7.2 中尺度系统
中尺度系统是中尺度天气现象的制造者和输送者。影响中尺度系统的形成机制有两种:一种主要是由非均匀性质下垫面引起强迫作用的结果,如山地背风波、背风槽和中尺度低压等;另一种主要是由大气内部过程产生出来的,如高空急流锋和中尺度雨带等。
中尺度系统的分类方法很多,不同的人有不同的分类方法,本章主要讨论和暴雨及强对流天气联系的几种中尺度系统
7.2.1 中尺度雨团
在一次较大范围的强降水区中,可能镶嵌有中α尺度雨带(通称中尺度雨带),中尺度雨带中含有中β尺度雨团(通称中尺度雨团)。一次暴雨过程中,可能出现两条或两条以上的中尺度雨带及多个中尺度雨团活动,它们是造成暴雨天气的重要成员。中尺度雨团有如下基本特征:
(1)水平尺度小,通常不超过200km。
(2)生命期短,一般在10小时以内。
(3)低空辐合强,对流层低层水平散度量级达10-4s-1。
(4)多次发生,一次强降水过程中可出现多个中尺度雨团。
(5)降水强度大,1小时降水量可达50mm以上。
(6)两种动态:移动性和准静止性。多数中尺度雨团是移动性的。
通过对1981、1983年江淮地区梅雨期10次移动性中尺度雨团的合成分析,得到如图7.1所示雨团发展强盛阶段的合成流场,由图可见,近地面层(300m)存在两种尺度的流场特征:一种是范围较大的环境场的低压槽前,雨团位于槽前西南气流区中;另一种是镶嵌于西南气流区中范围较小的中尺度扰动。雨团区两侧扰动形式不同,其前方为反气旋性扰动,后方为气旋性扰动,并呈涡旋状态。这种扰动特征在边界层内明显,850hPa层上已无反映。在对流层中层(500hPa),雨团位于西风带短波槽前,对流层高层(200hPa),雨团区流场呈反气旋性弯曲,并位于高空急流右后象限辐散区中,构成中低层辐合、高层辐散有利于雨团发展的动力机制。
图7.2是在雨团移动方向上,近地面层水平散度和涡度的分布。图中显示出二者的位相并不一致,前者落后于后者,雨团位于反气旋性涡度区之后、气旋性涡度区之前,即槽后脊前的强辐合上升区中。这种特征和非地转的重力惯性波结构吻合,表明梅雨期移动性的中尺度雨团在低层具有惯性重力波特性。