河南“21·7”特大暴雨水汽輸送、收支和轉化特征對局地強降水的影響機制研究*

李 超 崔春光 徐慧燕 王曉芳 李 艷 汪小康 許發雷 高 媛

1 中國氣象局武漢暴雨研究所,暴雨監測預警湖北省重點實驗室,武漢 430205 2 蘭州大學大氣科學學院,蘭州 730000 3 杭州師范大學信息科學與技術學院,杭州 311121

提 要： 針對河南“21·7”特大暴雨的極端降水天氣過程，利用FNL大氣再分析資料、國家基準站降水觀測數據和高分辨率的數值模擬結果，開展了暴雨多尺度系統協同作用下水汽輸送、收支及轉化特征對極端降水的影響機制研究。結果表明：通過強盛穩定的臺風煙花與中高緯穩定的大氣環流形勢共同影響下建立的遠距離水汽輸送通道，使海上的水汽源源不斷地被輸送到內陸極端降水區。在局地中尺度低值系統產生的動力輻合和迎風坡地形的阻擋作用的共同影響下，遠距離輸送到極端降水區附近的水汽被有效地匯聚在極端降水區附近，并且依靠低層水汽動力輻合機制，使局地匯聚的水汽被進一步輸送至對流層中高層，以此促進對流的發展。在對流上升運動和迎風坡地形抬升作用的共同影響下，通過增強氣流的垂直上升運動，使更多的水汽被輸送到對流層中高層，促使水汽向云冰粒子和雹粒子的凝華轉換過程增強，最終導致降水效率得到顯著提升，降水效率在地形迎風坡處顯著增強表征的水汽向雨水的高效轉化，對極端降水的演變起到了極好的指示作用。上述研究不僅系統性揭示了暴雨多尺度系統影響下極端降水區內局地水汽的主要來源與消耗過程，而且從水汽診斷的角度加深了對極端降水發生機理的認識。……