利用ERA-Interim及雨量和土壤水分觀測資料,對比診斷了2011年5—6月長江中下游梅汛前極旱期急轉(zhuǎn)為梅汛期洪澇的極端天氣事件的對流條件（水汽、不穩(wěn)定、抬升作用）差異及特征,并研究條件性濕位渦垂直通量（CMF）指數(shù)與暴雨之間的定量關(guān)系。結(jié)果表明:在極旱期,干冷的東北氣流控制,西太平洋副熱帶高壓偏東,低層水汽通量弱且以偏北風(fēng)輸送為主,中低層為下沉氣流,無低空急流,等θse線稀疏,邊界層抬升機(jī)制缺乏,是干旱加劇的主要因子;在梅汛期,西南氣流增強(qiáng),西太平洋副熱帶高壓西伸,低層氣流在長江地區(qū)輻合,低層水汽通量增加且轉(zhuǎn)為西南和東南風(fēng)輸送為主,伴隨高低空急流耦合和深厚的上升運(yùn)動(dòng),等θse線密集形成梅雨鋒,增強(qiáng)不穩(wěn)定暖濕空氣強(qiáng)迫抬升和垂直輸送,造成暴雨頻發(fā),引起區(qū)域性洪澇。暴雨中心600 hPa以下為負(fù)濕位渦的不穩(wěn)定層,對流不穩(wěn)定與條件性對稱不穩(wěn)定共同作用是強(qiáng)降水發(fā)生的不穩(wěn)定機(jī)制。CMF指數(shù)與旱澇變化、暴雨過程演變非常一致,在極旱（梅汛）期,CMF指數(shù)低（高）,變化平緩（劇烈）,CMF指數(shù)在暴雨開始時(shí)逐步劇增,結(jié)束時(shí)迅速減小。 

【文章來源】：熱帶氣象學(xué)報(bào). 2020,36(05)北大核心CSCD

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【圖文】：

2011年5月1日—6月30日降雨量與土壤水分體積含水量變化

2010冬季—2011年上半年長江中下游地區(qū)（110～122°E,28～34°N）降水異常偏少，1—5月總降水量區(qū)域平均僅221 mm，比1981—2010年氣候平均值（558 mm）偏少59%，引起嚴(yán)重干旱。由2011年1—5月和6月總降雨量相對于1981—2010年氣候平均值的距平百分率分布圖（圖1）可見，1—5月江淮地區(qū)大部總降雨量距平百分率在-40%以下，沿江地帶小于-60%，是60年來同期最少（圖1a）。進(jìn)入6月，天氣形勢發(fā)生重大轉(zhuǎn)變，前期少雨突變?yōu)楸┯觐l發(fā)，31°N以南地區(qū)的總降雨量距平百分率由-60%變?yōu)?0%以上，局地超過120%（圖1b）,導(dǎo)致長江中下游地區(qū)由旱災(zāi)轉(zhuǎn)入洪災(zāi)。統(tǒng)計(jì)逐日區(qū)域內(nèi)暴雨(日降水量≥50 mm)以上站點(diǎn)總數(shù)（圖2a），發(fā)現(xiàn)5月僅在11—12日和22日出現(xiàn)暴雨，分別有12站和6站，22日后降雨明顯偏弱，逐日區(qū)域平均累積雨量不足3 mm，導(dǎo)致下旬旱情加劇。進(jìn)入6月，區(qū)域性暴雨過程相繼在4—6日、9—11日、14—15日、17—19日和24—25日出現(xiàn)，暴雨站數(shù)分別為20、15、34、37和15站。這些暴雨過程的強(qiáng)降雨區(qū)重疊，降雨強(qiáng)度大，部分地區(qū)降雨量超過歷史同期記錄，引發(fā)嚴(yán)重洪澇。土壤含水量對雨量響應(yīng)滯后時(shí)間不一，但其在旱期和澇期差異明顯。旱轉(zhuǎn)澇中心區(qū)的湖口站土壤體積含水量變化顯示，表層0～10 cm土壤體積含水量對雨量響應(yīng)敏感，受5月11—12日和22日暴雨過程影響，土壤體積含水量出現(xiàn)“急增快降”特征，10—13日由0.27 m3/m3急增至0.32 m3/m3,21日快速降到0.25 m3/m3,24日重新升至0.33 m3/m3,6月3日又回到0.25 m3/m3。進(jìn)入6月，連續(xù)暴雨導(dǎo)致土壤體積含水量變化轉(zhuǎn)為“急增緩降”，5日升至0.33 m3/m3后，變幅極小地維持到30日。淺層10～20和20～30 cm與表層類似，但旱期和澇期內(nèi)變幅更小，特別是20～30 cm,6月3日之前在0.24～0.26m3/m3，之后則為0.30～0.32 m3/m3，旱澇階段非常明顯。而深層30～100 cm，由于降雨總體少，6月3日之前土壤水分體積含水量幾乎沒變，數(shù)值在0.33～0.35 m3/m3,3日后小幅躍升至0.35～0.38 m3/m3，且在區(qū)域暴雨過程期間出現(xiàn)與表層類似的急劇陡增過程（圖2b），雨量和土壤水分體積水含量變化證實(shí)了5月24日—6月3日是急轉(zhuǎn)前干旱加劇的極旱期，而6月4—20日是急轉(zhuǎn)后的梅汛期，后文我們選取這兩階段進(jìn)行對比分析。

圖2 2011年5月1日—6月30日降雨量與土壤水分體積含水量變化長江中下游區(qū)域平均的高低層風(fēng)場時(shí)間演變（圖3c、3d）也顯示，在極旱期，從地面到750 h Pa都維持東北風(fēng)，且一直持續(xù)到5月30日；在中層700～500 h Pa，除了28—29日，受北上臺風(fēng)“桑達(dá)”西側(cè)的下沉偏北氣流影響外，整個(gè)區(qū)域其它時(shí)段以偏西風(fēng)為主。在梅汛期，750 h Pa以下，則是強(qiáng)西南風(fēng)和弱的偏東風(fēng)與東北風(fēng)交替影響。對比圖2a發(fā)現(xiàn)，低層西南風(fēng)增強(qiáng)與暴雨過程對應(yīng)關(guān)系好：在暴雨過程開始前或發(fā)生期間，伴隨有低層西南風(fēng)增強(qiáng)，且向中高層延伸；當(dāng)?shù)蛯訌?qiáng)西南風(fēng)轉(zhuǎn)為弱偏東或東北風(fēng)時(shí)，暴雨停歇。另外，在700 h Pa上，暴雨發(fā)生時(shí)，往往中層有短波槽過境，與低層風(fēng)速脈動(dòng)相耦合，增強(qiáng)氣層不穩(wěn)定。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]長江中下游地區(qū)夏季強(qiáng)降水前期的三維環(huán)流結(jié)構(gòu)特征分析[J]. 方歡,原韋華,徐幼平.  大氣科學(xué). 2020(04)
[2]華北“7·19”暴雨中低渦系統(tǒng)演變及多尺度相互作用機(jī)制研究[J]. 陳碧瑩,閔錦忠.  熱帶氣象學(xué)報(bào). 2020(01)
[3]中國東部夏季風(fēng)雨帶向北推進(jìn)與條件對稱不穩(wěn)定的關(guān)系研究[J]. 黃明策,CAO Zuohao,沈新勇.  大氣科學(xué). 2019(05)
[4]長江流域一次大暴雨過程的低空急流形成和影響機(jī)制分析[J]. 吳哲珺,包云軒,朱霆,葛晶晶.  熱帶氣象學(xué)報(bào). 2019(03)
[5]高層動(dòng)力強(qiáng)迫對回流型華南暖區(qū)暴雨影響的個(gè)例研究[J]. 張亞妮,姚秀萍,于超.  熱帶氣象學(xué)報(bào). 2019(02)
[6]A Numerical Study of Mesoscale Vortex Formation in the Midlatitudes:The Role of Moist Processes[J]. Yongqiang JIANG,Yuan WANG,Chaohui CHEN,Hongrang HE,Hong HUANG.  Advances in Atmospheric Sciences. 2019(01)
[7]2016年江淮地區(qū)梅汛期首場持續(xù)性暴雨的持續(xù)原因初探[J]. 張紅華,姚秀萍,高媛,管琴,王桂臣.  熱帶氣象學(xué)報(bào). 2018(05)
[8]我國暴雨形成機(jī)理及預(yù)報(bào)方法研究進(jìn)展[J]. 高守亭,周玉淑,冉令坤.  大氣科學(xué). 2018(04)
[9]長江中下游地區(qū)2011年冬春連旱及2013年夏季高溫干旱環(huán)流特征及其與Rossby波活動(dòng)的聯(lián)系對比分析[J]. 許金萍,王文,蔡曉軍,許志麗,許金星.  熱帶氣象學(xué)報(bào). 2017(06)
[10]梅雨鋒強(qiáng)降水與低空急流日變化的觀測分析和數(shù)值模擬[J]. 周靜,鄭永駿,苗春生,羅亞麗.  熱帶氣象學(xué)報(bào). 2017(05)



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