Page 107 - 《高原气象》2023年第1期

1 期 肖贻青等：西北涡与西南涡共同作用引发秦巴区域大暴雨的成因分析 103
对于涡度而言， 3日 20:00［图 5（b）点线］秦巴区 动明显减弱， 700 hPa速度降为-9. 0×10 Pa·s ， 且
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域上空 1000~500 hPa均为正涡度区， 最大涡度位于 对流层中层出现下沉运动， 抑制了强对流活动的发
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700 hPa， 为 18. 6×10 s ， 此时在正涡度的作用下 展， 大气从不稳定状态趋于稳定， 不利于降水的继
700 hPa 西南气流具有气旋性曲率而逐渐转为东南 续产生。
气流， 850 hPa东南气流则转为东北气流。4日08:00 通过对大暴雨过程的散度、 涡度和垂直运动的
［图 5（b）虚线］， 秦巴区域 700 hPa 正涡度值增加了 廓线图分析动力条件， 表明在西南涡生成后与西北
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几乎一倍， 为 36. 2×10 s ， 850 hPa 的正涡度值也 涡的共同作用下， 低层辐合高层辐散、 正涡度和垂
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高达 36×10 s ， 在强大的正涡度作用下， 气流的 直上升运动都有显著加强， 从而使对流活动达到最
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涡旋性运动加强， 西北涡后部的西北气流和副高外 强， 且三个物理量随时间的变化趋势是一致的， 即
围的西南气流同时做逆时针运动， 从而在西南地区 随着西南涡的演变先增强后减弱。
旋转辐合成为西南涡。4 日 20:00［图 5（b）实线］中 6. 3 热力对流条件
低层（850~700 hPa）涡度明显减弱， 西南涡也有所 对秦巴区域内的四川达川站 T-logP 图进行分
减弱， 但因其涡旋结构还存在， 因此涡度值比西南 析， 以研究该区域的热力对流条件。3日 20:00［图6
涡生成之前依然高出许多， 为 25×10 s 左右。从 （a）］， 达川站的湿层较薄， 仅 750~720 hPa 温度露
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涡度的变化可以看出， 正涡度有利于西南涡的生 点 差 小 于 2 ℃ ， 500~460 hPa 温 度 露 点 差 大 于
成， 而西南涡生成后使正涡度值显著增加， 从而有 10 ℃， 说明对流层低层有暖湿气流， 而中高层具有
利于中尺度对流系统的发展， 进而加强降水。 一定的干冷空气侵入， 有利于层结不稳定的建立。
从垂直速度的廓线图来看， 3 日 20:00［图 5（c） 850~500 hPa 假相当位温随高度减小［图 6（b）］， 温
点线］ 秦巴区域上空西北涡后部的偏北气流与西南 差达到 12. 6 ℃， 具有明显的对流不稳定， 同时对流
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气流辐合抬升， 使 850 hPa 以上平均高度层均为上 有效位能（CAPE 值）高达 3100. 1 J·kg ， K 指数为
升运动， 最强的上升运动在 700 hPa， 速度达到 36. 4 ℃， SI 指数为 0. 9 ℃； 850 hPa 以下风随高度
-15. 7×10 Pa·s ， 有利于对流活动的发展。4 日 逆转， 说明近地层有冷平流的输送， 可能是造成一
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08:00［图 5（c）虚线］， 西南涡生成后， 辐合上升作用 定对流抑制能量的原因。这些环境参数（表 1）均表
加强， 850 hPa以上的垂直运动都有明显的加强， 且 明此时大气处于非常强的不稳定状态， 在 700 hPa
强垂直运动层向高层移动， 最大垂直上升运动在 大范围偏北气流与西南气流辐合形成的中尺度切
650 hPa， 值为-26. 1×10 Pa·s 。随着西北涡的消 变线的触发下， 将引起较大尺度的对流活动， 有利
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失和西南涡的减弱， 4日 20:00［图 5（c）实线］垂直运 于大暴雨的发生。

图6 2021年9月3日20:00四川省达川站T-logP图（a）和假相当位温剖面（b）
Fig. 6 T-logP diagram （a） and profile of pseudo equivalent potential temperature （b）
at Dachuan station in Sichuan Province at 20:00 on 3 September 2021