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导致“25·7”北京短时极端降水的中β尺度系统精细结构的演变过程

极端降水，中尺度对流系统，微物理过程，数值模拟

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

对流风暴从山区移向平原地区引发的极端降雨，一直是华北地区短期预报中的重大挑战，因为降雨的产生与对流的精细结构密切相关。2025年7月26日，此类极端降雨事件袭击了北京北部，引发了社会的广泛关注。本研究基于多源观测资料和允许对流分辨的数值模拟，试图揭示此次产生极端降雨的中尺度β对流系统（MCS-k）的热动力和微物理结构。观测事实表明，该系统下山后，冷出流的减弱与暖区的东南风共同阻碍了其移动，而平原地区更充沛的水汽和更强的对流不稳定能量导致了其back-building型发展过程。液态水含量显著增加，碰并过程产生了更多大水滴，暖雨过程更为活跃。模拟实验显示，暖雨过程直接贡献了极端降雨的绝大部分（77.8%）。尽管冰相过程有所增强，但大部分雪和霰粒子被输送出对流区，并未直接贡献于极端降雨的产生。然而，冰相过程的潜热释放起到了重要作用。抑制雪和霰生成潜热的敏感性实验显著削弱了MCS-k中的上升运动和雨水生成，使得北京北部的6小时降雨量减少了44%。