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2003年4月中旬黄河下游出现了一次水平尺度超过200km的中α尺度对流系统(简称MαCS)的强烈发展过程,它不仅给济南市带来了大暴雨,而且还出现了阵风锋这样的强烈的对流性天气现象。因此,研究这个罕见的春季MαCSs过程,对加深了解中α尺度的对流系统发生条件和结构的科学认识是很有意义的。
论文首先利用红外云图分析了这此春季MαCS发展过程的特点,指出它是在对流最不活跃的上午就强烈发展到中α尺度,在傍晚又有第二次MαCS的发展造成了更大的降水过程,并且最后从一个和MCC相类似的椭圆形的对流云团演变为类似于冷暖锋云系的不对称结构。其次,论文利用高空资料对这次MαCSs的发生条件进行了诊断分析,指出由于2003年4月中旬西太平洋副热带高压脊线的位置达到了常年盛夏8月份才能达到的纬度,副高西侧的偏南风低空急流使黄河下游处于高温高湿和对流性不稳定的空气控制下。当天上午的大尺度条件与夏季发生MCC的条件非常类似,说明以往总结出来的夏季MαCSs或MCC的发生条件是具有普遍意义的。但是,来自东北方向的850hPa以下行星边界层内浅薄冷空气的回流与MαCS的第二次发展有关,并且导致了它演变成为具有不对称的云系结构。这一与夏季MαCS过程不同的特点很可能与春季海水温度回升较慢,4月份渤海海表温度仍处于相当低的水平有关。
最后论文从多普勒雷达速度图像中成功地分析出了伴随第一次MαCS强烈发展过程出现的阵风锋流场的三维结构。此外还从多普勒雷达垂直风廓线产品和速度图像中分析了MαCS第二次发展过程中行星边界层内冷空气的回流现象。
论文关于春季MαCS发展条件的分析、东北方向边界层回流冷空气的作用,以及基于多普勒雷达速度图像的阵风锋三维流场结构的分析等都是国内相关文献中没有见到过的,具有创新性,而且对强对流天气的预报和多普勒雷达的应用也有重要的参考价值。