“03.7”江淮特大暴雨过程中干侵入的数值模拟与诊断分析

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1、涡的关系更直接，结果表明，强降水落在干位涡较小的地方和湿位涡负中心暖气流一侧，湿位涡的斜压部分可以清楚地反映湿斜压对流不稳定系统在暴雨过程中所起的作用，大气在湿位涡值较小的区域对锋生强迫有更强的影响。刘环珠、张绍晴口51通过·个强降水个例分析了湿位涡与锋面强降水天气的关系，指出可利用对流层低层湿位涡的符号与数值来判断强降水的落区。田珍富等”叫利用一个考虑J『陡峭地形的16层模式，对90年一次发生在湖北远安县的局地特大暴雨进行了数值模拟，他们指出湿相对位涡的变化与暴雨过程的演变有较好的对应关系，在暴雨发生发展阶段，伴随有相对湿位涡负值中心加强，在到达暴雨峰值以前，湿位涡变率为正，表明

2、这时对流不稳定已有较强释放，在暴雨峰值期及以后，湿位涡变率为负，这主要是由于气旋式涡度增强较快所致。袁佳双【”1在对华南暴雨中低层位涡扰动与气旋发展的探讨中指出正值位涡扰动柱的出现是气旋发生发展的重要标志。王淑静13剐等在应用位涡理论对几个结构不同、路径不同的台风暴雨落区判据做了探讨，认为在台风环流内，850hPa上，当mpvlO弗J。，mpvl的中心以及包围它的密集区是暴雨发生的警戒区，在警戒区内mpvl与mpv2的中心位置往往是区域暴雨的落区，当硎卯2显著增强时，则易产生突发性暴雨。袁佳双124J在对华南暴雨中低层位涡扰动与气旋发展的探讨中指出：气旋发生前期有孤

3、立于高层位涡扰动而存在的低层位涡扰动，低层上伸的正值位涡扰动与高空下传的正值位涡扰动相连，形成正值位涡扰动柱，是气旋发生发展的重要标志，而负值位涡扰动柱的出现，则标志着气旋的消亡。寿绍文[231等在一次梅雨锋大尺度切变线雨带的动力结构中指出在暴雨增幅前期，在mpv音lJ面图上可看到湿对称不稳定主要在高层，暴雨增幅期，mpv负值中心增大且下降至700--500hPa的中低空，这个中低空mpv负值中心可能是造成低层涡度管增强及暴雨增强的重要原因，在暴雨消亡期，mpv中心又上缩至350hPa附近的高空，它可能是有利于降水的机制之一，然而引起降水的主要动力学机制还是低空辐合线的强迫抬升。卢

4、焕珍￡27】利用湿位涡理论分析了一次渤海湾暴雨，指出渤海高压西侧暴雨往往与低层湿位涡负大值中心有较好的对应关系。到目前为止，国内对干侵入的研究尚较少。国内气象专家曾研究南下冷空气的作用。陆尔、丁一汇ⅢJ和候定臣(1992)曾指出暴雨的持续和台风降水的增幅与冷空气有密切关系。而对干冷空气的结构和作用尚未作进一步研究。§1．2研究目的和研究内容梅雨锋暴雨是我国长江中下游地区春末夏初重要的天气气候现象，2003年7月4—5日，江苏省沿江和江淮地区出现了历史罕见的大范围暴雨天气(简称“03·7”江淮暴雨)。过程总雨量，全省共53个市县超过50mm。其中有32个市县超过100mm；11个市县

5、超过200ram；2个市县超过300mm。此次降雨过程的暴雨带从四川东部到江苏沿海，大致呈西南一东北走向，宽约200kin，长约2000km。7月4日20时至7月5日20时，江浦降水量达301．4mm，超过了历史日降水量的最高值：南京市区达207．2mm，超过了1931年的198．5mm，创南京自有气象资料以来日降水量之最。百年一遇的特大暴雨使得城区大部分地区沦为一片汪洋，市区低洼处积水深度曾一度达O．50米至1．20米。江苏淮河流域、滁河流域、里F河地区汛情严重，雨涝成灾。给人们的生活和工作带来了极大影响。“03·7”江淮暴雨的形成机制是什么呢?它是否有一些其它新的形成机制呢?以

6、往研究江淮夏季暴雨往往注重于副热带高压、华南沿海台风活动、西南涡东移、西南低空急流等暖性影响系统，很少有人考虑对流层高层干冷空气的F沉对它的影响。在“03·7”江淮暴雨研究中，我们发现这次暴雨过程中对流层高层存在于侵入气流。但是，它对这次江淮暴雨究竟产生什么样的作用?它是通过什么样的机制影响江淮降水的呢?回答这些问题，具有重要的实际和理论意义。为此，本文在研究此次降水系统的演变规律及物理机制时，主要针对暴雨过程中干侵入的作用，干侵入对对流层中低层气旋的影响及其下沉后所引起的一系列物理量场的变化进行详细的研究，试图揭示干侵入对暴雨系统作用的机制，从而进一步认识江淮暴雨形成机制。同时，

7、本文对江淮暴雨过程中较具有代表性的物理量进行诊断分析，以求为江淮暴雨的预报提供较新的，在实际天气预报中有一定的应用价值的预报因子，提高暴雨预报的准确率。然而，由于暴雨演变过程的复杂性和客观条件的限制，本文仅作初步研究，今后还需进一步改进深入。论文包括三方面的内容：1)用NCEP和实况观测资料初步分析2003年江淮梅雨期暴雨发生的环境场；2)用实况观测资料及T213数值预报产品对2003年江淮梅雨期暴雨的可能物理机制做初步诊断分析；3)用中尺度数值模式MM5(V3)对2