高原渦與西南渦相互作用暴雨天氣過程的診斷分析

（安陽市氣象局 河南安陽455000）

（安陽市氣象局 河南安陽455000）

高原渦和西南渦二者非耦合時抑制四川地區西南渦發展，二者耦合后將會引發四川淺薄系統，本文以2013年6月末至7月初的四川暴雨為例，從位勢渦度角度分析高原渦和西南渦在互相作用時關系，首先介紹資料與方法，隨后簡單介紹暴雨概況與高原渦、西南渦二者的移動和演變，最后提出診斷分析，以期揭示二者在相互作用過程中出現的一些特征。

高原渦西南渦相互作用

高原渦，又名高原低渦，屬于淺薄系統，是青藏高原動力熱力二者相互作用的產物，多為暖性結構。在夏季，高原渦東移時引發下游地區暴雨，在高原渦東移至100°E時，可以與西南渦垂直疊加相互作用，加強西南渦，從而導致四川地區出現暴雨氣象。

1 資料與方法

本文選取2013年四川降水量資料以及歐洲天氣預報中心再分析資料。再分析資料與NCEP（即美國國家環境預報中心）再分析資料相比適用性更好。

在P坐標系中，位勢渦度，即PV可以表示為（忽略大氣垂直速度水平變化情況）：

在等熵面上，引入靜力近似，等熵位勢渦度，即IPV，可以由Ertel定義為（忽略垂直速度）：

ζ0即為等熵面上相對渦度的垂直分量；重力加速度以g表示，地轉牽連渦度以f表示，由公式（2）可以得知，靜力穩定度與絕對渦度二者共同決定等熵位勢渦度。

2 暴雨概況

四川盆地于2013年夏季發生一次特大暴雨，自貢、綿陽、德陽、遂寧等地發生局域性性大暴雨，其中遂寧日降雨量已達20年來最大降雨量，存在強降水中心，調查表明，七月一日與六月三十日相比，其降水中心明顯東移，強度減弱、范圍擴大。

3 移動與演變

2013年夏季，青海西南部生成一種高原渦，其逐漸東移至四川盆地，根據其與西南渦中心強度變化及移動路徑，可以將這一過程大致分為三階段，第一階段是高原渦自高原東移而出，第二階段是西南渦形成并移動，第三階段是兩渦相互作用，高原渦、西南渦發生耦合，導致四川暴雨出現。兩渦相互作用十分復雜，由于兩者存在各自空間尺度，因此可以利用垂直剖面分析兩渦相互作用以及伸展空間。

第一階段，根據垂直剖面可以看出其在高原地區具有明顯位勢渦度中心，隨著時間推移，高原渦出現明顯東移趨勢，十二小時后移入四川盆地，高原渦產生時其低渦發展加強；十八小時后低渦繼續發展加強，高原渦東移正渦度加強；三十六小時后，低渦發展減弱，高原渦東移進入四川區域后其強度減弱。

第二階段，同樣分析位勢渦度場、風場與高度場，高原渦產生后十二小時，四川區域出現低渦中心，其西側低渦發展加強，即西南渦形成時，其位勢渦度大值處于低渦西側，四十二小時后該大值中心重合于流場低渦中心，表明此時低渦發展較為穩定。

第三階段，兩渦垂直耦合，合并成為一個強渦，其強度增強，形成深厚渦旋系統，與此同時，強降雨中心處于該區域。高原渦形成四天后其正渦度中心減弱，降雨量減弱，十八小時后渦旋中心減弱，暴雨趨于結束。

位勢渦度剖面表明，位勢渦度中心處于風場、高度場中低渦中心西側時，渦旋處于形成階段。高原渦、西南渦非耦合時，其東側下沉氣流抑制西南渦發展，當兩渦垂直耦合時，高原渦、西南渦兩者在垂直方向可以合并成為更強的渦旋。

4 診斷分析

筆者選取不同位勢渦度計算方法，診斷分析高原渦、西南渦于2013年夏季的一次移動耦合引發四川區域暴雨過程。

位勢渦度剖面圖可以揭示高原渦、西南渦二者相互作用過程并追蹤兩渦異動情況，同時結合風場、高度場，可以將渦旋中心強度變化清楚反映。渦旋形成階段，位勢渦度中心位于風場、高度場上低渦中心偏西區域。在高原東部東移過程中，高原渦強度加強；在四川盆地東移過程中，高原強度減弱；在兩渦垂直耦合后，其強度得以再次加強。

根據位勢渦度理論得出的渦度演變時間分析表明，高原渦與西南渦在非耦合時，其東側下沉支阻礙西南渦發展；當兩渦垂直耦合時，兩渦合并成上升氣流加強的一個強渦。

在兩渦耦合時，暴雨中心與穩定上升氣流對應，其右側出現下沉氣流，形成次級環流圈，構成高低空能量與水汽交換。等熵位勢渦度分布能夠清楚反映兩渦水平移動，同時指示強降水中心。

5 結語

在降雨過程中，水汽逐漸增加，其幅合中心對應強降雨落區，當降雨影響系統東移或南移時，暴雨渦度與垂直速度增大，動力條件增強。高原渦和西南渦二者耦合過程復雜，其耦合中尺度特征和物理機理有待深入研究，本文試圖通過揭示復雜過程的部分特征，以期增進耦合過程認識。

[1]邱靜雅,李國平,郝麗萍.高原渦與西南渦相互作用引發四川暴雨的位渦診斷 [J].高原氣象,2015(06).

[2]劉新超,陳永仁.兩次高原渦與西南渦作用下的暴雨過程對比分析 [J].高原山地氣象研究,2014(01).

[3]周淼,劉黎平,王紅艷.一次高原渦和西南渦作用下強降水的回波結構和演變分析 [J].氣象學報,2014(03).

高原渦與西南渦相互作用暴雨天氣過程的診斷分析

■艾瑞瑞

Q938.1+2[文獻碼]B

1000-405X（2016）-10-411-1

艾瑞瑞（1987～），女，助理工程師，研究方向為天氣預報預測。