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一次极端降水过程中对流系统移入与移出湘江河谷的增幅机制分析

中尺度对流系统,极端降水,地形调控,冷池动力过程,气压梯度扰动

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

本研究采用天气雷达、地面自动站及变分多普勒雷达分析系统（VDRAS）等多源高分辨率观测资料，针对2022年5月29日湖南湘江河谷一次引发极端短时强降水的线状中尺度对流系统（MCS），剖析了其演变过程中两次降水显著增强的物理机制。结果表明：受湘江河谷与两侧山地的地形强迫影响，该线状MCS呈现“西侧山地移入-河谷内发展分裂-东侧山地增强”的演变路径，过程中伴随两次小时雨量的显著跃升，最终诱发局地极端降水。第一次降水增强主要由河谷地形对冷池的调制作用主导：河谷内冷池与环境垂直风切变维持动态平衡，有效促进了对流系统的垂直发展与降水增幅。第二次降水增强与对流系统分裂后的动力过程密切相关：当线状MCS自山地进入河谷时，约200 m的地形落差显著增强了系统内部下沉气流，触发对流系统分裂；下沉气流诱发的近地面出流进一步强化了局地辐合，同时线状MCS内部低层浮力扰动与水平涡度诱发的显著水平气压梯度异常，推动系统东段向东南方向加速传播，共同造成了降水的二次显著增强。本研究揭示了河谷地形通过冷池调制与对流分裂调控MCS发展及降水增幅的关键物理机制，可为我国南方复杂地形下极端短时强降水的临近预报提供重要的科学参考。