一次台风移出后MCC发展成因分析

刘晓波; 孙军; 许映龙; 陈双

doi:10.16032/j.issn.1004-4965.2023.020

一次台风移出后MCC发展成因分析

doi: 10.16032/j.issn.1004-4965.2023.020

国家气象中心，北京 100081

基金项目:

气象能力提升联合研究专项 22NLTSZ002

国家自然科学基金 U2142205

国家气象中心预报员专项 Y202108

详细信息

通讯作者:
孙军，男，黑龙江省人，研究员级高级工程师，硕士，主要从事暴雨、强对流等灾害性天气研究。E-mail：sunjun@cam.gov.cn

中图分类号: P445
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出版历程
- 收稿日期: 2022-01-20
- 修回日期: 2023-02-28
- 网络出版日期: 2023-06-30
- 刊出日期: 2023-04-20

ANALYSIS ON THE CAUSE OF MESOSCALE CONVECTIVE COMPLEX DEVELOPMENT AFTER A TYPHOON MOVED OUT

National Meteorological Center, Beijing 100081, China

摘要

摘要: 应用FY-4A卫星云顶亮温(TBB)、自动站雨量资料和ERA5(0.25 °×0.25 °)再分析资料，对2020年第4号台风“黑格比”移出后在杭州湾生成MCC发展成因进行了分析。结果表明：(1)台风南侧的切变线辐合抬升作用以及南亚高压东部反气旋环流辐散抽吸作用，有利于中低空大气上升运动的增强，为MCC的发展增强提供良好的动力抬升条件；(2)低层台风北上后，其移动方向左后侧的冷空气南下，并与长三角地区的西南低空暖湿气流强烈交汇，斜压锋生增强，形成较强的上升运动；（3）受大陆高压东移影响，对流层中高层干冷空气东移，叠加在对流层中低空暖湿急流之上，形成了有利于MCC发生发展的大气位势不稳定层结；(4)切变线南端的西南低空急流不仅加强了低层大气的辐合和上升运动，更重要的是为MCC的发生发展提供丰富的水汽输送和汇聚；(5)水汽凝结潜热释放在MCC发展中起重要作用。水汽释放潜热加热大气，使上升运动增强，低层辐合进一步增强。低层水汽汇聚并不断向高空输送，补偿了高空凝结的水汽，潜热的不断释放，有利于MCC发展和维持。总之，台风中心移出后，台风南侧的切变线及其南侧的西南暖湿气流稳定地维持在MCC上空，为MCC的发展提供良好的动力和热力条件。
- 暴雨 /
- 台风 /
- 中尺度对流复合体(MCC) /
- TBB /
- 潜热释放
Abstract: The FY-4A satellite brightness temperature (TBB), automatic weather stations rainfall data and ERA5 (0.25 °×0.25 °) reanalysis were used to analyze the causes of the development of a mesoscale convective complex (MCC) in Hangzhou Bay after Typhoon Hagupit (coded 2004) moved out in 2020. The results are shown as follows. (1) The convergent and uplifting effect of a shear line on the south side of the typhoon as well as the divergent and pumping effect of anticyclonic circulation in the east of the South Asian High were conducive to the enhancement of the vertical ascending motion of the atmosphere in the middle and low levels, and provided good dynamic conditions for the development and enhancement of the MCC. (2) After the typhoon moved northward, it guided the cold air on the rear left side of its moving direction to go southward, and strongly intersected with the warm and humid air of a southwesterly in the low-level in the Yangtze River Delta region, which intensified the baroclinic-frontogenesis and formed a strong upward movement. (3) With the eastward movement of a continental high, the dry and cold air in the mid- and upper-level also moved eastward toward a warm and humid jet in the low-level, forming an unstable atmospheric potential stratification that was favorable for the occurrence and development of the MCC. (4) The southwest low-level jet at the southern end of the shear line not only strengthened the convergence and upward movement of the low-level atmosphere, but also provided abundant water vapor and energy transport for the MCC development. (5) Latent heat release played an important role in the MCC's development. The latent heat heated the atmosphere, which enhanced the ascending motion, and the convergence of the low-level. The low-level water vapor converged and was continuously transported to the high-level, which compensated the water vapor condensed in the upper air, and the latent heat was continuously released, which was conducive to the development and maintenance of the MCC. In conclusion, after the typhoon center moved out, the shear line and the southwest warm and humid air on the south side of the typhoon were stably maintained over the MCC, which provided favorable dynamic and thermal conditions for the development of the MCC.
- heavy rain /
- typhoon /
- mesoscale convective complex (MCC) /
- TBB /
- latent heat release

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图 1 2020年第4号台风“黑格比”路径（a，图中数字表示时间，如0419表示4日19时台风位置）和8月3日20时—5日20时（b）、8月3日20时—4日20（c）、8月4日20时—5日20时（d）长三角地区雨量大于等于10 mm分布图（单位：mm）

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图 2 2020年8月4日20时—5日10时2小时间隔FY-4A卫星云顶TBB分布(单位：℃)

图中红色圆点为同时刻台风中心位置。

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图 3 上海金山(a)和浙江平湖(b)观测站3日20时—5日20时3 h雨量（柱状）、海平面气压（黑线）、10 m风（风向杆，单位：m/s，长杆表示4 m/s，短杆表示2 m/s，下同）时间变化

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图 4 雷达基本反射率拼图（单位：dBZ）、小时雨量（黑色数值，单位：mm）和台风“黑格比”路径（a~d，红色数值表示时间日-时，台风强度见图 1a）；上海南汇单站雷达基本反射率垂直剖面（e~f，剖面基线为同时刻图 5b~5c中的黑线）

a. 4日20时；b、e. 5日02时；c、f. 5日06时；d. 5日10时。

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图 5 2020年8月4日20时(a)和5日06时(b)500 hPa位势高度场（黑线，单位：dagpm）、风场（风杆，棕线为切变线，单位：m/s）、FY-4A卫星云顶TBB分布（填色，单位：℃，三角形表示MCC中心位置）；5日02时（c）和5日06时（d）200 hPa位势高度场（黑线）、风场（风杆，蓝线为南亚高压脊线）

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图 6 2020年8月4—5日850 hPa假相当位温（等值线及填色，单位：K）和风场（风向杆，单位：m/s），

点线箭头表示假相当位温低值带，实线箭头表示假相当位温高值带，三角形表示MCC中心位置。a. 4日20时；b. 5日02时；c. 5日06时；d. 5日10时。

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图 7 2020年8月4—5日沿MCC中心30.5 °N纬向垂直剖面假相当位温（红线，单位：K）、垂直速度（黑线，≤-0.3，单位：Pa/s）和水平风场（风杆，单位：m/s；填色，风速≥12 m/s）

图中黑色箭头代表低层暖湿气流，三角形代表MCC中心经度位置。a. 4日20时；b. 5日02时；c. 5日06时；d. 5日10时。

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图 8 2020年8月4日20时—5日10时850 hPa水汽通量矢量（单位：10^-3 kg/（m·s））和水汽通量散度（等值线单位：10^-6g/（hPa·cm²·s））

红色圆点为同时刻台风中心位置，三角形为MCC中心位置。a. 4日20时；b. 5日02时；c. 5日06时；d. 5日10时。

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图 9 2020年8月4日20时—5日10时视热源Q₁/C_p(a，单位：℃/h)和视水汽汇Q₂/C_p(b，单位: ℃/h)的区域（121~124 °E，29~31 °N）平均值高度-时间剖面图

填色区域≤0。

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图 10 2020年8月4日20时（a）、5日20时（b）、5日06时（c）MCC区域（121~124°E，29~31°N）视水汽汇Q₂/C_p及其各项平均值高度分布（单位：℃/h；图中t：局地变化项，h：水平平流项，w：垂直平流项）

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