引发华北特大暴雨过程的中尺度对流系统结构特征研究

利用常规观测资料、FY2C卫星TBB资料以及NCEP再分析资料对2005年7月22～24日发生在华北地区的大到暴雨天气过程进行了观测分析和模拟研究。结果表明,“海棠”台风减弱的低压倒槽内发生发展的两个中尺度对流系统是暴雨的直接影响系统,中尺度对流系统发展到成熟阶段首先在对流层中层形成中尺度低涡,然后向低层发展。水汽辐合中心主要集中在边界层附近,偏东风入流将水汽向暴雨区集中,次级环流的上升支将水汽向中高层输送;虽然边界层的水汽辐合对降水的形成很重要,但降水量的大小取决于整层水汽通量辐合的大小。在暴雨发展过程中高层明显有干冷空气侵入,干侵入存在于600～300hPa之间,且在高层超前于低层。干冷空气侵入有利于位势不稳定的增强,促进了对流运动的发展和中尺度低涡的形成,继而引起降水增幅。由于华北地形夜间边界层降温等局地热力作用诱生出中尺度边界层急流,降水及干侵入等因素使边界层急流加强,相应的在高空出流处产生高层风速大值区,急流和暴雨之间通过次级环流存在着正反馈的相互作用。边界层急流、低空急流和高空风速大值区三者的上下耦合是此次强暴雨发生发展的重要原因。