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中涡旋对华南弓状回波强降水发展及微物理特征演变的影响

雷达观测；中涡旋；弓状回波；强降水；

主题1 天气、气候、全球变化、行星大气 > 专题1.25 中尺度对流系统与中尺度涡旋的发生演变及成灾机理

本研究结合动力和微物理过程，分析了华南前汛期一次弓状回波引发的极端降水形成机制。该弓状回波发生于华南前汛期，在深圳造成破纪录强降水，引发了严重的城市内涝。结果表明，此次过程存在两个明显的极端降水时段，两者相隔约30分钟。两个时段降水粒子均表现出高浓度大粒径的特征，但其对应的微物理机制存在显著差异。第一时段降水以暖雨过程为主，降水峰值更强但持续时间较短；第二时段的降水增强则与冰相过程加强密切相关，其降水峰值相对较低，但持续时间更长。

进一步分析表明，第二时段冰相过程的增强与低层中尺度涡旋的发展有关。中尺度涡旋造成中低层出现非线性动力气压扰动，从而形成额外的非线性动力加速度，使得中低层垂直速度进一步增强，对流结构更加直立且发展更加深厚，40dBZ回波顶高延伸至-20 ℃层以上。由此，更多水汽和过冷水被输送至零度层以上，触发活跃的冰相过程，增加了冰相粒子生成。大量冰相粒子随后通过融化过程增强降水，对第二时段降水峰值重新建立具有重要贡献。

本研究揭示了中尺度涡旋通过影响云降水微物理过程进而增强降水的关键机制，加深了对极端降水演变过程中动力过程与微物理过程复杂相互作用的认识。