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內蒙古河套地區(qū)一次對流暴雨的中尺度對流系統(tǒng)演變特征

2022-02-03 07:24黃曉璐李瑞青李林惠林弘杰姚樂寶
干旱區(qū)研究 2022年6期
關鍵詞:中尺度河套急流

黃曉璐, 李瑞青, 李林惠, 林弘杰, 姚樂寶

(1.內蒙古自治區(qū)氣象臺,內蒙古 呼和浩特 010051;2.內蒙古大學,內蒙古 呼和浩特 010020;3.內蒙古自治區(qū)氣象局,內蒙古 呼和浩特 010051;4.內蒙古自治區(qū)氣象干部培訓學院,內蒙古 呼和浩特 010051)

暴雨是內蒙古夏季主要的災害性天氣,近年來伴隨全球氣候變暖,極端暴雨事件頻發(fā),在內蒙古河套地區(qū)呈現更為明顯的增長趨勢[1-4]。內蒙古河套地區(qū)地形復雜,沙漠、山地和綠洲等交替分布,處于干旱半干旱區(qū),生態(tài)環(huán)境十分脆弱,發(fā)生的暴雨事件具有范圍集中、突發(fā)性強的特點,容易引發(fā)山體滑坡、泥石流和山洪等次生災害,不僅影響該地區(qū)的生產生活,有時還會帶來人員傷亡和嚴重的經濟損失。

大暴雨過程在干旱半干旱地帶出現概率較低,對其強度和落區(qū)的預報是難點。大暴雨的發(fā)生多以伴隨短時強降水的對流性暴雨過程為主,是多尺度系統(tǒng)相互作用的產物[5]。很多學者從環(huán)流背景、水汽條件和物理量的演變等方面對干旱半干旱地帶的暴雨過程進行了深入研究[6-9],近年來,隨著雷達、衛(wèi)星、自動站等多源高分辨率資料的應用,對流暴雨的特征及中尺度影響系統(tǒng)的研究越來越深入[2,10]。對流暴雨通常在有利的環(huán)流背景下由中小尺度系統(tǒng)觸發(fā)產生[10-15],在適宜的環(huán)境條件下,低層風切變、低空急流風速脈動、邊界層輻合線和地形的共同作用是觸發(fā)中尺度對流系統(tǒng)(MCS)發(fā)生和發(fā)展的主要原因[16-17],有利的動力熱力因素,對MCS的加強和傳播起到重要作用[18],地形對MCS的發(fā)生發(fā)展也有重要的影響,復雜地形有利于低層出現輻合中心,山脈的阻擋作用促進動力抬升和對流單體的后向傳播,從而影響MCS的維持和發(fā)展[19-22]。

以往對內蒙古河套地區(qū)暴雨成因的研究工作較多[23-25],但缺乏對河套地區(qū)對流性暴雨的中尺度系統(tǒng)演變特征及形成機制等的深入分析。2018年7月19日內蒙古河套地區(qū)發(fā)生一次大暴雨天氣過程,強降水主要發(fā)生在陰山山脈南麓,導致多地出現城市內澇,通訊信號中斷,并引發(fā)了山洪災害,造成了5 人死亡,損失十分慘重。本文通過分析此次河套地區(qū)中尺度對流系統(tǒng)演變特征和觸發(fā)機制,以期為提高該地區(qū)對流暴雨的預報提供一定的理論依據和指示作用。

1 資料選取

資料為2018 年7 月19 日02:00—16:00,所用觀測資料包括地面加密自動站資料、FY-4A高分辨率紅外云圖資料和內蒙古鄂爾多斯市多普勒天氣雷達觀測資料等;所用再分析資料包括美國國家環(huán)境預報中心/國家大氣研究中心(NCEP/NCAR)FNL 資料(空間分辨率1°×1°,時間分辨率6 h)和歐洲中期天氣預報中心(ECMWF)的再分析數據ERA5 資料(空間分辨率0.25°×0.25°,時間分辨率1 h)。DEM資料來自于國家基礎地理信息數據庫,為全球數字高程模型GTOPO_DEM_30(空間分辨率1 km×1 km)。

2 降水概況及特點

2018 年7 月19 日內蒙古河套地區(qū)出現了一次大暴雨過程,圖1a 給出了2018 年7 月19 日06:00—18:00 累計降水量。由圖可見,本次過程降水范圍廣,強降水落區(qū)成東西走向的帶狀分布特征,大暴雨和暴雨落區(qū)主要出現在陰山山脈南麓一帶,僅12 h就有10個站出現100 mm以上降水,24 h最大降水量達174.5 mm(包頭市楊六乞卜)。降水主要出現在19日06:00—15:00(圖1b),100 mm以上站點中有9 個站連續(xù)多次出現短時強降水(1 h 降雨量≥20 mm),其中包頭市楊六乞卜在19 日07:00—08:00 期間1 h降水量達到84.7 mm,出現了極端短時強降水事件。本次大暴雨過程還伴隨雷電、雷暴大風等強對流天氣,從19 日04:00—14:00 逐小時閃電次數變化如圖1c 所示,雷電出現時間長達10 h 以上,較強頻次時段出現在19 日06:00—10:00,最強出現在包頭市白云鄂博達1460次。綜上所述,本次降水過程具有雨強大、大暴雨區(qū)范圍集中、雷暴和短時強降水持續(xù)時間長、對流性降水特征明顯并與地形密切相關的特點。

圖1 7月19日06:00—18:00內蒙古累計降水量分布(a)、逐小時降水量分布(b)及閃電次數逐小時變化(c)Fig.1 Distribution of accumulated rainfall of Inner Mongolia from 06:00 to 18:00(a),hourly rainfall(b)and hourly lighting of meteorological stations(c)on19 July,2018

3 環(huán)流背景和環(huán)境場條件

3.1 環(huán)流特征

內蒙古河套地區(qū)的暴雨是發(fā)生在西太平洋副熱帶高壓邊緣的一次對流性暴雨,圖2 為19 日08:00 500 hPa高度場、700 hPa風場和300 hPa高空急流的綜合圖。對流層高層300 hPa 有較強的高空急流存在,中心軸風速達42 m·s-1以上,河套地區(qū)位于高空急流入口區(qū)右側,強烈的輻散抽吸作用有利于上升運動增強;500 hPa中高緯地區(qū)為“西低東高”的環(huán)流形勢,西太平洋副熱帶高壓呈東西帶狀位于長江中下游地區(qū),受熱帶地區(qū)臺風影響,西太平洋副熱帶高壓外圍588 dapm線西伸到內蒙古河套以南地區(qū),且在本次暴雨過程中穩(wěn)定維持,有利于熱帶和副熱帶地區(qū)的暖濕氣流沿副熱帶高壓不斷地輸送到河套地區(qū);在河套地區(qū)上游有高空槽東移,槽后干冷空氣與暖濕空氣交匯有利于強對流天氣的產生;700 hPa 受西南風低空急流和“人”字型切變線的共同影響,河套地區(qū)位于低空急流的左前側和暖式切變線的南側,強烈的輻合上升運動為本次過程提供有利的動力條件。大暴雨區(qū)主要發(fā)生在地面低壓中心附近(圖略),02:00時地面溫度在28 ℃左右,低層暖濕具備強對流天氣發(fā)生的潛勢。本次過程中副熱帶高壓的穩(wěn)定維持、500 hPa高空槽、700 hPa切變線及西南低空急流、300 hPa高空急流和地面低壓為本次暴雨過程提供了有利的大尺度環(huán)流背景場,但暴雨或大暴雨的發(fā)生還需要充足的水汽條件、層結條件和抬升等條件的相互配合,下面從環(huán)境場條件方面分析本次暴雨天氣的成因。

圖2 7月19日08:00高空綜合圖Fig.2 Comprehensive field of high level at 08:00 on 19 July,2018

3.2 環(huán)境場條件

3.2.1 水汽條件 由圖3a可見,從30°N到河套地區(qū)有一條明顯的水汽輸送帶,與700 hPa 西南風暖濕急流相對應,低空急流的形成和維持與本次暴雨過程的發(fā)生有密切關系。低空急流強度不斷加強在08:00達最強,中心風速可達18 m·s-1,低空急流的穩(wěn)定少動,在暴雨區(qū)上空維持時間超過12 h,大暴雨區(qū)域位于低空西南急流出口區(qū)左前側,一方面有利于氣旋性切變的生成,另一方面不斷為低層帶來暖濕氣流。在河套地區(qū)有大于20×10-5g·s-1·cm-1·hPa-1的水汽通量高值舌深入,促進水汽的輸送,增強大氣層結不穩(wěn)定性。700 hPa強降水區(qū)比濕大于10 g·kg-1,08:00呈明顯的濕舌,最大值達12 g·kg-1。沿大暴雨區(qū)做剖面(圖3b)可見,強降水期間,850~500 hPa 的比濕穩(wěn)定維持在6~15 g·kg-1之間;在大暴雨區(qū),水汽通量的高值區(qū)與水汽通量散度輻合區(qū)域接近重合,中低層存在顯著的西南急流,有利于水汽的垂直輸送,從地面到500 hPa 有明顯的水汽通量散度輻合區(qū),500 hPa 以上是輻散區(qū),進一步促進水汽的積聚,可見水汽垂直累積也十分深厚。

圖3 7月19日08:00 700 hPa水汽通量(陰影,單位:10-5 g·s-1·cm-1·hPa-1)和比濕(等值線,單位:g·kg-1)分布(a),水汽通量散度(陰影,單位:10-6 g·s-1·cm-2·hPa-1)、風場(單位:m·s-1)和比濕(等值線,單位:g·kg-1)沿40°N的剖面圖(b)Fig.3 The distribution of 700 hPa water vapor flux(shaded,units:10-5g·s-1·cm-1·hPa-1)and specific humidity(contour line,units:g·kg-1)(a);the profile of water vapor flux divergence(shaded,units:10-6g·s-1·cm-2·hPa-1),wind(units:m·s-1)and specific humidity along 40°N(b)at 08:00 on 19 July,2018

本次大暴雨過程的水汽輸送主要來自中低層的西南風急流,不僅促進低層動力輻合抬升,其穩(wěn)定維持還有利于南方暖濕氣流的持續(xù)輸送,促進大暴雨區(qū)水汽的輻合積聚。包頭市楊六乞卜在07:00—08:00出現接近90 mm的極端短時強降水,與低空急流促進作用下濕度顯著增大是分不開的。

3.2.2 層結穩(wěn)定度 假相當位溫θse 是一個表征大氣溫度、壓力和濕度的綜合特征量,其水平和垂直分布能反映大氣的能量分布和層結穩(wěn)定度[19]。對19 日08:00θse 和溫度平流沿40°N(大暴雨區(qū))做垂直剖面(圖4a),由圖4a可見,地面到500 hPa假相當位溫θse 隨高度垂直遞減,呈倒漏斗狀分布,垂直梯度不斷增大,存在明顯的對流不穩(wěn)定層結;在大暴雨區(qū)(107°~110°E),θse 水平梯度在低層更為顯著,說明此處存在能量鋒區(qū),大氣濕斜壓性明顯,有利于中尺度對流系統(tǒng)的發(fā)生和發(fā)展。溫度平流在大暴雨區(qū)整層呈現暖平流,低層暖平流非常強,上游地區(qū)中高層受西北風影響,有冷平流入侵,冷暖平流的交匯有利于大暴雨地區(qū)不穩(wěn)定能量的觸發(fā)。圖4b給出19日08:00 700 hPa假相當位溫θse和K指數的水平分布,θse呈“Ω”形分布,θse高能舌向北延伸至河套及以北地區(qū),有利于不穩(wěn)定能量的積聚,大暴雨區(qū)的K指數在40 ℃及以上,對流有效位能普遍在300~1000 J·kg-1(圖略),可見從各方面不穩(wěn)定能量均很充足,有利于對流暴雨的發(fā)生。

圖4 7月19日08:00假相當位溫(等值線,單位:K)和溫度平流(陰影,單位:10-4 K·s-1)沿40°N的垂直剖面(a),K指數(等值線,單位:℃)、700 hPa假相當位溫(陰影)和風場分布(b)Fig.4 The profile of pseudo-equivalent potential temperature(contour line,units:K)and temperature advection(shaded,units:10-4 K·s-1)along 40°N(a);the distribution of K index(contour line,units:℃),700 hPa pseudo-equivalent potential temperature and wind(b)at 08:00 on 19 July,2018

根據7 月19 日08:00 楊六乞卜站地面溫度和露點溫度對臨近探空站進行訂正后的探空曲線圖(圖5a)可見,750 hPa 以下濕度較大,T-Td≤5 ℃,400 hPa 附近T-Td>20 ℃,有干氣流侵入,存在顯著的上干下濕的特征,具有較好的熱力不穩(wěn)定條件。抬升凝結高度較低為0.81 km,0 ℃層高度達5.68 km,具有較深厚的暖云層。低層存在逆溫層,有利于不穩(wěn)定能量的積聚,對流有效位能達2801.6 J·kg-1,抬升指數和沙氏指數分別為-1.9 ℃和-1.11 ℃,K指數達40 ℃,說明層結不穩(wěn)定性很強,深層(0~6 km)垂直風切變?yōu)?9 m·s-1,中等強度的垂直風切變有利于組織性完好的對流風暴的發(fā)展和維持[16]。

3.2.3 抬升條件 沿大暴雨區(qū)中心點(41°N、109°E)做垂直速度的時間-高度剖面(圖5b),從19日02:00起,暴雨區(qū)開始出現上升運動,與降水從02:00之后開始發(fā)生是一致的,到19 日08:00 上升運動顯著加強;08:00—14:00整層均維持強上升運動,中高層上升運動明顯加強,強上升運動持續(xù)時間長,與19 日07:00—14:00 河套地區(qū)多站出現短時強降水相吻合,最強上升運動出現在08:00 500 hPa 左右,包頭市楊六乞卜在07:00—08:00出現大于80 mm的極端短時強降水;14:00之后,開始出現下沉運動,雨強也逐漸減小,強烈的抬升運動有利于對流暴雨的發(fā)生,其持續(xù)時間越長,暴雨強度越強。

圖5 7月19日08:00楊六乞卜站探空曲線圖(a),18日20:00—20日02:00大暴雨中心(41°N,109°E)垂直速度(等值線,單位:10-1 Pa·s-1)的時間-高度剖面(b)Fig.5 T-lnp of Huhhot at 08:00 on July 2018(a);the time-height profile of vertical velocity at the center of the heavy rain(41°N,109°E)from 20:00 on 18 to 02:00 on 20 July,2018(b)

4 中尺度對流系統(tǒng)的結構特征、發(fā)展及其觸發(fā)機制

4.1 FY-4A云圖上中尺度對流系統(tǒng)的結構特征

中尺度對流系統(tǒng)(MCS)在極端暴雨過程中是造成短時強降水的主要貢獻系統(tǒng)[10]。從高時空分辨率的FY-4A 紅外云圖演變(圖6)可以看出,先后發(fā)展的2 個MCS 造成了本次河套地區(qū)的對流暴雨過程。19日04:00(圖6a)在河套北部地區(qū)有一個較強的孤立對流云團A生成,上風方已出現20 mm·h-1的降水;06:00 之后云頂亮溫(TBB)≤-52 ℃的冷云面積逐漸增大,TBB 增強至-60 ℃以下,到08:00 其水平尺度達400~500 km,呈橢圓形分布,對流云團A逐漸加強發(fā)展為MCS,08:00—10:00 是MCS 發(fā)展最為強盛的階段,并沿陰山山脈自西向東緩慢移動,呈準靜止狀態(tài)維持在河套地區(qū)沿山一帶,其長軸方向和移動方向基本一致,形成“列車效應”,快速發(fā)展加強的MCS 造成河套沿山一帶連續(xù)出現大于20 mm·h-1以上短時強降水,尤其是在MCS上風方云團邊緣、TBB 梯度大值區(qū)處出現大于50 mm·h-1,甚至超過80 mm·h-1的極端短時強降水;12:00之后,對流云團逐漸減弱消散,降水減弱至10 mm·h-1左右。另一對流云團B于08:00在河套南部地區(qū)發(fā)展成MCS,水平尺度達300 km 左右,從08:00—16:00 自西向東移動加強,其長軸方向和移動方向基本呈垂直狀態(tài);在12:00—14:00 TBB 增強至-60 ℃以下時,在上風方TBB 梯度的大值區(qū)附近也出現了小時雨強超過20 mm,甚至50 mm 的情況,但因移動速度較快,強降水不是持續(xù)出現在同一地方,基于以上原因,降水強度不及第一階段的MCS帶來的強。2個階段MCS 從生成到減弱過程均伴隨不同強度的短時強降水天氣,在本次降水過程中持續(xù)時間達12 h 以上,造成了本次大范圍的強降水天氣,可見MCS 是強降水天氣最直接的制造者,其中大暴雨區(qū)的對流降水主要是由于第一階段對流云團MCS 沿陰山山脈移動形成的“列車效應”所產生的。

圖6 2018年7月19日04:00—14:00 FY-4A高分辨率紅外云圖云頂亮溫(彩色區(qū),單位:℃)及1 h降水量(圓點,單位:mm)的變化Fig.6 FY-4A infrared satellite TBB(color area,units:℃)and variation of hourly precipitation(dot,units:mm)from 04:00 to 14:00 on 19 July,2018

4.2 雷達回波上中尺度對流系統(tǒng)的移動特征

對流降水的大小與中尺度對流系統(tǒng)的移動速度、移動方向和強度密切相關,沿著對流系統(tǒng)移動方向降雨率高的區(qū)域尺度越大,降水系統(tǒng)移動越慢持續(xù)時間越長,越有可能出現強降水。由圖7可見,本次暴雨過程主要受東西向和南北向分布的2條帶狀回波影響。2:26開始(圖略)在大暴雨區(qū)上游西北側有分散的強回波生成,最強回波大于55 dBZ,在低層西南急流的作用下,不斷有新的強回波沿著低空急流自西南向東北方向移動;4:48(圖7a)分散的降水回波逐漸趨于合并加強,到6:48(圖7b)東西向有2 條中尺度線狀對流回波生成,東西向回波長度達300 km以上,回波強度處于35~55 dBZ之間,南北向回波開始建立,長度約為200 km,相對于東西向回波長度短強度弱,伴隨東西向2條線狀對流東移;8:02 二者已合并成東西向帶狀強回波(圖7c),中心強回波加強,回波強度處于40~60 dBZ,強回波范圍變大,降水強度加強,部分站點小時降雨量達20 mm·h-1以上,回波走向與陰山山脈基本一致,南北向回波也逐漸連成帶狀分布;從8:02—11:10,東西向帶狀強回波始終維持著緊密結構沿陰山山脈自西向東移,其西側不斷有新的對流單體生成,說明中尺度對流系統(tǒng)向西不斷傳播,呈現后向傳播特征,造成大范圍20 mm·h-1以上強降水,甚至大于50 mm·h-1的強降水;11:10 之后,東西向帶狀回波在移動過程中減弱斷裂,南北向帶狀回波持續(xù)時間較長,但移動速度相對較快。分析回波旺盛時的雷達反射率因子垂直剖面(圖7g,圖7h),8:02 和9:56 40 dBZ以上強回波中心高度均在8 km以下,具有低質心暖云降水特征;東西向帶狀回波呈現持續(xù)緊實分布的結構,低層強回波達50 dBZ 以上,可見本次大暴雨過程中,東西向帶狀回波范圍廣尺度大,回波強度強,其移動速度緩慢且移動方向與回波長軸方向基本平行,持續(xù)時間達4 h以上,強回波自西向東緩慢移動,形成顯著的“列車效應”,促進了大暴雨天氣;南北向回波雖然持續(xù)時間比東西向更長,但是移動方向與回波長軸方向垂直,且移動速度相對較快,所以造成的暴雨強度不及東西向的帶狀回波。

圖7 2018年7月19日4:48—13:38鄂爾多斯多普勒雷達組合反射率因子演變Fig.7 Variation of radar combined reflectivity factor at Erdos from 4:48 to 13:38 on 19,July 2018

4.3 中尺度對流系統(tǒng)的觸發(fā)機制

天氣尺度的上升運動通常不會直接觸發(fā)對流,觸發(fā)對流的上升運動絕大多數情況下是由中尺度系統(tǒng)提供的[26]。內蒙古河套地區(qū)地形復雜,地貌多樣,周圍環(huán)繞著山地、河流和沙漠,北有陰山山脈,海拔高度在1500~2300 m左右,南有蒙古高原,海拔高度在1300~1500 m 左右,地勢高低起伏。下面結合ERA5逐小時資料和地形分析地面風場的演變特征,本次大暴雨過程河套地區(qū)受東西向和南北向2條地面中尺度輻合線的影響。19日2:00開始,陰山山脈以南,蒙古高原以北的河套綠洲地區(qū)由東南風轉為偏東風(圖8),形成東西向的地面中尺度輻合線;4:00中尺度輻合線與陰山山脈走向基本一致,8:00陰山山脈南麓迎風坡地面風速加強,南側偏南風達10 m·s-1以上,散度場上低層輻合也明顯加強,對應雷達圖上有雷達回波發(fā)展且反射率因子逐步增大,最強反射率因子達50 dBz 以上,降水增強,小時降雨量集中在30~60 mm 左右,最大雨強可達80 mm 以上,4:00—10:00地面東西向中尺度輻合線一直在大暴雨區(qū)穩(wěn)定維持少動,散度場中的強輻合區(qū)也維持到10:00,之后伴隨東西向中尺度輻合線東移減弱,輻合中心逐漸東移,降水強度也逐漸減弱,維持在10 mm·h-1左右。南北向中尺度輻合線從4:00—8:00維持在河套上游,之后開始向東移動,持續(xù)時間較長,18:00 之前一直影響河套地區(qū),伴隨降水強度主要在10~20 mm·h-1范圍,但移動速度較快,所以產生的暴雨強度不如東西向強。

圖8 7月19日04:00—14:00地面風場(風羽,單位:m·s-1)、散度(白色虛線,單位:10-5 s-1)和地面輻合線(黑色虛線)的演變Fig.8 The variation of surface wind(barb,units:m·s-1),divergence(white dotted line,units:10-5 s-1)and convergence line(black dotted line)from 04:00 to 14:00 on 19 July,2018

綜上所述,東西向和南北向的地面中尺度輻合線與雷達帶狀回波的位置高度契合,說明本次大暴雨過程中尺度對流系統(tǒng)的主要觸發(fā)機制是地面中尺度輻合線,其形成、維持和移動促進了中尺度對流系統(tǒng)的發(fā)生發(fā)展。本次大暴雨過程還與地形作用緊密相連,大暴雨區(qū)主要位于陰山山脈南麓迎風坡區(qū),50 mm 以上的暴雨區(qū)也沿陰山山脈成帶狀分布,說明低層盛行偏南風急流進入河套地區(qū)受陰山山脈地形阻擋,一方面是山脈海拔高度高、坡度大,對偏南暖濕急流的強迫抬升作用,另一方面上游冷空氣進入大暴雨區(qū),冷暖氣流在迎風坡作用下強烈輻合進一步促進上升運動,提高了降水效率,可見河套地區(qū)的特殊地形對中尺度對流系統(tǒng)觸發(fā)提供了有利條件。本次對流暴雨與地面輻合線、陰山山脈地形抬升及低空急流的脈動等作用有密切聯系,地面中尺度輻合線是觸發(fā)中尺度對流系統(tǒng)的主要原因,中尺度輻合線與陰山山脈呈現一致的分布有利于降水的持續(xù),促使本次大暴雨的過程發(fā)生。

5 結論

本文利用常規(guī)氣象觀測資料、衛(wèi)星云圖、多普勒天氣雷達資料和再分析資料,對2018年7月19日內蒙古河套地區(qū)對流暴雨天氣的環(huán)流背景和環(huán)境場條件、中尺度對流系統(tǒng)的演變特征及觸發(fā)因子進行了詳細分析,得到以下結論:

(1)本次暴雨過程表現為雨強大、持續(xù)時間長、強降水范圍集中、對流性降水特征明顯并與地形密切相關。副熱帶高壓的穩(wěn)定維持、500 hPa 高空槽、低層切變線及西南低空急流、300 hPa高空急流和地面低壓的配合為本次對流暴雨過程提供了有利的大尺度環(huán)流背景場。

(2)低層西南急流穩(wěn)定維持提供的充足水汽輸送,假相當位溫高能舌,深厚的暖云層,大于40 ℃的K指數,高強度“瘦高型”對流有效位能,高空槽后冷平流的入侵和上干下濕的不穩(wěn)定氣層是本次過程產生強對流暴雨的有利環(huán)境條件。

(3)東西向和南北向2個先后生成的MCS共同導致本次大暴雨過程的發(fā)生,二者持續(xù)長達12 h以上,其中大暴雨區(qū)的對流暴雨主要是由于東西向MCS 沿陰山山脈緩慢移動形成的“列車效應”所產生的,20 mm·h-1以上的短時強降水出現在上風向云團邊緣TBB梯度大值區(qū)附近,降水強度與對流云團的發(fā)展程度密切相關。

(4)在強對流暴雨階段,東西向帶狀回波范圍廣、尺度大、強度強,具有低質心暖云降水特征,其移動速度緩慢且移動方向與回波長軸方向基本平行,強回波自西向東緩慢移動形成顯著的“列車效應”,造成了大暴雨區(qū)5 h 以上的連續(xù)性強降水,南北向回波雖然持續(xù)時間比東西向更長,但是移動方向與回波長軸方向垂直,且移動速度相對較快,所以造成的暴雨強度不及東西向的帶狀回波。

(5)地面中尺度輻合線是觸發(fā)中尺度對流系統(tǒng)的主要原因,河套地區(qū)的復雜地形及低空急流的脈動進一步促進了對流觸發(fā),地面中尺度輻合線與陰山山脈呈現幾乎重疊的分布有利于降水的持續(xù),促使本次對流暴雨過程的發(fā)生。

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