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2005年4月25日到26日,云贵高原东侧的西南涡向东南方向移出,与西南涡相联系的MCS在向东南移过程中发展加强,给广东中南部大部分地区造成了暴雨到大暴雨的天气。本文使用常规观测资料、卫星云图、雷达回波图和逐时降水资料,利用天气学方法分析研究了此MCS发展演变的大尺度环流背景和雷达回波演变特征,发现在我国东部大陆中低纬上空对流层中上部的西风带短波槽呈阶梯状分布、长江中下游地区以及江南地区受西北气流控制的环流背景下,生成于高原东侧南支槽前的西南涡可向东南方向移出而影响广东地区。MCS发展强盛时,地面图上并无锋面气旋,但雷达回波显示的MCS雨带的分布与中纬度锋面气旋内的冷暖锋雨带的型式相类似,并且在类似逗点云系头部的冷暖锋式雨带结合部附近靠冷锋式雨带的后侧,开始见到有一“V”型凹口区侵入,它是MCS后部中空干冷空气的入流和下沉所致。随着凹口区的入侵和扩大,MCS迅速减弱,这一过程与中纬度锋面气旋的锢囚阶段中干冷空气向气旋中心卷入所引起的气旋填塞过程相类似。
利用MM5模式成功地再现了与MCS相联系的大尺度环流背景的演变,模拟的MCS高层的辐散流场、中层的南支槽、西南涡以及地面的弱冷锋和中尺度切变线与实况基本一致;对MCS的发展演变以及降水的大尺度分布和中尺度特征的模拟也是相当成功的。利用模式高分辨的输出结果研究了MCS的中尺度结构和演变特征,结果表明:
1.在MCS的发展过程中,对流层中高层的正位涡扰动不断加强并向对流层下部传播,并在对流层低层诱发一个次大值中心;在MCS的强盛阶段,其中心区表现为一深厚(从低层伸展到200百帕附近)的强位涡柱。因此,对流层中高层正位涡扰动往对流层低层的传播对这次西南涡和与之相联系的MCS的发展是紧要的。
2.相对于移动MCS的中尺度环流特征包括:系统前方对流层下部的入流、高层向前的流出、中心附近近于垂直的中尺度上升流以及紧挨着其后部的中尺度下沉气流。此外在本例中,没有出现如Houze所描述的中纬度MCS内出现的由前向后的倾斜上升气流,也没有出现高层向后的流出。之所以有这种差异,可能是与MCS所处的大尺度背景场差异有关。
3.在McS的发展过程中,高层辐散很明显,一小时雨量中心就分布在300百帕层辐散最强的区域。强盛阶段的MCS低层具有冷中心结构,中高层有明显的暖心结构,垂直上升运动中心出现在对流层中上层,这些特征与以往的有关MCS的研究结果基本相一致。