逗点状MCS中的γ中尺度涡旋形成机制及结构特征

摘要

利用自动站观测资料、多普勒天气雷达资料以及ERA5再分析等资料，对2022年7月5日夜间发生在渤海西岸的一次大暴雨过程进行观测和数值预报结果分析，初步探讨了逗点状中尺度对流系统(MCS)中的γ中尺度涡旋形成机制及其结构特征。结果表明：暴雨过程发生在高空低槽东移和台风“暹芭”减弱后低压倒槽北抬的天气背景下，由逗点状中尺度对流系统头部的低质心涡旋回波有组织性地持续影响渤海西岸造成。γ中尺度涡旋最初发生在低压倒槽顶部，是由前期降水形成的西北气流和暖湿东南气流相遇后的锋生作用所致，其随后在925 hPa、850 hPa依次出现，降水主要出现在涡旋的右侧。涡度方程的收支诊断表明，涡旋主要由低层水平辐合辐散项提供初始扰动，后通过垂直涡度依次向上输送，最终在对流层下半部形成深厚的中尺度涡旋。涡旋在700—850 hPa附近存在暖心结构，925 hPa以下弱冷空气的渗透为对流雨带的发展提供了热力不稳定和动力强迫作用；涡旋呈现不对称结构特征，其东侧上升速度大于西侧，使得东侧降水明显强于西侧。涡旋的水汽输送也呈明显的不对称结构，水汽辐合主要集中在涡旋东侧即渤海西岸，这也是涡旋东侧降水偏强的原因。

关键词

γ中尺度涡旋 / 锋生 / 不对称结构 / 暖心 / 涡度收支

基金资助

国家自然科学基金项目(41575049,41475050)