基于TRMM資料的高原渦與西南渦引發強降水的對比研究

蔣璐君 李國平 王興濤

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基于TRMM資料的高原渦與西南渦引發強降水的對比研究

蔣璐君1, 2李國平1王興濤3

1成都信息工程學院大氣科學學院，成都610225;2江西省氣象科學研究所，南昌330046;3宜昌三峽機場，宜昌443007

利用TRMM（Tropical Rainfall Measuring Mission）衛星探測結果結合NCEP（National Centers for Environmental Prediction）再分析資料，對2007年7月17日四川、重慶地區的一次西南渦強降水系統和2008年7月21日四川東部的東移高原渦強降水系統的三維結構特征、雨頂高度以及降水廓線特征進行對比分析研究。結果表明：（1）兩次降水過程均是發生在西南—東北向的水汽輻合帶中，且降水云群均位于低渦的東南方。（2）兩次強降水在水平結構上均表現為由一個主降水雨帶和多個零散降水云團組成，高原渦強降水過程比西南渦強降水的降水強度和范圍都要大。降水雷達探測到的兩個中尺度降水系統均以降水范圍大、強度弱的層云降水為主，但對流性降水對總降水量的貢獻較大，其中西南渦降水中對流降水所占比例比高原渦的大，對總降水率的貢獻也大。（3）垂直結構上：兩次強降水的雨頂高度均是隨地表雨強的增加而增加，且最大雨頂高度接近16 km，但西南渦強降水中的雨頂高度比高原渦更高，說明西南渦降水過程中對流旺盛程度強于高原渦。（4）兩次強降水中雨滴碰并增長過程以及凝結潛熱的釋放主要集中在8 km以下，但8 km以上西南渦降水變化大于高原渦，且前者在8～12 km高度層的降水量對總降水量貢獻百分比大于后者。

西南渦 高原渦 TRMM衛星 降水結構

1 引言

青藏高原低渦（簡稱高原渦）、西南低渦（簡稱西南渦）、高原切變線及高原低槽等均是在青藏高原熱力、動力作用下產生的可造成災害性天氣的高原低值系統，陶詩言（1980）指出低層切變線和高原及其鄰近地區的渦旋系統是中國夏季最重要的降水系統。西南低渦生成于青藏高原東南部，是對流層低層伴有氣旋性環流的一種低值渦旋系統，它的發展及其東移能給高原鄰近地區帶來強降水天氣（錢正安等，1990；喬全明和張雅高，1994；陳忠明等，2003）。高原低渦生成于青藏高原主體、是夏季高原500 hPa上的主要降水系統之一，在一定的環流形勢下能東移發展影響高原鄰近地區的降水（Tao and Ding，1981）。因此四川盆地受到西南低渦和東移高原低渦的影響，極易發生暴雨、大暴雨天氣。目前對西南低渦和高原低渦以及兩低渦系統相互作用已做了不少研究（Wang and Orlanski，1987；于波和林永輝，2008；宋雯雯等，2012）。Wang et al.（1993）通過研究青藏高原的中尺度渦旋系統表明發展成熟的西南低渦可以伸展到300 hPa，溫度廓線近濕絕熱，風速很小，幾乎無風切變。喬全明和張雅高（1994）指出盛夏時的高原低渦云型具有與熱帶氣旋非常類似的螺旋結構。李國平和蔣靜（2000）利用相平面分析法，重點分析了一類具有間斷點的孤立波解的特征，從理論上論證了高原低渦具有與熱帶氣旋類似的渦眼和暖心結構。盡管許多學者對西南低渦和高原低渦開展了大量研究，但是由于高原地形復雜導致觀測資料的缺乏，對高原低渦和西南低渦降水三維結構以及降水時空分布特征的認識還比較淺薄。

降水是水循環中一個至關重要的環節，是大氣中最難探測的變量之一（Simpson et al., 1988）。隨著攜帶第一部主動微波以及其他探測器的熱帶降雨測量衛星（Tropical Rainfall Measuring Mission，簡稱TRMM）的發射成功，使氣象工作者能夠對高原及其周邊地區進行高分辨率的降水內部結構觀測，為分析高原及周邊降水的時空分布提供了新的途徑。近年來，TRMM衛星資料也被廣泛用于熱帶、副熱帶的降水結構特征分析（李銳等，2005；Yokoyama and Takayabu，2008；Toracinta et al., 2002）。傅云飛等（2003，2005，2012）利用TRMM資料研究了長江中下游兩個降水系統的結構特征、中國東南部副熱帶高壓下的熱對流降水結構特征，還研究了亞洲夏季對流云和層云降水雨頂高度分布特征。李德俊等（2009，2010）利用TRMM資料對高原周邊降水結構進行研究分析。袁鐵和郄秀書（2010）利用TRMM衛星資料研究了華南颮線的閃電與降水結構的關系。

本文利用TRMM衛星資料對2007年7月17日發生在四川、重慶地區（簡稱川渝地區）的西南渦降水和2008年7月21日發生在四川東部高原渦降水的降水分布特征、對流云降水和層云降水的比例及其所處狀態等降水結構特征、對降水中的雨頂高度分布特征以及降水廓線變化特點進行對比分析，從而找出兩類低渦的共同特征與差異，為以后的低渦強降水診斷分析提供一個新的參考標準。

2 觀測資料

TRMM衛星搭載了五個探測器，分別是降水雷達PR（Precipitation Radar）/2A25、微波成像儀TMI（Microwave Imager）/1B11、可見光和紅外掃描儀VIRS（Visible and Scanner）/1B01、閃電成像儀LIS（Visible Infrared Scanner）、云和地球輻射系統CERES（Clouds and the Radiant Energy System），其中降水雷達、微波成像儀、可見光和紅外掃描儀是測量降水的主要儀器。PR/2A25產品提供了逐條軌道上的降水類型、降水率等信息，其水平分辨率為4.3 km，垂直分辨率為0.25 km，為分析降水三維結構特征提供了有利條件。TMI/1B11產品提供了每個像素各個通道的水相和冰相粒子的微波輻射亮溫值。VIRS/1B01能提供五個通道的云頂輻射溫度（Kummerow et al., 1998）。TRMM衛星發射的主要目的是測量熱帶、副熱帶地區降水和潛熱釋放的分布及其變化，利用衛星資料來研究強降水結構特點，可以彌補地基觀測的不足，是認識強降水系統發生發展規律的方法之一。由于TRMM衛星運行軌道與赤道平面成35°角，是一顆非太陽同步衛星，每天不定點、不定時掃描38°S～38°N的范圍，要找到與TRMM資料時空匹配較好的的個例及天氣系統發展過程，存在一定的難度；且TRMM衛星資料在高原及其周邊地區應用的研究較少，至于更加全面的探測效果評估，還需要通過更多的觀測資料應用加以驗證。TRMM衛星資料的研究已經引起我國學者的重視，Zhou et al.（2008）利用遙感信息中心估算的降水資料、TRMM衛星3B42產品、地面雨量計資料對比分析了東亞夏季風區域降水特點，且利用模式的相關系數和均方根誤差等指標證實了TRMM衛星資料和地面雨量計觀測資料相似度很高。Mao and Wu（2012）利用1998～2008年TRMM衛星資料研究了我國乃至整個亞洲季風區夏季降水的氣候變化特征，這對于TRMM衛星資料的應用具有極大的參考價值。本文所使用的TRMM資料是由美國宇航局地球科學數據和信息服務中心提供的RP探測結果處理和反演得到的標準產品2A25、1B11（第6版）。值得指出的是目前TRMM資料已更新到第7版本，2A25從第6版本數據到第7版本的主要變化是許多變量從以前的整型數變為浮點數，更多產品的區別請參見網站http://pps.gsfc.nasa.gov/Documents/formatChangesV7.pdf [2013-09-01]。

在2007年7月17日西南渦暴雨天氣過程中，TRMM衛星捕獲到的時次是2007年7月17日08:34（記為A時刻；北京時，下同），軌道號為55083，正好對應西南渦降水發展旺盛階段。在2008年7月21日高原渦區域性暴雨天氣過程中，TRMM衛星捕獲到的時次是2008年7月21日08:23（記為 B時刻），軌道號是60850，恰好對應高原渦降水發展旺盛階段。兩次過程降水雨量大，強降水范圍集中，區域強降水特征比較典型，因此本文選用這兩個時次的TRMM衛星資料來對比分析這兩次低渦降水過程中的降水三維結構特征、雨頂高度以及降水廓線等結構特征，期望能為豐富我們對高原渦和西南渦降水結構的認識提供幫助。而研究兩渦降水云和降水結構特征的異同，對于了解西南暴雨成因及發展演變具有重要意義。

3 天氣過程和環流形勢

本文分析的兩個例分別是2007年7月16～20日四川東部和重慶西部出現的一次持續性特大暴雨過程（簡稱西南渦降水）和2008年7月20～22日由高原低渦東移引發四川盆地自西向東出現的一次區域性暴雨過程（簡稱高原渦降水）。在西南渦降水過程中，17日08:00及之后一直維持在四川盆地上空，暴雨落區幾乎覆蓋了整個四川盆地，降水從盆地西部逐漸東移，17日02:00到18日02:00為最強降水時段。高原渦降水過程中，低渦于20日晚移出高原，21日東移進四川盆地且移動緩慢出現停滯現象，四川大部分地區出現明顯降水；21日強降水中心位于盆地東部，58個鄉鎮降雨量在100～249.9 mm，95個鄉鎮降雨量在50～100 mm。

為了進一步分析TRMM衛星掃描到的兩次低渦降水過程發生時的環流形勢，我們利用NCEP（National Centers for Environmental Prediction）再分析資料分別繪制了兩次降水過程700 hPa、500 hPa風場、高度場和水汽通量圖，并疊加了TRMM/ PR探測的3.5 km高度的降水率水平分布（圖1、圖2）。圖中清楚表明高原渦和西南渦降水中的降水云群都位于低渦的東南方，高原渦中降水云團略微偏南；強降水均發生在槽前強盛的偏南氣流中，從水汽通量圖中也可看出兩次暴雨均發生在西南—東北向的水汽輻合帶中，其帶來大量的水汽和能量，十分有利于形成強降水。從天氣動力學理論上來分析，低渦的東南側常位于副熱帶高壓西緣的西南低空急流中，水汽輸送旺盛，水平輻合和上升運動強。又因風速大，低渦南側的曲率渦度（/R，其中表示速度，R為曲率半徑）大，導致正渦度（氣旋式渦度）也大。則輻合氣流挾卷水汽旋轉上升，在高空遇冷凝結降落，因此在低渦的東南方易出現較強的降水。

圖1 2007年7月17日08:34（北京時，下同）TRMM（Tropical Rainfall Measuring Mission）/ PR（Precipitation Radar）探測的（a）3.5 km高度上的降水率（單位：mm h?1）與當時700 hPa風場與高度場（單位：dagpm）疊加圖以及（b）水汽通量（單位：kg hPa?1 m?1 s?1）。（a）中陰影區表示地形高度超過3000 m，（b）中陰影區表示青藏高原地形

圖2 2008年7月21日08:23 TRMM/ PR探測的（a）3.5 km高度上的降水率（單位：mm h?1）與當時500 hPa風場與高度場（單位：dagpm）疊加圖以及（b）水汽通量（單位: kg hPa?1 m?1 s?1）。（b）中陰影區表示青藏高原地形

4 降水結構分析

4.1 降水的水平結構

以往研究表明（何文英和陳洪濱，2006；傅云飛等，2007；何會中等，2006）垂直極化微波輻射亮溫較低之處降雨云中冰水粒子含量多，對應著較為強烈的降雨過程。考慮到TRMM/TMI提供的分辨率最高的是85 GHz亮溫圖像（游然等，2011），而川渝地區地形復雜，3.5 km高度以下地表對PR回波會造成干擾。因此圖3給出了西南渦降水（圖3a、c）和高原渦降水（圖3b、d）過程中TMI探測到的降水云系的85 GHz微波輻射亮溫以及TRMM/PR掃描到的3.5 km高度處的降水分布。從圖3a、b中可看出兩次降水過程中降水旺盛階段，微波亮溫均呈片狀分布，有大片區域的微波亮溫值都低于250 K，位于降水云系之上，呈東北—西南走向，說明兩次降水過程的降水云系中存在大量非均勻、非對稱但相對比較集中分布的冰水粒子從而導致對流活動比較旺盛，也進一步說明降水發生在強盛的西南氣流中。不同之處是西南渦降水中微波亮溫值低于225 K的區域比高原渦降水大且更集中，最低可達135 K，說明冰水粒子含量多的區域更大。

由于TMI掃描寬度為758.5 km，PR的軌道寬度為220 km，因此軌道寬度比PR的寬。對比A、B兩個時刻的微波輻射亮溫和降水率水平分布圖（圖3c、d）可知，兩次降水過程的亮溫與降水率分布無論在量值和走向趨勢上都有很好的對應關系，亮溫偏低之處有強降水發生并且亮溫越低的區域降水越強，因為降水云中的冰水粒子含量越多，散射信號越強，微波亮溫越低，這與何會中等（2006）分析臺風“鯨魚”時得出的微波亮溫與降水分布之間關系時的結論一致。從圖3c、d中還可看出這兩次降水過程的降水系統均是由一個主降水雨帶和多個零散降水云團組成，降水范圍大且相對集中，主降水云團上的最大降水率都超過了50 mm h?1，而高原渦降水中最大降水率超過了100 mm h?1，不同之處是高原渦降水的水平范圍比西南渦降水要大，A時刻主降水雨帶的南北范圍接近200 km，降水強度在10 mm h?1以上的強降水云團水平范圍在10～30 km之間，而B時刻主降水雨帶的南北 范圍大約為270 km，降水強度在10 mm h?1以上的強降水云團水平范圍在10～60 km之間。

圖3 （a、b）TRMM/TMI探測的85 GHz微波輻射亮溫（單位: K）以及（c、d）PR捕獲到的3.5 km高度處的地表降水率分布：（a、c）A時刻；（b、d）B時刻

對流系統通常伸展的很高，中尺度降水系統中層云降水和對流降水所占比例間接性地指示了潛熱釋放的垂直廓線，通常較低的對流云比例意味著冰粒子逐漸變為層狀云區（Houze, 1982, 1989）。利用TRMM/PR探測到的降水廓線資料，我們分析了西南渦和高原渦兩次強降水過程中降水旺盛期的對流云和層云降水的像素比例、總降水比例及其平均降水率，試圖進一步揭示降水系統中降水性質及其所處狀態（表1）。從表中可發現，無論是西南渦還是高原渦降水區域，均是層云降水所占比例比對流降水大，兩次強降水過程在發展旺盛階段均以降水范圍大、強度弱的層云降水為主，對流降水次之，但對流降水對總降水率的貢獻很大都達到了60％，接近40％層云降水貢獻于總降水，這不同于何會中等（2006）研究臺風“鯨魚”時指出的層云降水貢獻率要高于對流降水。從兩次降水過程的平均降水率可發現，盡管對流降水占的面積小，但平均降水率遠大于層云降水，對流降水的平均降水率在西南渦降水中是層云降水的6.7倍，在高原渦中是層云降水的5.3倍，可見高原及周邊地區的降水過程中對流性降水和層云降水的比例要明顯高于熱帶海洋地區（3.3倍）（Schumacher and Houza，2003）。這可能是因為高原降水系統比熱帶地區降水系統的強降水云團中具有更強的上升氣流，對流活動更旺盛，從而產生更強的對流降水。不同之處是西南渦降水中對流降水所占比例比高原渦的大，對總降水率的貢獻也大，但平均降水率不及高原渦降水。

表1 TRMM/PR探測到的降水廓線資料計算的西南渦和高原渦中對流云和層云降水的像素和總降水比例及其平均降水率

4.2 降水的垂直結構

TRMM衛星搭載的測雨雷達（PR）探測到的降水率最高層的高度定義為降水高度，它能反映降水云團在垂直方向上的發展變化程度。根據垂直V方法（Awaka et al., 1998）和水平H方法（Steiner et al., 1995），PR標準產品2A25提供三種類型降水：對流降水、層云降水和其他類型降水。由于其他類型降水所占比例小，且雨頂高度變化范圍太小，僅有0.5 km的波動，因此圖4僅給出近地面（3.5 km處）在不同地表雨強條件下西南渦和高原渦對流降水、層云降水以及總降水平均雨頂高度的變化。從圖4中可發現，無論是對流云降水、層云降水還是總降水，高原渦和西南渦引發強降水的平均雨頂高度均是隨著地面平均雨強的增加而增加，即地表雨強越大，雨頂高度越高，降水云中上升運動越強，僅在30 mm h?1到40 mm h?1范圍內雨頂高度有小幅度下降。層云降水的雨頂高度和對流降水的雨頂高度存在一定的差異，兩渦中對流降水和總降水的雨頂高度范圍接近，差別不是很大，分布在5～16 km范圍內。但在層云降水中，兩渦雨頂高度的范圍相差較大，西南渦強降水系統的雨頂高度約在8～12 km范圍內，而高原渦強降水系統的雨頂高度分布在5～9 km，從圖中還可看出，三類降水中，高原渦強降水系統的雨頂高度都比西南渦偏低。究其原因，可能主要與地形有關，高原渦生成于青藏高原主體，而西南渦多形成于川西高原及四川盆地，則成熟期的西南渦正渦度柱可伸展到300 hPa，相對于高原渦是一個深厚系統（陳忠明等，2004），上升氣流強，正渦度柱伸展得比較高。值得提出的本文研究的兩個低渦降水系統中的對流降水的最大雨頂高度均比傅云飛等（2003, 2005）研究的熱對流降水、1998年7月20日（簡稱“98.7.20”）發生在武漢附近的中尺度強降水的最大雨頂高度更高。

圖4 不同地表雨強條件下西南渦降水和高原渦降水的雨頂高度分布：（a）對流降水；（b）層云降水；（c）總降水

圖5給出了PR探測范圍內所有像素雨頂高度的水平分布，可以更直觀的分析所有像素的雨頂高度情況。從圖中可看出，西南渦降水的最大雨頂高度比高原渦降水的雨頂高度高，西南渦降水中絕大部分像素的雨頂高度分布在8～14 km范圍內，高原渦降水中絕大部分像素雨頂高度則分布在8～12 km范圍內，高原渦和西南渦系統邊緣降水的雨頂高度則多分布在4～8 km。無論是高原渦還是西南渦降水，兩個降水系統雨頂高度的大值區與降水的大值區對應較好，通過分析雨頂高度在14 km以上的區域對應著降水在50 mm h?1以上的大值區，說明此處水汽充沛、上升運動強從而導致對流旺 盛，云體被抬升的很高。但是降水大值區的雨頂高度不一定高，降水較弱的地區對應著較低的雨頂高度。不同降水系統的雨頂高度分布有異同，同一降水系統所有像素的雨頂高度分布有差異。這與傅云飛等（2012）利用TRMM/PR資料分析中國東部大陸和東海的兩個降水系統雨頂高度平面分布的結果類似，即不同降水系統和同一降水系統的雨頂高度分布均存在差異。

圖5 TRMM/PR探測的西南渦降水（左列）和高原渦降水（右列）雨頂高度的水平分布：（a、b）總降水；（c、d）對流降水；（e、f）層云降水

進一步比較兩低渦系統對流降水和層云降水雨頂高度平面分布特征（圖4c、d、e、f）可發現，無論是西南渦還是高原渦降水，對流降水的雨頂高度均比層云降水高，但西南渦中對流降水最大雨頂高度可達15.5 km，高原渦中對流降水最大雨頂高度略小為14.25 km，而兩低渦系統層云降水雨頂高度都低于14 km，仍是西南渦中層云降水中最大雨頂高度高于高原渦，說明西南渦降水過程中對流旺盛程度強于高原渦。

4.3 降雨率垂直廓線

降水廓線有助于了解降水云團的動力、熱力和微物理的垂直結構特征。Liu and Fu（2001）通過對1998年的TRMM/PR資料主成分分析表明，給定降水類型和地表降水率，平均廓線能代表80％的典型降水廓線變化特點。圖6分別繪制了西南渦和高原渦降水在3.5 km高度處的對流降水（圖6a、c）和層云降水（圖6b、d）平均廓線分布，有利于對比分析兩次降水過程的降水強度隨高度的變化特點。

兩次降水過程的對流降水廓線在8 km以下隨高度降低而增加，中高層降雨率很低，表明強烈的雨滴碰并增長過程、降水釋放的潛熱主要集中在此高度以下，水汽輸送較強，云水含量最為集中，冰相粒子變化最為復雜；8 km高度以上，高原渦比西南渦降水廓線更陡峭，說明后者降水率的變化在同樣高度的情況下大于前者，因此釋放的潛熱也更多。從圖中還可看出，西南渦降水中對流云降水最大雨頂高度高于高原渦，且在高層還有可觀降水，可見西南渦降水系統中氣流上升運動更強，將大量降水粒子抬至中高層形成尺度較大的固態降水粒子因而含有更多冰晶。兩次降水過程的層云降水廓線中，降水強度隨高度增加而減少，在5～6 km減小最多，表明水汽穩定的凝結增長是層云降水的主要來源，差別不是很大，但仍可發現在8 km以上，高原渦降水隨高度增加迅速減小趨于零。從而表明西南渦較高原渦來說是一個相對深厚的系統，這一特征從4.1節揭示的西南渦降水中對流降水所占比例比高原渦大的結果也可以看出。

圖6 （a、c）西南渦和（b、d）高原渦中（a、b）對流降水以及（c、d）層云降水的平均廓線

圖7（a、c）西南渦和（b、d）高原渦中不同高度層的降水量在不同地表雨強條件下對總降水量貢獻的百分比變化：（a、b）對流降水；（c、d）層云降水

Fig.7 The change of different height level precipitation contribution to total precipitation in (a, c) SWV and (b, d) TPV under different surface rainfall intensity: (a, b) Convective precipitation; (c, d) stratiform precipitation

4.4 不同高度范圍降水量貢獻的百分比分布

通過對降水廓線的分析，將TRMM/PR探測的垂直方向上的降水率分為三個高度范圍，分別是：3.5～8 km、8～12 km、12 km以上，分別繪制了西南渦和高原渦中對流云降水和層云降水在不同地表雨強條件下三個高度層的降水量對總降水量 貢獻的百分比變化，以進一步分析兩渦的異同點（圖7）。從圖中可發現，西南渦和高原渦降水中均是3.5～8 km高度層范圍降水量是地面降水的重要來源，含水量貢獻最大，且隨著降水強度的增加變化不是很大。8～12 km高度層降水量對總降水貢獻隨著地表雨強的增大呈減少趨勢，在50 mm h?1以上又變得很大，但是西南渦降水中在此高度層的降水量對總降水量的貢獻總體要比高原渦中大，最大貢獻可達18％，而高原渦最大達12％，這表明對流降水主要形成于中低層的大粒子碰并增長以及冰相粒子融化作用，且西南渦中降水云高度比高原渦中的高。12 km以上降水量在兩渦降水中對總降水量的貢獻百分比均很小，這與降水廓線分析一致。兩渦的層云降水中不同高度降水量對總降水量的貢獻也有類似對流降水的特征。以上分析可知，兩渦的降水強盛階段，中低層降水是柱降水的主要來源。這不同于何會中等（2006）分析冰雹降水過程時指出的對流云發展強盛階段，中高層降水量是地面降水的主要來源。

5 小結

本文利用TRMM衛星和NCEP再分析資料，研究了2007年7月17日發生在川渝地區由西南渦引發的強降水和2008年7月21日發生在四川東部由高原渦東移引發的強降水過程，重點對比分析了兩個低渦降水系統的水平和垂直結構特征，以及兩者在降水雨頂高度、降水廓線特征等方面的異同。得到以下結果：

（1）高原渦和西南渦強降水中的降水云群均位于低渦的東南方，并且強降水均發生在西南—東北向的水汽輻合帶中。

（2）就降水的水平結構而言，兩次過程中降水系統均是由一個主降水雨帶和多個零散降水云團組成，降水范圍大。高原渦降水旺盛階段的降水范圍比西南渦的大，且降水在10 mm h?1以上的強降水范圍為10～60 km，但西南渦降水中云水粒子含量多的區域更大，強降水的范圍也更大。PR探測到的兩次強降水過程均是以范圍大、強度弱的層云降水為主，幾乎占80％。但對流降水的平均降水率是層云降水的5陪以上，對總降水率的貢獻也較大。西南渦降水中，雖然平均降水率偏小，但對流降水所占比例比高原渦大，對總降水率的貢獻也較大。

（3）在降水的垂直結構上，兩次降水過程中無論是對流降水、層云降水還是總降水，高原渦和西南渦降水旺盛階段的平均雨頂高度均隨地表雨強的增加而增大，且最大雨頂高度均接近16 km，高于一般的熱對流降水和中尺度強降水。雨頂高度的大值區與降水區域大值區對應較好，西南渦強降水系統的雨頂高度比高原渦的更高。

（4）降水廓線表明：兩次降水過程中雨滴碰并增長過程、凝結潛熱的釋放以及冰相粒子復雜相變過程主要集中在8 km高度以下，且此高度以下的降水量是地面降水的重要來源。隨著高度和地表雨強的增加，降水量對總降水量的貢獻均呈減少的趨勢。但在8 km以上，西南渦中降水率的變 化在變化同樣高度的情況下大于高原渦，且前者在8～12 km高度層的降水量對總降水量貢獻百分比大于后者。這表明成熟階段的西南渦可發展為一個較為深厚的系統，而高原渦則是一個相對淺薄的系統。

（References：）

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Comparative Study Based on TRMM Data of the Heavy Rainfall Caused by the Tibetan Plateau Vortex and the Southwest Vortex

JIANG Lujun1, 2, LI Guoping1, and WANG Xingtao3

1,,610225;2,330046;2,443007

Acomparative study has been made on the three dimensional structures, distribution of the rain heights, and precipitation profiles of two precipitation systems generated by the southwest vortex (SWV) which occurred in Sichuan and Chongqing on July 17, 2007 and the Tibetan Plateau vortex (TPV) which occurred in the western part of Sichuan on July 21, 2008, respectively. The study is based on Tropical Rainfall Measuring Mission (TRMM) data, combined with the National Centers for Environmental Prediction (NCEP) reanalysis data. Results indicate that: (1) Both precipitation processes occurred in a southwest-northeast direction in the moisture convergence zone, and clouds were located in the southeast of the SWV. (2) Horizontally, the two precipitations processes consisted of a main precipitation rain band and several scattered precipitation clouds, and the rainfall intensity and scope of the TPV were much larger than those of the SWV. The common feature of these two mesoscale precipitation systems, detected by precipitation radar (PR), is that most of the precipitation was, which is characterized by a large scope and weak precipitation intensity. However, the contribution of convective rains to the total rainfall was much larger, and the ratio and contribution of convective precipitation to the total rainfall in the SWV was larger than it was in the TPV. (3) Vertically, the rain height in the two heavy precipitation systems increased with an increase in the surface precipitation rate, and the maximum rain height was close to 16 km. However, the rain height in the SWV was higher than that of the TPV, indicating weaker convective activity in the TPV. (4) The progress of collision and growth of raindrops and the latent heat release mainly occurred below a height of 8 km. But the change in the SWV precipitation was greater than that of TPV, and the SWV showed a greater total precipitation contribution than the TPV at a height layer of 8–12 km.

Southwest vortex, Tibetan Plateau vortex, TRMM satellite, Precipitation structure

1006-9895(2015)02-0249-11

P458

A

10.3878/j.issn.1006-9895.1407.13260

2013-09-10；網絡預出版日期2014-07-04

國家自然科學基金項目91337215、41175045，國家重點基礎研究發展計劃（973計劃）項目2012CB417202，公益性行業（氣象）科研專項GYHY201206042

蔣璐君，女，1989年出生，碩士，主要從事天氣動力學研究. E-mail: jlj0628@163.com

李國平，E-mail:liguoping@cuit.edu.cn