Page 124 - 《高原气象》2022年第6期

6 期 郭大梅等：关中北部一次暴雨水汽条件及不稳定分析 1487

图8 2019年9月14日经向环流（流线）及垂直速度（虚等值线，单位：Pa·s ）分布
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经向环流是由经向风（单位：m·s ）与垂直速度扩大负10倍合成［单位：×（-10）Pa·s ］；阴影为地形
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Fig. 8 The distribution of meridional circulation（streamline）and vertical velocities（dotted contour，unit：Pa·s ）at
08:00 and 14:00 on 14 September 2019. Meridional circulation combined with longitudinal wind（unit：m·s ）
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and vertical velocity expands by a factor of minus 10［unit：×（-10）Pa·s ］. Shaded area is terrain
2019 年 9 月 14 日 08:00［图 9（a）］，500 hPa凝结 ( )
θ e >
性对称不稳定判据（俞小鼎等，2016）： Δz - ∗
潜热加热率大值区位于汉中地区，凝结潜热加热率 Δy
Δz
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3 K·h 自陕南西部汉中伸展至关中北部宝鸡东部 ( ) M g ，垂直于热成风方向的横截面内饱和相当
地区，此处凝结潜热释放使得上升运动加强，造成 Δy
- ∗
中低层气压降得更低，这与西太平洋副热带高压之 位温（θ e ）坡度大于地转绝对动量（M g ）坡度的区域
间的气压梯度加大，即在汉中-宝鸡东部的以东地 存在条件性对称不稳定。
区气压梯度力加大，汉中、咸阳东侧偏南气流增 关中北部暴雨区热成风偏西，分析其暴雨区
强，辐合区、降水区向东北方向移动。14 日 11:00 （35°N 附近）沿 109°E（14 日 05:00、14 日 08:00）、

［图 9（b）］、14 日 14:00［图 9（c）］、14 日 17:00［图 9 110°E（14 日 11:00、14 日 14:00）地转绝对动量和饱
（d）］凝结潜热加热率大值区移到关中北部地区。 和相当位温剖面图发现：14 日 05:00［图 10（a）］、
降水区中低层气流辐合上升，水汽凝结产生强降 08:00［图 10（b）］14 日 11:00［图 10（c）］、14 日 14:00
水，释放凝结潜热使得上升运动加强，中低层气压 ［图 10（d）］关中北部暴雨区 700~600 hPa 偏南风输
送水汽和能量造成等饱和相当位温面 338 K 坡度较
降得更低，中低层气压与西太平洋副高之间的气压
大，同时由于 700~600 hPa存在强的垂直风切变（14
梯度更大，偏南风气流加强北移，700 hPa水汽辐合
日 08:00 泾河站探空观测到 700~600 hPa 大气层结
区北移至关中北部地区，造成此地区暴雨天气。
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近乎饱和且有大于 20 m·s 强的垂直风切变）和较
5 不稳定机制 强 地 转 风 向 北 的 水 平 切 变（图 略）（朱 乾 根 等 ，
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2007b），使得等地转绝对动量面 48 m·s 的坡度比
从 3. 1 环流形势分析和探空分析可知，此次关
较小，等饱和相当位温面 338 K 的坡度大于等地转
中北部暴雨区位于冷锋后冷高压中，关中地区泾河
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绝对动量坡度 48 m·s 面的坡度。可见强降水时
站中低层是锋面逆温稳定层结，中低层以下是深厚
段，700~600 hPa 关中北部暴雨区大气是存在条件
的冷垫，地面能量较低，对流有效位能是 0，没有对 性对称不稳定的。关中北部位于冷锋后的冷高压
流不稳定，那么其不稳定机制是什么呢？Bennett‐ 中，当冷锋前侧低层强的偏南暖湿气流沿着锋面
sand Hoskins（1979）提出锋面云降水可能与条件性 爬升至关中北部暴雨区，辐合上升至 700~600 hPa
对称不稳定有关，那么关中北部暴雨是否与条件性 条件性对称不稳定区域，大气在惯性稳定区域和
对称不稳定有关？ 对流稳定区（或中性）会出现加速，即出现倾斜对
对流层深层大气处于几乎饱和的情况下，条件 流［图 8（a），（b）］，产生较强的降水，关中北部 1 h