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中国西南地区暖季对流初生的时空分布特征与触发机制研究

对流初生、复杂地形、时空特征、环流分型、触发机制

主题1 天气、气候、全球变化、行星大气 > 专题1.13 高原与复杂地形气象灾害监测、机理与预警预报技术

为揭示复杂地形下对流初生（CI）的发生规律，本文以中国西南地区 2020—2024 年暖季（5—9 月）为研究时段，利用组合雷达反射率数据与 ERA5 再分析资料，结合客观识别、PCT 环流分型及 K-means 聚类方法，系统分析了该区域孤立 CI 的时空统计特征、环流背景及热力 - 动力触发机制。结果表明：西南地区 CI 呈显著的区域聚集性与地形依赖性，核心高频区位于横断山脉、四川盆地北部及云贵高原东部，主要集中在 500~2000 m 中低海拔带，高海拔区（>3000 m）仅受局地 V 型微地形作用形成孤立高频中心，空间分布整体表现为东高西低、北高南低的梯度特征，与地形梯度、迎风坡 / 背风坡位置密切相关。CI 的时空演变与季风进退、太阳辐射热力驱动高度同步，峰值集中在 10 时、14 时，不同区域日变化差异由太阳辐射与地形、局地环流协同作用导致。西南地区暖季环流可分为 3 类，且与季风演变阶段一一对应：5—6 月西南季风纬向型、7—8 月东亚夏季风经向型、9 月季风转换经向型，其中东亚夏季风经向型 CI 发生效率最高，不同环流型下 CI 分布与低层风场的风向、风速特征密切相关。盆地与热带雨林以热力驱动（HCLS）为主，低纬度高原以动力驱动（LCHS）为主，其余高频区为热力 - 动力双弱（LCLS）的组合作用模式，且三类 CI 的环流特征均与西南季风纬向型相近，仅在相当位温与风速强度上存在差异。研究还发现，横断山脉 CI 高发源于偏东风水汽输送、局地风场辐合与地形抬升的协同作用，四川盆地北部则受西南季风纬向型中深厚西南涡的引导气流与地形抬升共同触发。