 陕南中部出现中尺度辐合中 心 其外围南伸到四川北部 2