长江下游梅汛期中尺度低涡特征分析

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1、长江下游梅汛期中尺度低涡特征分析沈杭锋1,2翟国庆2尹金方2张文滨3查贲11浙江省杭州市气象局，杭州3100512浙江大学地球科学系，杭州3100273山西省太原卫星发射中心，太原036301摘要：利用2006-2009年日本再分析资料对长江下游地区梅汛期（5-7月）边界层内中尺度低涡进行普查，并分类统计分析了边界层内中尺度低涡与暴雨、低空急流的关系。研究结果表明：梅汛期间，该地区经常在对流层低层或（和）边界层内出现中尺度扰动涡旋，根据中尺度低涡最初生成的高度不同，可划分为边界层中尺度涡旋、对流层低层中尺度涡旋和对流层低层-边界层

2、中尺度涡旋三类。边界层中尺度涡旋中与暴雨有密切关系的中尺度涡旋称为边界层中尺度扰动涡旋（PMDV），根据涡旋前或后6小时累积雨量，可以进一步分成两类：第一类是暴雨的直接制造者中尺度对流系统（MCS）先于边界层中尺度扰动涡旋发生（MCS-PMDV）；第二类是边界层中尺度涡旋产生后，激发了中尺度对流，造成了暴雨过程（PMDV-MCS）。PMDV-MCS类涡旋暴雨的特点是在对流层低层850hPa是一条切变线，其南侧有一支西南低空急流，边界层925hPa则是一个闭合的涡旋，暴雨区主要落在涡旋的东北面和东南面。关键词：梅雨期暴雨中尺度低涡分

3、析统计PMDV1引言梅汛期暴雨是影响中国长江中下游地区夏季的主要气象灾害之一[1]。梅汛期暴雨（主要指梅雨锋暴雨）是多尺度系统相互作用的结果，经过多年研究，在梅汛期及梅雨锋降水特征、机理、结构、性质和大尺度环流形势等方面取得了很大进展[2-7]。陶诗言[2]指出，阻塞高压和低纬地区稳定的西太平洋副热地高压是造成梅雨带上大范围持续性降水的重要天气尺度系统，而中纬度地区的西风槽和梅雨带上的中低层切变线及切变线上的中尺度系统（低涡和气旋波波动）是梅雨暴雨的直接影响系统。张小玲等[8]根据1980-1999年梅雨锋上暴雨活跃区域、性质和尺

4、度的不同，把我国的梅雨锋暴雨概括为主要的三种类型，即中-β尺度的对流性暴雨、梅雨锋东部（115°E以东）的初生气旋引起的暴雨、梅雨锋西端深厚高空低压槽前的持续性暴雨；随后，李鲲等[9]对三类暴雨进行了数值模拟和分析，总结出了三类暴雨各自的特点和相异点。中尺度对流系统（MCS）往往是梅雨暴雨的直接制造者，中尺度低压（扰动）则是梅雨暴雨的主要中尺度天气系统之一，它与中尺度对流系统的发生发展有密切的关系[10-15]。胡伯威和潘鄂芬[16]，高坤和徐亚梅[17]等研究指出，有时候存在一些中尺度涡旋，对梅雨暴雨具有直接作用，这些涡旋可以分

5、为两类，一类是东移的西南涡，另一类则是梅雨锋上局地新生的涡旋。谷文龙[18]指出，长江下游地区中尺度涡旋的源地在大别山地区，水平尺度为100–400km，其中200–300km尺度范围内的个数最多，垂直尺度一般在1000hPa到700hPa的高度层内。约有70％的低涡会激发一次或多次强中尺度对流系统，从而产生强降水。然而，这些研究梅雨锋上涡旋的尺度一般都较大，关注点更多在对流层中低层，对于发生在边界层内的中小尺度涡旋的研究并不多。翟国庆等[19]，Zhaietal.[20]等研究发现，梅雨期有时在边界层内可近乎同时产生数个中-γ尺

6、度涡旋扰动，组成一个涡旋族，它们初生时位于边界层内，生命期一般为几小时，在对流层低层的8509hPa等压面上尚不能及时反映出，即使在边界层内涡旋环流的清晰度也不尽相同。梅雨期间的暴雨多为低涡切变类暴雨，且暴雨与中尺度涡旋密不可分。有些涡旋生成于对流层低层850hPa上，而有些涡旋则最先起源于边界层内。因此，本文对2006-2009年期间，每年5-7月发生在长江下游地区的中尺度低涡旋进行分类统计，并讨论了对边界层内的中尺度低涡与暴雨、低空急流（LLJ）的关系。2资料和方法本文统计分析中所用到的资料是日本再分析中尺度数据，这是由日本气

7、象商业中心把地面观测、高空观测和卫星观测所得资料经区域普模式融合后生成的再分析数据，该数据的东-西和南-北的水平分辨率分别为0.25°和0.2°，垂直方向为20层，时间间隔为6小时。此外，降水资料采用的是国家信息中心下发的地面报文资料。在长江下游地区（112-122°E，26-34°N，参见图4）850hPa或（和）925hPa高度场上，出现直径（或等效直径）在50–200km的闭合涡旋定义为中尺度低涡。挑选的方法是利用程序自动识别850hPa和925hPa高度场上是否存在中尺度低涡，然后再根据850hPa和925hPa流场进一步

8、人工对比分析，从而确定筛选出的中尺度低涡。程序自动识别具体方法为：（1）在区域内先选择高度场的低值中心，然后判断该低值中心周围的25个格点中是否有20个以上的格点低于某个阈值（850hPa为1450gpm；925hPa为740gpm），如果满足则视