張雪蓉 李曉容 廖一帆 王宏斌 濮梅娟

(1 中國(guó)氣象局交通氣象重點(diǎn)開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室， 南京 210041;2 南京氣象科技創(chuàng)新研究院， 南京 210041; 3 江蘇省氣象科學(xué)研究所，南京 210041;4 高原與盆地暴雨旱澇災(zāi)害四川省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室， 成都 610072; 5 南充市氣象局， 四川 南充 637000;6 南京信息工程大學(xué)， 南京 210044;7 江蘇省氣象臺(tái)， 南京 210041)

引 言

江淮切變線導(dǎo)致的暴雨過(guò)程是長(zhǎng)江流域梅雨期主要災(zāi)害性天氣，一直是氣象工作者關(guān)注和研究的重點(diǎn)。江淮切變線是緯向風(fēng)氣旋式切變形成渦層的表現(xiàn)形式[1]。切變線附近不斷有中尺度系統(tǒng)發(fā)生發(fā)展，其中一部分中尺度系統(tǒng)達(dá)到了很強(qiáng)烈的程度，引發(fā)強(qiáng)降水[2]。切變線上類似“渦街式”的中尺度低值系統(tǒng)常引發(fā)強(qiáng)降水。切變線上渦層不穩(wěn)定，高低空正渦度中心的疊加和耦合是切變線上低渦持續(xù)發(fā)展的一種動(dòng)力學(xué)機(jī)制[3-4]。沿切變線走向有一條中尺度渦管，波峰處有較強(qiáng)的經(jīng)向環(huán)流，強(qiáng)降水位于波峰附近的經(jīng)向垂直環(huán)流之下[5]。切變線南側(cè)強(qiáng)烈的輻合和抬升運(yùn)動(dòng)，對(duì)降水的形成十分重要[6]。切變線暴雨的落區(qū)和強(qiáng)度與高低空急流的位置及強(qiáng)度密切相關(guān)，高低空急流耦合激發(fā)深厚的上升運(yùn)動(dòng)，而上升運(yùn)動(dòng)加強(qiáng)是暴雨發(fā)生發(fā)展和降水量增幅的一種重要物理機(jī)制[7]。切變線暴雨強(qiáng)度受高層冷空氣的影響更大，低層暖濕氣流與高層干冷空氣構(gòu)成不穩(wěn)定層結(jié)，使大量暖濕空氣得以抬升凝結(jié)并最終產(chǎn)生降水[8]。夏季江淮流域切變線、低渦和低空急流是暴雨頻發(fā)的重要條件，三者配合最終導(dǎo)致暴雨的產(chǎn)生和加強(qiáng)[9-10]。

切變線上的水汽輻合與梅雨降水有直接關(guān)系[11]，濕空氣的抬升凝結(jié)可使低層急流軸向上抬升[12]，水汽凝結(jié)可使鋒區(qū)垂直運(yùn)動(dòng)顯著增強(qiáng)[13]。數(shù)值試驗(yàn)表明，將初始場(chǎng)中印度洋—孟加拉灣高濕中心減弱，則江淮地區(qū)降水減少[14-15]。針對(duì)2006年強(qiáng)熱帶風(fēng)暴“Bilis”降水過(guò)程的數(shù)值試驗(yàn)分析發(fā)現(xiàn)，無(wú)論水汽輸送強(qiáng)或弱，降水均對(duì)850 hPa水汽初值最為敏感[16]，而凝結(jié)潛熱的釋放有助于觸發(fā)強(qiáng)對(duì)流活動(dòng)，使降水增幅[17]。對(duì)梅汛期江淮切變線暴雨與非暴雨演變過(guò)程的合成分析表明，切變線南側(cè)熱力不穩(wěn)定條件較好，有利于中尺度系統(tǒng)發(fā)生發(fā)展[18]。

2010年7月12—13日，我國(guó)蘇皖地區(qū)出現(xiàn)了入梅以來(lái)最強(qiáng)的一次大暴雨過(guò)程，影響江蘇省的大暴雨區(qū)域主要位于沿江、蘇南地區(qū)，暴雨中心泰州姜堰日降水量達(dá)228 mm，江淮切變線發(fā)展、高空槽東移、高低空急流耦合為暴雨發(fā)生提供了十分有利的環(huán)流背景。本文采用WRF V3.3模式，對(duì)此次大暴雨過(guò)程進(jìn)行數(shù)值模擬，探討水汽變化對(duì)暴雨發(fā)生和降水量增幅的作用機(jī)理，為此類暴雨預(yù)報(bào)和氣象防災(zāi)減災(zāi)提供參考依據(jù)。

1 模式及試驗(yàn)方案設(shè)計(jì)

1.1 模式簡(jiǎn)介

模式選用WRF V3.3版本，微物理過(guò)程方案為Ferrier，積云參數(shù)化選用Betts-Miller-Janjic方案，陸面過(guò)程采用Noah方案，長(zhǎng)波輻射方案為rrtm，短波輻射方案為Dudhia，近地面層采用Monin-Obukhov方案，邊界層采用YSU方案。模擬區(qū)域如圖1所示，采用內(nèi)外兩層嵌套網(wǎng)格，垂直層數(shù)27，細(xì)網(wǎng)格中心為(30°N， 110°E)，格點(diǎn)數(shù)為295×271，格距為10 km；粗網(wǎng)格中心為(30°N， 105°E)，格點(diǎn)數(shù)為140×127，格距為30 km。模式初始場(chǎng)和側(cè)邊界條件采用NCEP/NCAR全球客觀再分析資料，時(shí)間間隔為6 h、水平分辨率為1°×1°，側(cè)邊界采用時(shí)變松弛方案。模式積分開(kāi)始時(shí)間為2010年7月11日20時(shí)(北京時(shí)，下同)，累計(jì)積分36 h。粗、細(xì)網(wǎng)格模擬試驗(yàn)輸出結(jié)果分別間隔3 h和1 h。

圖1 數(shù)值模擬區(qū)域Fig.1 The area of numerical simulation

圖2 2010年7月12日08時(shí)850 hPa風(fēng)場(chǎng)和相對(duì)濕度(其中深紅色實(shí)線表示850 hPa切變線; 風(fēng)羽單位: m·s-1; 陰影表示相對(duì)濕度， 單位: %): (a)實(shí)況;(b)控制試驗(yàn)Fig.2 Wind (wind barb， unit: m·s-1) and relative humidity (shaded， unit: %) at 850 hPa at 08∶00 BST on July 12， 2010(The dark red lines represent shear lines at 850 hPa): (a) observation; (b)control experiment

1.2 控制試驗(yàn)?zāi)M結(jié)果

控制試驗(yàn)?zāi)M所得36 h降水、高度場(chǎng)、風(fēng)場(chǎng)等均與實(shí)況基本一致，圖2為實(shí)況和控制試驗(yàn)細(xì)網(wǎng)格模擬所得850 hPa風(fēng)場(chǎng)和相對(duì)濕度場(chǎng)，可以看出模擬所得切變線及其南側(cè)西南風(fēng)急流位置、形態(tài)均與實(shí)況場(chǎng)較為吻合，且相對(duì)濕度(Relative Humidity，RH)水平(圖2)及垂直分布也較為一致，可見(jiàn)模式對(duì)本次暴雨過(guò)程模擬能力較強(qiáng)，可以用于敏感性試驗(yàn)研究。

1.3 敏感性試驗(yàn)方案設(shè)計(jì)

江淮切變線暴雨水汽對(duì)降水的影響主要取決于切變線南側(cè)水汽供應(yīng)的變化，其中水汽強(qiáng)度、垂直厚度以及輸送位置對(duì)降水的影響是本文關(guān)注的重點(diǎn)。將控制試驗(yàn)(表1中試驗(yàn)編號(hào)1)

表1 2010年7月12日05時(shí)—13日05時(shí)控制試驗(yàn)(試驗(yàn)1)和敏感性試驗(yàn)(試驗(yàn)2—9)模擬得到的江蘇境內(nèi) (或離江蘇最近)的24 h累計(jì)降水量中心值及其中心經(jīng)緯度比較Table 1 Comparison of the maximum 24 h accumulated precipitation from 05∶00 BST on 12 to 05∶00 BST on 13 July 2010 and corresponding central locations in Jiangsu (or nearest to Jiangsu) of control (experiment 1) and sensitivity experiments (experiment 2-9)

初始場(chǎng)中切變線南側(cè)垂直各層次上相對(duì)濕度大于80%(即RH大于80%)的區(qū)域定義為高濕區(qū)，且由于10 ～12 km以下水汽約占大氣水汽總量的99%，可以認(rèn)為對(duì)流層絕大部分水汽主要分布在1 000 ～ 300 hPa，因此，敏感性試驗(yàn)基于改變模式初始場(chǎng)切變線南側(cè)1 000～300 hPa之間不同層次、不同厚度高濕區(qū)相對(duì)濕度的大小及高濕區(qū)位置設(shè)計(jì)8種敏感性試驗(yàn)方案(表1中試驗(yàn)編號(hào)2—9)，用于模擬分析切變線南側(cè)水汽變化對(duì)暴雨過(guò)程的影響。

2 水汽變化對(duì)暴雨影響的數(shù)值試驗(yàn)分析

水汽變化對(duì)暴雨影響的敏感性試驗(yàn)重點(diǎn)分析12日05時(shí)—13日50時(shí)江蘇沿江蘇南的強(qiáng)降水時(shí)段，對(duì)流層水汽垂直厚度、強(qiáng)度和輸送位置變化對(duì)暴雨的影響。

2.1 水汽垂直厚度及強(qiáng)度變化對(duì)降水強(qiáng)度及雨帶分布影響的數(shù)值試驗(yàn)

控制試驗(yàn)?zāi)M所得12日05時(shí)—13日05時(shí)累計(jì)降水(圖3a)分布和強(qiáng)度與實(shí)況均較為吻合，其中降水中心值180.9 mm位于(32.3°N， 120.4°E)，如表1所示，與姜堰、海安等地實(shí)況大暴雨區(qū)域相對(duì)應(yīng)。

分析水汽垂直厚度和強(qiáng)度變化對(duì)降水的影響，設(shè)計(jì)了3種敏感性試驗(yàn)(表1中試驗(yàn)編號(hào)2—4)。試驗(yàn)2將模式初始場(chǎng)切變線南側(cè)400 ～ 300 hPa高濕區(qū)RH乘以0.5(即將對(duì)流層高層水汽強(qiáng)度減弱一半)，模擬的雨帶走向、暴雨和大暴雨區(qū)域分布(圖3b)與控制試驗(yàn)(圖3a)最為接近，江蘇境內(nèi)24 h累計(jì)降水量中心值(下稱暴雨降水量中心值)為177.5 mm，與控制試驗(yàn)暴雨降水量中心值(表1中試驗(yàn)編號(hào)1)僅相差3.4 mm，降水中心與控制試驗(yàn)相距0.1個(gè)緯距、0.7個(gè)經(jīng)距。試驗(yàn)3將模式初始場(chǎng)切變線南側(cè)700～300 hPa高濕區(qū)RH乘以0.5(即將對(duì)流層中低層到高層的水汽強(qiáng)度減弱一半)，模擬的雨帶分布較控制試驗(yàn)結(jié)果發(fā)生明顯變化，暴雨和大暴雨區(qū)域顯著縮小至江蘇境內(nèi)(圖3c)，但暴雨降水量中心值與控制試驗(yàn)僅相差7.9 mm，降水中心緯度與控制試驗(yàn)相同，經(jīng)度偏東0.7個(gè)經(jīng)距。試驗(yàn)4將模式初始場(chǎng)切變線南側(cè)850～300 hPa高濕區(qū)RH乘以0.5(即將對(duì)流層低層至高層的水汽強(qiáng)度減弱一半)，降水強(qiáng)度和雨帶分布與控制試驗(yàn)完全不同，雨帶明顯收縮且主要分布在距離切變線較遠(yuǎn)的安徽和浙江交界一線，交界處暴雨降水量中心值僅為55.5 mm(圖3d)，較控制試驗(yàn)下降了125.4 mm(減少了69.3%)，江蘇境內(nèi)暴雨區(qū)消失，沿江以西僅存小塊中雨區(qū)域，降水量為14.7 mm。

上述結(jié)果表明，將對(duì)流層高層(400 ～ 300 hPa)的水汽減弱，對(duì)降水強(qiáng)度和雨帶分布影響較小，這也符合90%的水汽分布在500 hPa以下的特征[19]；將對(duì)流層中低層到高層(700 ～ 300 hPa)的水汽減弱，暴雨降水量中心值和位置變化不明顯，但是整體降水強(qiáng)度及雨帶分布發(fā)生了明顯變化，暴雨和大暴雨區(qū)域顯著向東縮??；將對(duì)流層低層至高層(850 ～ 300 hPa)水汽減弱后，降水強(qiáng)度及雨帶分布發(fā)生徹底變化，雨帶明顯收縮南移遠(yuǎn)離切變線，暴雨區(qū)僅零星分布，大暴雨區(qū)全部消失，江蘇境內(nèi)僅存小塊中雨區(qū)域。可見(jiàn)，對(duì)流層高層水汽占比小，對(duì)降水影響較小，而越接近對(duì)流層低層，水汽占比越大，對(duì)降水影響越明顯。從對(duì)流層高層至低層減弱不同層次之間的水汽強(qiáng)度，相當(dāng)于同時(shí)降低了水汽柱的垂直厚度，而降水隨之減小說(shuō)明水汽強(qiáng)度愈強(qiáng)，水汽柱愈深厚則降水強(qiáng)度越強(qiáng)，雨帶越寬廣。

2.2 低層水汽強(qiáng)度變化對(duì)降水強(qiáng)度及雨帶分布影響的數(shù)值試驗(yàn)

有研究指出850 hPa水汽對(duì)降水影響最大[20-21]。本文針對(duì)850 hPa水汽強(qiáng)度變化設(shè)計(jì)了3種敏感性試驗(yàn)方案(表1中試驗(yàn)編號(hào)5—7)。試驗(yàn)5將模式初始場(chǎng)切變線南側(cè)850 hPa高濕區(qū)RH乘以0.2(水汽強(qiáng)度減弱80%)，原本沿切變線呈準(zhǔn)東西連續(xù)帶狀分布的大暴雨區(qū)在江蘇境內(nèi)(32°N， 120°E)附近斷裂，江蘇境內(nèi)暴雨降水量中心值較控制試驗(yàn)下降了60.9 mm(減少33.7%)，降水中心偏南、偏東各0.3個(gè)經(jīng)緯距，暴雨區(qū)南緣隨整體雨帶分布一起向北往切變線收窄縮小(圖3e)。試驗(yàn)6將模式初始場(chǎng)切變線南側(cè)850 hPa高濕區(qū)RH乘以0.5(水汽強(qiáng)度減弱50%)，模擬所得大暴雨雨帶仍十分狹窄細(xì)長(zhǎng)，南北寬度不超過(guò)0.4個(gè)緯距，但不像試驗(yàn)5那樣在中間明顯斷開(kāi)，江蘇境內(nèi)暴雨降水量中心值較控制試驗(yàn)減少30.6%，降水中心位置與控制試驗(yàn)差別不大(圖3f)。試驗(yàn)7將模式初始場(chǎng)切變線南側(cè)850 hPa高濕區(qū)RH乘以0.8(水汽強(qiáng)度減弱20%)，雨帶分布雖然較控制試驗(yàn)也有一定變化，但由于試驗(yàn)7是3個(gè)敏感性試驗(yàn)中對(duì)850 hPa單層水汽強(qiáng)度減弱最小的，模擬所得降水強(qiáng)度和雨帶分布與控制試驗(yàn)差異最小，江蘇境內(nèi)大暴雨區(qū)呈東西連續(xù)帶狀分布且南北寬度與控制試驗(yàn)相當(dāng)，出現(xiàn)了150 mm以上的暴雨降水量中心值(較控制試驗(yàn)減少16.5%)，降水中心位置較控制試驗(yàn)略偏西偏南(圖3g)。比較試驗(yàn)5—7的降水量分布發(fā)現(xiàn)，3個(gè)試驗(yàn)的大暴雨區(qū)域存在明顯差異，但是暴雨區(qū)域分布的差異并不大，反映出850 hPa水汽強(qiáng)度的變化對(duì)100 mm以上大暴雨量級(jí)的降水影響明顯，對(duì)暴雨及以下量級(jí)降水的雨帶分布影響稍弱(圖3e—g)。

上述結(jié)果表明，減弱850 hPa水汽強(qiáng)度對(duì)大暴雨量級(jí)的降水影響較大，對(duì)暴雨及以下量級(jí)降水的雨帶分布影響不明顯。模式初始場(chǎng)850 hPa水汽強(qiáng)度減弱越多則模擬所得大暴雨降水量中心值減少越多，大暴雨雨帶越狹窄細(xì)長(zhǎng)甚至出現(xiàn)斷裂，可見(jiàn)若850 hPa水汽強(qiáng)度越強(qiáng)，則降水強(qiáng)度越強(qiáng)，且強(qiáng)降水區(qū)域越連續(xù)寬廣。此外，對(duì)比試驗(yàn)5、6與試驗(yàn)4發(fā)現(xiàn)，中層水汽對(duì)整體雨帶形態(tài)的維持起著重要作用(與試驗(yàn)3模擬結(jié)論相符)，而低層單層水汽強(qiáng)度的大幅減弱并不會(huì)徹底改變降水的雨帶分布，主要是對(duì)暴雨降水量中心的強(qiáng)度存在影響。

2.3 對(duì)流層水汽水平輸送位置變化對(duì)降水強(qiáng)度及雨帶分布影響的數(shù)值試驗(yàn)

分析對(duì)流層整層水汽水平輸送位置對(duì)降水強(qiáng)度和雨帶分布的影響，設(shè)計(jì)了2種敏感性試驗(yàn)方案(表1中試驗(yàn)編號(hào)8—9)。試驗(yàn)8將模式初始場(chǎng)切變線南側(cè)1 000 ～ 300 hPa高濕區(qū)南移3個(gè)緯距(即將對(duì)流層整層水汽輸送位置較切變線位置南移3個(gè)緯距)，模擬所得雨帶分布和走向與控制試驗(yàn)較為接近，但降水強(qiáng)度發(fā)生了明顯變化，暴雨區(qū)域?qū)挾仁照?，大暴雨區(qū)域明顯向西南收縮變小，分布在安徽境內(nèi)，暴雨降水量中心值為115 mm，較控制試驗(yàn)下降了65.9 mm(降水量減少了36.4%)，降水中心偏南0.9個(gè)緯距、偏西2.7個(gè)經(jīng)距，而江蘇境內(nèi)大暴雨區(qū)消失，24 h最大降水量?jī)H為80 mm (圖3h)。試驗(yàn)9將模式初始場(chǎng)切變線南側(cè)1 000 ～ 300 hPa高濕區(qū)南移6個(gè)緯距(即將對(duì)流層整層水汽輸送位置較切變線位置南移6個(gè)緯距)，雨帶分布和降水強(qiáng)度的模擬結(jié)果與控制試驗(yàn)完全不同，原本沿切變線走向呈準(zhǔn)東西連續(xù)帶狀分布的雨帶，分裂為若干塊狀不規(guī)則雨區(qū)，各塊狀雨區(qū)均未出現(xiàn)大暴雨，較大的降水中心值分別為60 mm和57 mm(圖3i)。

圖3 2010年7月12日05時(shí)—13日05時(shí)(a)控制試驗(yàn)和(b—i)敏感性試驗(yàn)的24 h累計(jì)降水量(陰影， 單位：mm): (b)試驗(yàn)2; (c)試驗(yàn)3; (d)試驗(yàn)4; (e)試驗(yàn)5; (f)試驗(yàn)6; (g)試驗(yàn)7; (h)試驗(yàn)8; (i)試驗(yàn)9Fig.3 24 h accumulated precipitation of (a) control and (b-i) sensitivity experiments from 05∶00 BST on 12 to 05∶00 BST on 13 July 2010 (shaded， unit: mm): (b) experiment 2; (c) experiment 3; (d) experiment 4; (e) experiment 5; (f) experiment 6; (g) experiment 7; (h) experiment 8; (i) experiment 9

上述結(jié)果表明水汽水平輸送位置較切變線位置南移，改變了切變線輻合抬升與水汽配合的條件和時(shí)機(jī)，影響降水的發(fā)展增強(qiáng)，水汽水平輸送至切變線的距離越遠(yuǎn)，水汽在輸送過(guò)程中能量耗散越多，降水強(qiáng)度減弱越多，雨帶收縮斷裂越明顯?？梢?jiàn)，水汽供應(yīng)越充足，輸送位置離切變線越近，切變線的輻合上升動(dòng)力條件與輸送而來(lái)的水汽條件的配合就越好，越有利于暴雨的發(fā)生發(fā)展。

3 水汽變化影響暴雨的成因分析

3.1 水汽變化對(duì)流場(chǎng)和風(fēng)場(chǎng)的影響

暴雨的形成需要同時(shí)具備充足的水汽供應(yīng)和強(qiáng)烈的上升運(yùn)動(dòng)，江淮切變線暴雨的水汽供應(yīng)主要依靠切變線南側(cè)的低空急流輸送，上升運(yùn)動(dòng)由低空切變線氣旋性輻合提供動(dòng)力條件。下文重點(diǎn)分析水汽變化對(duì)850 hPa切變線及其南側(cè)低空急流的影響，以剖析水汽變化影響暴雨的動(dòng)力因素。

本次降水過(guò)程，850 hPa實(shí)況流場(chǎng)上江淮切變線及其南側(cè)西南風(fēng)低空急流由安徽不斷東移發(fā)展影響江蘇，控制試驗(yàn)?zāi)M所得切變線及其南側(cè)低空急流發(fā)展過(guò)程與實(shí)況基本一致(圖4a)，模擬開(kāi)始時(shí)(11日20時(shí))切變線東西向橫跨湖北、河南和安徽省，尚未進(jìn)入江蘇境內(nèi)，切變線南側(cè)低空急流中心位于安徽南部，急流核風(fēng)速為14.0 m·s-1，隨后切變線東移發(fā)展，西南急流逐漸增強(qiáng)，12日02時(shí)切變線從江蘇西部沿江地區(qū)進(jìn)入，12日08時(shí)前后，江蘇境內(nèi)切變線發(fā)展達(dá)到最強(qiáng)，南側(cè)低空急流核風(fēng)速增強(qiáng)至16.0 m·s-1(圖4b)，江蘇境內(nèi)降雨強(qiáng)度相應(yīng)達(dá)到最強(qiáng)，此后，切變線及低空急流逐漸減弱并東移入海，不再影響江蘇。

敏感性試驗(yàn)2—4改變了模式初始場(chǎng)切變線南側(cè)水汽的垂直厚度和強(qiáng)度，其中試驗(yàn)2模擬得到的850 hPa流場(chǎng)演變(圖4b)與控制試驗(yàn)流場(chǎng)(圖4a)最為接近，高層水汽強(qiáng)度的減弱對(duì)850 hPa上切變線的影響不明顯。試驗(yàn)3模擬得到的流場(chǎng)分布與控制試驗(yàn)結(jié)果發(fā)展過(guò)程明顯不同，850 hPa上切變線發(fā)展增強(qiáng)十分緩慢，模擬至12日08時(shí)切變線兩側(cè)風(fēng)場(chǎng)氣旋式切變?nèi)匀缓苋?圖4c)，12日11—15時(shí)，才開(kāi)始有低渦結(jié)構(gòu)出現(xiàn)于切變線上影響江蘇，而切變線南側(cè)西南風(fēng)急流于12日11時(shí)前緩慢發(fā)展東移但急流核強(qiáng)度明顯弱于控制試驗(yàn)，12日11時(shí)后西南氣流明顯減弱，江蘇境內(nèi)基本均在10.0 m·s-1以下。試驗(yàn)4至模擬結(jié)束，850 hPa切變線都未得到充分發(fā)展，12日02時(shí)前后切變形勢(shì)就開(kāi)始減弱，12日08時(shí)切變形勢(shì)較之前更為松散并仍在不斷減弱過(guò)程中(圖4d)，至12日14時(shí)已完全消失，江蘇境內(nèi)為一致的西南氣流，風(fēng)速減弱至6.0 m·s-1以下，至切變形勢(shì)消失始終未有低渦生成。

敏感性試驗(yàn)5—7改變了850 hPa水汽強(qiáng)度，模擬得到的850 hPa流場(chǎng)演變趨勢(shì)與控制試驗(yàn)(圖4a)均較為相似，切變線及切變線上低渦的發(fā)展過(guò)程及移動(dòng)方向也大體一致，切變形勢(shì)均于12日02時(shí)前后在沿江地區(qū)開(kāi)始顯著增強(qiáng)，而850 hPa水汽強(qiáng)度越強(qiáng)，則切變線南側(cè)西南風(fēng)速越大、北側(cè)偏北風(fēng)分量越明顯，切變輻合形勢(shì)越劇烈(圖4e—g)。3個(gè)敏感性試驗(yàn)中，試驗(yàn)5模擬得到的切變線南側(cè)西南風(fēng)強(qiáng)度最弱，急流核離切變線最遠(yuǎn)，切變線及切變線上低渦活躍程度最低，試驗(yàn)6其次。而試驗(yàn)7模擬的切變線南側(cè)西南風(fēng)急流最強(qiáng)，風(fēng)速超過(guò)16 m·s-1的急流核一直沿東西走向緊貼切變線發(fā)展，并有多個(gè)低渦沿切變線生成自西向東排列。

圖4 2010年7月12日08時(shí)控制試驗(yàn)(a)和敏感性試驗(yàn)(b—i)的850 hPa流場(chǎng)和風(fēng)速(其中綠色陰影表示850 hPa風(fēng)速，單位: m·s-1):(b)試驗(yàn)2; (c)試驗(yàn)3; (d)試驗(yàn)4; (e)試驗(yàn)5; (f)試驗(yàn)6; (g)試驗(yàn)7; (h)試驗(yàn)8; (i)試驗(yàn)9Fig.4 850 hPa wind streamline of (a) control and (b-i) sensitivity experiments at 08∶00 BST on 12 July 2010(Green shadings represent wind speed at 850 hPa，unit: m·s-1): (b) experiment 2; (c) experiment 3; (d) experiment 4;(e) experiment 5; (f) experiment 6; (g) experiment 7; (h) experiment 8; (i) experiment 9

敏感性試驗(yàn)8—9改變了對(duì)流層整層水汽水平輸送的位置，試驗(yàn)8模擬得到的850 hPa流場(chǎng)演變趨勢(shì)較控制試驗(yàn)(圖4a)發(fā)生了明顯變化，模擬開(kāi)始后，切變形勢(shì)增強(qiáng)及東移均十分緩慢，切變線南側(cè)急流幾乎沒(méi)有發(fā)展，12日02時(shí)開(kāi)始，尚未充分發(fā)展的弱切變線轉(zhuǎn)而快速減弱，切變形勢(shì)愈發(fā)松散，原本位于安徽西南部的急流核開(kāi)始隨低空急流發(fā)展向江蘇安徽兩省沿江交界處伸展增強(qiáng)，12日08時(shí)急流核風(fēng)速達(dá)16.0 m·s-1，偏南急流輸送而來(lái)的水汽使切變形勢(shì)突然于沿江一線短暫發(fā)展增強(qiáng)(圖4h)，14時(shí)后切變形勢(shì)減弱。試驗(yàn)9對(duì)流層整層水汽水平輸送更偏南，12日02時(shí)弱切變形勢(shì)尚未對(duì)江蘇造成顯著影響就開(kāi)始減弱，至模擬結(jié)束切變線都未得到充分發(fā)展。

綜上，改變模式初始場(chǎng)切變線南側(cè)的水汽強(qiáng)度、垂直厚度及輸送位置，均會(huì)對(duì)水平流場(chǎng)上切變線及其南側(cè)低空急流的強(qiáng)度發(fā)展和分布變化產(chǎn)生影響，切變線南側(cè)水汽供應(yīng)越充足、水汽強(qiáng)度越強(qiáng)、水汽柱愈深厚、輸送位置離切變線越近，切變線及其南側(cè)西南急流發(fā)展越充分，切變線上低渦越活躍(圖4)，相應(yīng)降水強(qiáng)度越強(qiáng)、雨帶分布越寬闊連續(xù)(圖3)，小時(shí)降水量峰值的出現(xiàn)與切變線、切變線上低渦以及南側(cè)低空急流發(fā)展增強(qiáng)階段相對(duì)應(yīng)(圖6)。

3.2 水汽變化對(duì)高低空散度和上升運(yùn)動(dòng)的影響

高層輻散與低層輻合是上升運(yùn)動(dòng)維持和加強(qiáng)，繼而引發(fā)大暴雨的有利動(dòng)力機(jī)制[22]，而水汽條件的變化通過(guò)凝結(jié)潛熱釋放對(duì)上升運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生直接影響的同時(shí)，也會(huì)反饋在高低空散度及其耦合位置的變化上，從而共同改變降水強(qiáng)度和雨帶分布。在此沿控制試驗(yàn)和各敏感性試驗(yàn)?zāi)M所得暴雨中心所在經(jīng)度(表1)，對(duì)比分析本次大暴雨過(guò)程各試驗(yàn)的時(shí)間平均散度及時(shí)間平均垂直上升速度(圖5)。

控制試驗(yàn)?zāi)M所得大暴雨中心上空，時(shí)間平均低層輻合(下稱低層輻合)強(qiáng)度達(dá)-8×10-5s-1，輻合區(qū)一直向上伸展到600 hPa，時(shí)間平均高層輻散(下稱高層輻散)強(qiáng)度達(dá)-4×10-5s-1，高層輻散與低層輻合耦合于32.3°N附近，對(duì)應(yīng)32° ～ 32.5°N的垂直上升運(yùn)動(dòng)區(qū)，時(shí)間平均垂直上升速度(下稱垂直上升速度)大值中心于大暴雨中心上空600 hPa附近達(dá)0.24 m·s-1，可見(jiàn)原水汽條件下，相應(yīng)的垂直上升運(yùn)動(dòng)及高低空散度耦合為大暴雨發(fā)生提供了有利動(dòng)力條件(圖5a)。

敏感性試驗(yàn)2—4改變了模式初始場(chǎng)切變線南側(cè)水汽的垂直厚度和強(qiáng)度，其中試驗(yàn)2模擬所得大暴雨中心上空高層輻散和低層輻合耦合位置(32.2°N附近)和對(duì)應(yīng)的垂直上升運(yùn)動(dòng)區(qū)分布在32°～ 32.5°N之間，與控制試驗(yàn)基本一致，故試驗(yàn)2大暴雨中心位置及整體雨帶分布與控制試驗(yàn)非常接近，但大暴雨中心上空高低空散度和上升運(yùn)動(dòng)的強(qiáng)度均較控制試驗(yàn)明顯增強(qiáng)，高低空散度分別達(dá)12×10-5s-1和-12×10-5s-1，垂直上升速度大值區(qū)由600 hPa向上伸展至200 hPa，并于300 hPa附近達(dá)最大值0.55 m·s-1(圖5b)，這是因?yàn)樵囼?yàn)2將對(duì)流層高層水汽強(qiáng)度減弱一半，加強(qiáng)了大氣垂直方向上“低層暖濕、高層干冷”的對(duì)流不穩(wěn)定性，使得垂直上升運(yùn)動(dòng)和高低空散度均相應(yīng)增強(qiáng)，但由于試驗(yàn)2的水汽供應(yīng)條件與控制試驗(yàn)相差不大，故模擬所得降水中心量級(jí)與控制試驗(yàn)相當(dāng)。試驗(yàn)3模擬所得大暴雨中心上空高低空散度同控制試驗(yàn)一樣耦合于32.3°N附近，強(qiáng)度分別達(dá)6×10-5s-1和-4×10-5s-1，低層輻合明顯減弱，對(duì)應(yīng)的垂直上升運(yùn)動(dòng)區(qū)收縮至以32.3°N為中心的0.5個(gè)緯距內(nèi)，垂直上升速度大值區(qū)也較控制試驗(yàn)明顯縮小，上升速度中心值位于500 hPa附近，強(qiáng)度下降至0.2 m·s-1(圖5c)，故試驗(yàn)3大暴雨中心值略有下降，暴雨和大暴雨區(qū)域明顯收縮。試驗(yàn)4模擬所得高低空散度分別減弱為2×10-5s-1和-4×10-5s-1，耦合位置(30.2°N)也較控制試驗(yàn)?zāi)弦萍s2個(gè)緯距，對(duì)應(yīng)的垂直上升運(yùn)動(dòng)也顯著減弱，中心值僅達(dá)0.09 m·s-1(圖5d)，故試驗(yàn)4模擬所得暴雨降水量中心值及其位置較控制試驗(yàn)發(fā)生徹底變化，降水中心值顯著減小，雨帶也明顯收縮南移。

敏感性試驗(yàn)5—7改變了850 hPa水汽強(qiáng)度，模擬所得高低空散度耦合位置均在32°N附近，對(duì)應(yīng)的垂直上升運(yùn)動(dòng)區(qū)也與控制試驗(yàn)一樣分布在以32°N為中心的一個(gè)緯距內(nèi)(圖5e—g)，故試驗(yàn)5—7模擬得到的大暴雨中心位置及雨帶整體形態(tài)與控制試驗(yàn)均較為接近。但850 hPa水汽強(qiáng)度的改變，令高低空散度的發(fā)展耦合及垂直上升速度產(chǎn)生了相應(yīng)變化，除試驗(yàn)7低層輻合強(qiáng)度達(dá)-10-5s-1稍強(qiáng)于控制試驗(yàn)外，試驗(yàn)5和試驗(yàn)6的輻合和輻散中心值均與控制試驗(yàn)差別不大，但分析發(fā)現(xiàn)850 hPa水汽強(qiáng)度越強(qiáng)，則低層輻合中心向上伸展愈高，高層輻散中心向下伸展愈低，高低空散度發(fā)展耦合愈充分，相應(yīng)的垂直上升運(yùn)動(dòng)愈強(qiáng)，對(duì)應(yīng)的大暴雨中心降水強(qiáng)度愈強(qiáng)，強(qiáng)降水區(qū)域愈連續(xù)寬廣。

敏感性試驗(yàn)8—9改變了對(duì)流層整層水汽水平輸送的位置，試驗(yàn)8模擬所得大暴雨中心上空高層輻散和低層輻合耦合位置(31.4°N附近)和對(duì)應(yīng)的垂直上升運(yùn)動(dòng)區(qū)分布在31° ～ 32°N均較控制試驗(yàn)結(jié)果南移，故大暴雨中心位置及大暴雨區(qū)域也相應(yīng)明顯南移，且由于試驗(yàn)8水汽水平輸送位置南移了3個(gè)緯距，影響了輻合上升運(yùn)動(dòng)與水汽輸送配合的條件和時(shí)機(jī)，其大暴雨中心降水強(qiáng)度下降，暴雨區(qū)域收縮。試驗(yàn)9將對(duì)流層整層水汽輸送位置較切變線位置南移6個(gè)緯距，模擬得到的高低空散度及垂直上升運(yùn)動(dòng)的分布與控制試驗(yàn)完全不同，雖然垂直上升速度中心達(dá)0.24 m·s-1，但高低空散度的發(fā)展耦合以垂直方向?yàn)橹?，垂直上升運(yùn)動(dòng)收縮在以30.4°N為中心的狹窄范圍內(nèi)，故模擬所得雨帶較控制試驗(yàn)發(fā)生徹底變化，均呈分散的不規(guī)則塊狀，且各降水中心值均顯著減弱，未有大暴雨中心出現(xiàn)。

圖5 2010年7月12日05時(shí)—13日05時(shí)(a) 控制試驗(yàn)和(b—i)敏感性試驗(yàn)的時(shí)間平均散度(等值線，單位：10-5s-1)和時(shí)間平均垂直速度(陰影，單位：m·s-1)沿降水中心所在經(jīng)度的垂直剖面:(b)試驗(yàn)2;(c)試驗(yàn)3;(d)試驗(yàn)4;(e)試驗(yàn)5; (f)試驗(yàn)6; (g)試驗(yàn)7; (h)試驗(yàn)8; (i)試驗(yàn)9Fig. 5 Vertical-meridional cross sections of time-averaged divergence (contoured， unit: 10-5s-1) and vertical velocity (color shaded， unit: m·s-1) along precipitation centers of (a) control and (b-i) sensitivity experiments; averaging time is from 05∶00 BST on 12 to 05∶00 BST on 13 July 2010:(b) experiment 2;(c) experiment 3; (d) experiment 4; (e) experiment 5; (f) experiment 6; (g) experiment 7; (h) experiment 8; (i) experiment 9

綜上分析，改變模式初始場(chǎng)切變線南側(cè)的水汽強(qiáng)度、垂直厚度以及輸送位置，會(huì)影響高低空散度耦合和上升運(yùn)動(dòng)的發(fā)展位置及強(qiáng)度，繼而改變江淮切變線暴雨的降水中心位置、整體雨帶分布及降水強(qiáng)度，而切變線南側(cè)水汽供應(yīng)越充足、水汽強(qiáng)度越強(qiáng)、水汽柱愈深厚、輸送位置離切變線越近，則高低空散度發(fā)展耦合愈充分，相應(yīng)的垂直上升運(yùn)動(dòng)愈旺盛，降水強(qiáng)度越強(qiáng)、雨帶分布越寬闊連續(xù)(圖3)。值得注意的是：試驗(yàn)2將400 ～ 300 hPa水汽強(qiáng)度減弱一半，模擬所得高低空散度和上升運(yùn)動(dòng)明顯增強(qiáng)，降水中心量級(jí)卻與控制試驗(yàn)相當(dāng)，這是因?yàn)閷?duì)流層高層水汽強(qiáng)度的減弱，增強(qiáng)了大氣的對(duì)流不穩(wěn)定性，但試驗(yàn)2的水汽總量卻略少于控制試驗(yàn)。

3.3 水汽引起濕位渦變化對(duì)降水的指示意義

濕位渦是一個(gè)能同時(shí)表征大氣動(dòng)力、熱力和水汽性質(zhì)的綜合物理量，近年來(lái)得到深入研究，并應(yīng)用于揭示暴雨發(fā)生發(fā)展的物理機(jī)制[23-30]。等壓面濕位渦的表達(dá)式為：

(1)

(2)

(3)

本次大暴雨過(guò)程降水最強(qiáng)時(shí)段為12日05時(shí)—13日05時(shí)，該時(shí)段內(nèi)控制試驗(yàn)?zāi)M所得最大24 h累計(jì)降水量為180.9 mm，降水中心位于(32.3°N， 120.4°E)。由于各敏感性試驗(yàn)水汽的強(qiáng)度、垂直厚度、輸送位置設(shè)置不同，故模擬所得降水強(qiáng)度和暴雨中心位置均與控制試驗(yàn)存在差異(表1)，若以控制試驗(yàn)大暴雨中心所在位置(32.3°N， 120.4°E)作為參照點(diǎn)，該點(diǎn)各敏感性試驗(yàn)?zāi)M所得24 h累計(jì)降水量與控制試驗(yàn)也存在明顯差異(表 2)。下文從濕位渦角度分析參照點(diǎn)(32.3°N， 120.4°E)處控制試驗(yàn)和各敏感性試驗(yàn)逐小時(shí)降水量與700 hPa濕位渦的時(shí)間變化關(guān)系，揭示水汽條件變化情況下，濕位渦對(duì)江淮切變線降水的指示性。

表2 2010年7月12日05時(shí)—13日05時(shí)控制試驗(yàn)(試驗(yàn)1)和敏感性試驗(yàn)(試驗(yàn)2—9)在參照點(diǎn)(32.3°N， 120.4°E)處的24 h累計(jì)降水量Table 2 24 h accumulated precipitation from 05∶00 BST on 12 to 05∶00 BST on 13 July 2010 of control (experiment 1) and sensitivity experiments (experiment 2-9) at (32.3°N， 120.4°E)

敏感性試驗(yàn)5—7改變了對(duì)流層低層850 hPa水汽強(qiáng)度，模擬所得參照點(diǎn)24 h累計(jì)降水量均低于控制試驗(yàn)，分別為80 mm、87 mm和107 mm(表2)。濕位渦正壓項(xiàng)MPV1與斜壓項(xiàng)MPV2對(duì)試驗(yàn)5—7模擬所得降水也有較好的指示性(圖6e—f)，試驗(yàn)5和試驗(yàn)6分別將模式初始場(chǎng)切變線南側(cè)850 hPa水汽強(qiáng)度減弱80%和50%，兩個(gè)試驗(yàn)700 hPa上的對(duì)流不穩(wěn)定性、水平風(fēng)速垂直切變和濕斜壓性均明顯弱于控制試驗(yàn)，MPV1負(fù)峰值均未超過(guò)-1 PVU，︱MPV2︱基本在零值附近沒(méi)有明顯峰值出現(xiàn)，相應(yīng)的試驗(yàn)5和試驗(yàn)6小時(shí)降水量均在10 mm以下，且在MPV1達(dá)負(fù)峰值后，參照點(diǎn)均沒(méi)有短時(shí)強(qiáng)降雨出現(xiàn)，小時(shí)降水量最大值僅達(dá)13 mm和16 mm。試驗(yàn)7將模式初始場(chǎng)切變線南側(cè)850 hPa水汽強(qiáng)度減弱20%，參照點(diǎn)于12日05—12時(shí)出現(xiàn)一段明顯降水，期間隨著低空急流輸送水汽，700 hPa上對(duì)流不穩(wěn)定性增強(qiáng)，濕斜壓性發(fā)展，切變線及其南側(cè)低空急流發(fā)展增強(qiáng)，09時(shí)MPV1和MPV2分別達(dá)負(fù)峰值-1.81 PVU和-0.08 PVU后，小時(shí)降水量出現(xiàn)峰值的24.2 mm(圖6g)，這一現(xiàn)象與前文MPV1< 0且MPV2 > 0指示江淮切變線強(qiáng)降水發(fā)生的結(jié)論并不矛盾，因?yàn)镾VD指數(shù)CD<0是有利于垂直氣旋性渦度發(fā)展、引發(fā)暴雨的充分條件[32]，實(shí)際短時(shí)強(qiáng)降水發(fā)生時(shí)可能不滿足CD<0的最佳條件，這也從濕位渦角度解釋了試驗(yàn)7參照點(diǎn)短時(shí)強(qiáng)降雨僅維持1 h，24 h累計(jì)降水量也小于控制試驗(yàn)的原因。

敏感性試驗(yàn)8—9改變了對(duì)流層整層水汽水平輸送的位置，模擬所得參照點(diǎn)24 h累計(jì)降水量均較控制試驗(yàn)明顯下降，分別達(dá)到65 mm和4.9 mm(表2)。試驗(yàn)8水汽水平輸送至切變形勢(shì)的距離變遠(yuǎn)，模擬開(kāi)始階段參照點(diǎn)700 hPa上的對(duì)流不穩(wěn)定性、濕斜壓性均較控制試驗(yàn)明顯減弱，垂直氣旋性渦度和水平風(fēng)速垂直切變很小，切變線及南側(cè)西南風(fēng)急流發(fā)展緩慢，︱MPV1︱和︱MPV2︱均在零值附近，參照點(diǎn)無(wú)降水發(fā)生。隨著低空急流發(fā)展增強(qiáng)，南移的水汽被急流輸送至切變形勢(shì)附近，700 hPa上濕斜壓性和對(duì)流不穩(wěn)定性增大，切變線突然發(fā)展增強(qiáng)(即垂直氣旋性渦度突然增大)，降水隨之開(kāi)始。隨后MPV2和MPV1分別于12日10時(shí)和11時(shí)達(dá)正峰值0.09 PVU和負(fù)峰值-0.72 PVU，小時(shí)降水量相應(yīng)出現(xiàn)峰值，為9.4 mm。試驗(yàn)9水汽水平輸送至切變形勢(shì)的距離更遠(yuǎn)，700 hPa上對(duì)流不穩(wěn)定性和濕斜壓性更弱，至模擬結(jié)束垂直氣旋性渦度均無(wú)明顯增長(zhǎng)，切變形勢(shì)幾乎未得到發(fā)展，︱MPV1︱和︱MPV2︱均在零值附近，故參照點(diǎn)小時(shí)降水量均小于0.1 mm，24 h累計(jì)降水量?jī)H為4.9 mm。

圖6 2010年7月12日05時(shí)—13日05時(shí)(a)控制試驗(yàn)和(b—i)敏感性試驗(yàn)在(32.3°N， 120.4°E)處的逐小時(shí)降水量(黑色柱狀， 單位: mm)以及700 hPa上MPV1(紅色實(shí)線，單位：10-6 m2·s-1·K·kg-1； 1 PVU=10-6 m2·s-1·K·kg-1)和 MPV2 (藍(lán)色實(shí)線， 單位: 10-7 m2·s-1·K·kg-1； 10-1 PVU=10-7 m2·s-1·K·kg-1)的時(shí)間變化:(b)試驗(yàn)2; (c)試驗(yàn)3; (d)試驗(yàn)4; (e)試驗(yàn)5; (f)試驗(yàn)6; (g)試驗(yàn)7; (h)試驗(yàn)8; (i)試驗(yàn)9Fig.6 Time series of MPV1 (red lines， unit: 1×10-6 m2·s-1·K·kg-1；10-6m2·s-1·K·kg-1=1 PVU) and MPV2 (blue lines， unit: 10-7 m2·s-1·K·kg-1; 10-1 PVU=10-7 m2·s-1·K·kg-1) at 700 hPa， and hourly precipitation (black columns， unit: mm) at (32.3°N， 120.4°E) of (a) control and (b-i) sensitivity experiments from 05∶00 BST on 12 to 05∶00 BST on July 13, 2010: (b) experiment 2; (c) experiment 3; (d) experiment 4; (e) experiment 5; (f) experiment 6; (g) experiment 7; (h) experiment 8; (i) experiment 9

綜上，在切變線南側(cè)不同水汽條件影響下，濕位渦對(duì)江淮切變線降水均有較好的指示性，且以正壓項(xiàng)MPV1的影響和指示為主、斜壓項(xiàng)MPV2為輔。當(dāng)700 hPa上MPV1<0時(shí)，降水發(fā)生并維持；MPV1>0時(shí)，降水出現(xiàn)間歇或漸止，且MPV1負(fù)峰值的出現(xiàn)指示降水峰值出現(xiàn)，當(dāng)MPV1<-1.5 PVU時(shí)，有小時(shí)降水量大于20 mm的短時(shí)強(qiáng)降水發(fā)生。在MPV1 <0條件下，若︱MPV2︱>0.05 PVU且尤其當(dāng)MPV2>0時(shí)，降水強(qiáng)度明顯增強(qiáng)，而MPV1為負(fù)、MPV2為正維持時(shí)間越久、︱MPV1︱和︱MPV2︱峰值越大，說(shuō)明切變線附近對(duì)流不穩(wěn)定性越大，濕斜壓性和水平風(fēng)垂直切變?cè)綇?qiáng)，垂直氣旋性渦度發(fā)展越劇烈，切變線及其南側(cè)低空急流發(fā)展越充分，降水持續(xù)時(shí)間越久、強(qiáng)度越強(qiáng)。

4 結(jié)論

本文通過(guò)改變模式初始場(chǎng)江淮切變線南側(cè)水汽的強(qiáng)度、垂直厚度以及輸送位置進(jìn)行數(shù)值試驗(yàn)和分析，主要得到以下結(jié)論：(1)水汽條件變化對(duì)降水強(qiáng)度及雨帶分布的影響。對(duì)流層高層水汽占比小，對(duì)降水影響較小，而越接近對(duì)流層低層，水汽占比越大，對(duì)降水影響越明顯。水汽強(qiáng)度愈強(qiáng)，水汽柱愈深厚，降水強(qiáng)度越強(qiáng)，雨帶越寬廣。對(duì)流層中高層尤其是中層水汽對(duì)整體雨帶形態(tài)的維持起重要作用；低層水汽強(qiáng)度的變化主要對(duì)大暴雨區(qū)域及大暴雨中心的降水強(qiáng)度存在影響。水汽輸送位置離切變線越近越有利于暴雨的發(fā)生發(fā)展。(2)水汽條件變化對(duì)流場(chǎng)和風(fēng)場(chǎng)的影響。切變線南側(cè)水汽供應(yīng)越充足、水汽強(qiáng)度越強(qiáng)、水汽柱愈深厚、輸送位置離切變線越近，切變線及其南側(cè)西南急流發(fā)展越充分，切變形勢(shì)及切變線上低渦越活躍，相應(yīng)的降水強(qiáng)度越強(qiáng)、雨帶分布越寬闊連續(xù)，小時(shí)降水量峰值的出現(xiàn)與切變線、切變線上低渦以及切變線南側(cè)低空急流發(fā)展增強(qiáng)階段相對(duì)應(yīng)。(3)水汽條件變化對(duì)高低空散度和上升運(yùn)動(dòng)的影響。切變線南側(cè)水汽供應(yīng)越充足、水汽強(qiáng)度越強(qiáng)、水汽柱愈深厚、輸送位置離切變線越近，則高低空散度發(fā)展耦合愈充分，相應(yīng)的垂直上升運(yùn)動(dòng)愈旺盛，愈有利于強(qiáng)降水發(fā)生發(fā)展。值得注意的是，將對(duì)流層高層水汽強(qiáng)度減弱一半，增強(qiáng)了大氣“低層暖濕、高層干冷”的對(duì)流不穩(wěn)定性，切變線附近高低空散度和上升運(yùn)動(dòng)明顯增強(qiáng)。(4)水汽條件變化下濕位渦對(duì)江淮切變線降水有較好的指示性，且以濕位渦正壓項(xiàng)MPV1的影響和指示為主、斜壓項(xiàng)MPV2為輔。MPV1負(fù)峰值的出現(xiàn)指示降水峰值出現(xiàn)，當(dāng)MPV1<-1.5 PVU時(shí)，切變線附近有小時(shí)降水量大于20 mm的短時(shí)強(qiáng)降雨發(fā)生。在MPV1<0條件下，若︱MPV2︱>0.05 PVU且尤其當(dāng)MPV2>0時(shí)，降水強(qiáng)度明顯增強(qiáng)，而MPV1為負(fù)、MPV2為正維持時(shí)間越久、︱MPV1︱和︱MPV2︱峰值越大，則江淮切變線降水持續(xù)時(shí)間越久、強(qiáng)度越強(qiáng)。

致謝感謝江蘇省氣象局“海洋天氣預(yù)報(bào)技術(shù)”培育團(tuán)隊(duì)在研究過(guò)程中的幫助支持。