福建前汛期闽西北一次暴雨的触发及维持机制的研究

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本文利用NCEP/NCAR再分析资料、地面、高空常规观测资料和WRF数值模拟结果,研究了闽西北一次暴雨过程的天气学成因、触发及维持机制。本次暴雨发生在稳定的西太副高暖湿气流与西风带小槽干冷空气交汇的背景下,低层西南急流提供大量水汽并降低了层结稳定度,切变线上的低涡活动触发了暴雨。TBB场分析表明,降水的早期对流较弱,多为层状云降水,随后云顶温度迅速降低,对流云团发展,降水加强。高空急流带来的高层辐散和低层切变线引起的辐合耦合,产生强烈上升运动,使得暖湿气流抬升凝结成雨,由300hPa与850hPa水平散度差分析,发现其与暴雨的落区和时间有很好的对应关系,水汽通量散度同样具有很好的指示意义。不稳定能量分析表明,暴雨发生前,闽西北出现一条假相当位温高能舌,暴雨发生后,随着不稳定能量的释放,高能舌也减弱。K指数与降水强度关系较好,在降水最强盛时期,K指数维持在38-40℃,使得对流活动旺盛。通过比较模拟结果和观测实况,发现WRF模式较成功地模拟出这次闽西北的暴雨过程,比较准确地再现了500hPa环流形势、高空副热带急流、低空西南急流。进一步用WRF输出的高分辨率模拟结果分析此次暴雨的触发机制,发现低层的中尺度切变线触发了强降雨。Q矢量对暴雨诊断意义重大,Q矢量辐合对应着上升运动,辐合辐散运动的强度较大且空间尺度小,表明上升下沉运动激烈且相间分布不均,暴雨有明显的对流性和中小尺度特征。湿位涡对暴雨落区具有先兆指示意义,在暴雨发生前,闽西北的MPV1值普遍为负值,表明此时大气中有大量不稳定能量积蓄,暴雨发生时,MPV1值有所下降,暴雨发生在对流不稳定和斜压不稳定相结合的地区,也就是MPV1和MPV2的正负值过渡区。
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