长江中下游地区梅雨期线状中尺度对流系统分析

目的：长江流域每年汛期因暴雨和强对流等灾害性天气造成人员伤亡和巨大的经济损失，而中尺度对流系统(Mesoscale Convective System,以下简称MCS)是导致暴雨发生的重要影响系统。

本文参照国外关于MCS分类研究，探索我国长江流域MCS的组织类型、活动特征及其发生发展的环境条件。

方法：MCS选取标准：MCS对流区雷达组合反射率因子≥40 dBz，回波伸展范围大于100 km，持续时间在3小时以上。

用地面降水资料识别强降水日，雨团的活动特征用逐小时加密雨量资料分析；采用长江流域雷达组合反射率因子拼图资料，根据MCS组织形态、单体相对系统的移动方向和系统的特征，统计105—1230E、27-340N范围内MCS活动规律，对MCS进行组织分类；不同线状MCS的环境风特征和热力条件主要用业务探空资料来合成分析。

结果：(1)由统计的170个MCSs个例，将长江流域MCS分为两大类：线状MCS和非线状MCS，线状MCS发生数略占优势。

线状MCS存在八种确定类型：尾随层状降水MCS(TS)、准静止后向建立MCS(BB)、邻接层状单向发展MCS(TL/AS)、前导层状降水MCS(LS)、平行层状降水MCS(PS)、断裂线状MCS(BL)、镶嵌线状MCS(EL)、长带层状降水MCS(LL)；其中有6类和国内外已有研究结果类似，EL MCS和LL MCS是长江流域梅雨期新统计的两类线状MCS。

(2) TS类、LS类、PS类和BL类四类是移动性的MCS，平均移动速度TS 类最快，LS类次之，PS类最慢；TL/AS类、BB类、EL类、LL类为移动缓慢相对静止的MCS。

除BL 类外其它七类线状MCS都会给所经之地带来强降水天气，特别是移动缓慢的四类MCS造成局地的降水量更大。

线状MCS平均持续时间大多数在7小时以上，TL/AS和TS类持续时间最长，BL类MCS持续时间最短，只有3.7小时。

(3)长江中下游地区线状MCS多形成在长江两岸附近，在重庆北部至鄂西沿江地带、江汉平原地区、大别山、皖南和赣北地区是MCS的多发地。

MCS移动路径为东、东偏北、东偏南、南四种，这与环境场的引导气流有关。

(4)长江中下游地区MCS发展阶段日变化呈现多峰型特征，同时也表现出湿对流特征；MCS成熟阶段下午到夜间发生强降水的概率明显大于凌晨到上午。

(5)TS MCS和TL/AS MCS在对流层随高度都存在较大从前向后的垂直对流线的风分量；LS MCS在对流层随高度首先展示从前向后的垂直对流线的风分量，到中高层就转为从后向前的垂直对流线的风分量；平行对流线的风分量这三类MCS随高度都明显增加；风垂直切变在对流层中层TS MCS和LS MCS都是垂直对流线方向，而TL/AS MCS 则表现为平行于对流线方向。

PS MCS和BB MCS在对流层平行于对流线的风分量随高度增大，且PS MCS增大得更显著；风垂直切变方向是平行于对流线方向为主，但风垂直切变大小较弱，PS MCS风垂直切变大小比BB MCS略大些。

(6)2010年7月8日TL/AS MCS个例发生在地面冷锋北侧，沿锋面有较强的温度梯度。

对流发展区域正好位于低空急流北侧和低层切变线南侧的区域，高θe区域和对流层中低层辐合大值层相对应，有利于新对流单体发生发展。

对流层中层风垂直切变主要平行于对流线方向。

2010年6月7日BB MCS 个例生命史大约5.5小时，静止地维持在重庆市境内发展。

该BB MCS产生在一个变化的地面环境中，锋面、辐合线不明显，但为高θe环境；近地层到对流层中低层是高θe、高湿区，相对湿度随高度略向东倾斜，低层强辐合中心和高层强辐散中心均位于对流线东部且直立分布；对流层中低层风垂直切变以平行于对流线方向主。

结论：我国长江流域MCS组织类型除存在与国内外研究相同的几个基本型之外，还有新的组织模态类型：镶嵌线状MCS(Embedded line MCS,简称EL)和长带层状降水MCS(Long line MCS,简称LL)。

移动快速的MCS 常常带来大范围的强降水天气，移动缓慢或准静止的MCS给局地造成强降水的累计，易导致毁灭性的灾难。

线状MCS环境风相对对流线分量的垂直分布、风垂直切变是决定线状MCS组织模型的重要因子。

各类MCS 特别是准静止MCS的发生发展及其维持机制尚不清楚，这将是我们后期工作的重点。