江淮气旋暖锋上多条对流带的组织结构及成因分析

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本文利用ARW-WRF模式对2014年7月4日12:00-5日06:00发生在安徽中南部的一次由江淮气旋引发的锋面强降水过程进行模拟,得到更精细的数据与实况进行对比,从大尺度环流背景、水汽条件以及雷达回波的结构和演变都与实况有较好的一致性,并用模拟结果对气旋暖锋上出现的多个小对流带的结构与成因进行了分析。  分析发现,模拟与实况暖锋小对流带高度均在300hPa以下,其生命史约2-3个小时,最长100km,宽10km左右,带与带间距50-100km,均随高度向东南方向倾斜。在垂直于暖锋小对流带的剖面上,对流区东部从低层到高层多对应暖空气上升;对流区西部中上层多为冷区控制;近地面则有类似冷池存在,对流带南部的上升气流有利于对流云的后向新生和形成带状结构。分析得出,小对流带上,800hPa左右暖锋锋区附近有0<Ri<1,和EPV<0区域,稳定层结内出现滚轴状风场分布,有重力波存在的结构特征,600-700hPa为对流不稳定,之后多条对流带产生,对流带间EPV>0。可见暖空气沿暖锋爬升时,在800hPa附近,由于满足条件性对称不稳定条件,触发条件性对称不稳定和重力波,暖空气继续上升时触发700hPa之上的对流不稳定,即影响本次暖锋小对流带形成的原因主要为对称—对流不稳定。  利用Q矢量对暖锋上小雨带的次级环流、锋生与降水进行诊断,700hPa Q矢量散度辐合与水汽通量辐合的重叠区,结合次级环流的方向,受下沉气流的拖曳作用,降水落于双辐合区流场的下游。另外通过锋生函数定量分析小雨带锋生主要由倾侧项决定,进一步分析倾侧项各量值,证实次级环流带来垂直风速的水平切变对此次锋生的贡献最大,主要是通过绝热上升降温和绝热下沉增温,加大水平温度梯度造成。
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