【摘 要】
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高原低涡是青藏高原(简称高原)的主要降水系统,不仅对局地天气产生影响,其移出高原后,往往还会在高原下游地区造成大到暴雨甚至大暴雨。高原低涡移出高原后的移向主要有东移、东北移和东南移等,深入理解和认识高原低涡的主要变化特征和规律,是提高高原低涡降水预报准确率的关键。目前对于东北移低涡移动路径、结构及降水等方面的认识还很不足,但东北移低涡引发的降水对干旱的西北地区具有较大的影响。因此,本文基于1979
【基金项目】
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国家自然科学基金项目(42165005); 国家重点研发项目(2018YFC1505705); 国家自然科学基金重点项目(42030611);
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高原低涡是青藏高原(简称高原)的主要降水系统,不仅对局地天气产生影响,其移出高原后,往往还会在高原下游地区造成大到暴雨甚至大暴雨。高原低涡移出高原后的移向主要有东移、东北移和东南移等,深入理解和认识高原低涡的主要变化特征和规律,是提高高原低涡降水预报准确率的关键。目前对于东北移低涡移动路径、结构及降水等方面的认识还很不足,但东北移低涡引发的降水对干旱的西北地区具有较大的影响。因此,本文基于1979—2018年夏季高原低涡数据库、ERA-Interim再分析资料及中国台站逐日降水资料,将东北移低涡细分为I类低涡(从高原北边缘移出)和II类低涡(从高原东边缘移出),进而统计分析了两类东北移低涡的源地、移动、结构以及降水等特征。此外,从两类东北移低涡中各选一次典型个例,分别标记为1号低涡(2012年6月3~5日,属I类低涡)和2号低涡(2013年7月19~22日,属II类低涡),使用逐小时的ERA5再分析资料、FY-2E相当黑体温度(TBB)数据及中国自动站与CMORPH融合的降水资料,对两次低涡过程的环流、强度及降水进行诊断分析,并使用中尺度数值预报模式(WRF)对两次低涡进行模拟。论文的主要结论如下:(1)高原低涡主要存在西、中、东三个源地,不同路径低涡的东部源地在南北位置和集中程度上差异较大,即I类东北移低涡的源地偏北且集中,东移低涡的源地偏南且分散,II类东北移低涡则介于二者之间。(2)高原低涡的移动方向主要受到高原以东500 h Pa槽脊和200 h Pa中纬西风气流的共同影响,即在高原上时低涡的移动方向及移出位置主要受高层西风影响,而在其移出高原后,移动路径主要受到500 h Pa槽脊的影响,尤其需要关注河套高压脊对东北移低涡的阻挡作用。(3)典型个例分析发现,高原低涡存在3次增强过程,其中前2次出现在移出高原前,且其增强阶段皆伴随较强暖中心。进一步数值模拟表明,模式基本能够重现典型个例的强度演变,但对于2号低涡移出前的强度模拟偏大。涡度收支分析发现,低涡中心区域涡度的增长主要与拉伸项有关,其增强提前于涡度的增强,而水平平流项几乎是阻碍涡度的增长。(4)分析高原低涡垂直结构发现,I类低涡最大上升运动位于低涡东北侧,而II类低涡同东移低涡相似,最大上升区位于低涡东南侧;就高原低涡水平结构而言,典型个例1号低涡移出前云系呈逗点状,主体位于低涡北部,而2号低涡整个涡区为斜压叶状云系。此外,数值模拟结果指出2号低涡移出前强盛时期存在空心结构。(5)诊断分析高原低涡伴随的降水发现,两次典型个例中的低涡附近上升区以及水汽来源不同,导致低涡降水落区及强度存在差异。湿位涡(MPV)诊断发现,高原低涡的存在使得高层北侧冷空气以高值MPV1的形式下传至中低层,从而在涡区附近形成上正下负叠置的形势,利于触发降水,同时中层MPV2负值向下向南伸展,将斜压不稳定带至低层,使得暴雨出现在低层MPV2负值区前沿。
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