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本文利用T106,卫星TBB,高空、地面常规和加密观测资料,对1998年6月和2001年6月的两次暴雨过程进行比较诊断分析,主要比较研究了典型梅雨锋暴雨和非典型梅雨锋暴雨的大尺度条件和背景场、中尺度动力、热力结构,发现两者有明显的差异。利用位涡分析的思想对这两次暴雨过程进行湿位涡诊断,发现湿位涡的正压和斜压项在暴雨诊断和预报中均有重大意义。
中尺度暴雨系统是在一定大尺度条件和背景下发生发展的,典型的梅雨锋暴雨500hPa环流形势经常表现为稳定且强大的双阻塞高压形势,东北低涡较强,槽后冷空气势力和活动较强,能侵入到长江流域30°N以南。西太平洋副高偏南偏西,使得来自孟加拉湾的西南急流和南海-西太平洋的东南季风合并形成强劲的南海季风涌,形成向长江流域的双通道水汽输送。长江流域依附在梅雨锋南侧的对流雨带处在高空急流轴线和南压高压脊线之间强辐散气流处,这使得暴雨系统在垂直方向上往往表现为深厚的系统。青藏高原东移中尺度对流系统的影响在一定程度上造成了长江流域中尺度暴雨系统不断东移并形成东西向带状分布。而非典型的梅雨锋暴雨为500hPa环流为单阻型,维持时间也比较短,东北-蒙古低涡槽后冷空气较弱,使得雨带整体偏北。西太平洋副高位置偏东,南海季风涌形势不明显,只有孟加拉湾单个水汽输送通道。南压高压位置偏东南,在一定程度上造成了雨带上空辐散气流较弱,暴雨系统在垂直方向也比较浅薄。
典型梅雨锋中尺度暴雨系统和非典型梅雨锋中尺度暴雨系统在结构上也有明显差异,前者是伴随梅雨锋区的,即系统北侧有明显的θse密集带,后者对流区上空为一高湿气柱,表现出一定的单体结构。前者冷空气主要由中高层侵入系统,而后者只有低层有冷空气侵入。两次系统北方冷空气的强弱不同造成了中尺度系统周围的垂直环流系统有明显的差异。另外,前者在风垂直切变上有十分类似梅雨锋区的性质,更加说明梅雨锋对其的重要影响。
湿位涡的诊断分析表明湿对称不稳定在暴雨系统分析中和对流不稳定性有很好的一致性,同时湿位涡分析比对流不稳定性分析提供了更精细的图象。湿位涡斜压项对梅雨锋雨带有较好的指示作用,对暴雨系统的移动也有一定的指示作用。湿位涡分析思想在一定程度上把湿对称不稳定、对流不稳定和斜压不稳定等机制综合起来,为暴雨系统的诊断和预报提供了新的思路。