四川盆地一次暴雨過程的數(shù)值模擬及螺旋度分析

殷 菲，王 磊，王有恒

（1.蘭州市區(qū)域氣候中心，甘肅 蘭州 730020；2.成都信息工程大學(xué)大氣科學(xué)學(xué)院，高原大氣與環(huán)境四川省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，四川 成都 610225）

四川省地處我國西南內(nèi)陸，位于中國大陸地勢三大階梯中的第一級青藏高原和第三級長江中下游平原的過渡地帶，具有地貌東西差異大，地勢高低懸殊且呈西高東低的特點(diǎn)。受西南低渦的影響，四川盆地經(jīng)常出現(xiàn)持續(xù)性大暴雨天氣[1]。關(guān)于四川省的暴雨研究，許多氣象學(xué)者[2-7]從不同角度用不同方法展開了分析，其中在數(shù)值模擬方面，趙大軍等[8]利用WRF模式指出西南低渦南北兩側(cè)次級環(huán)流圈中的上升支在低渦中心附近匯合，激發(fā)了強(qiáng)上升運(yùn)動，有利于低渦的發(fā)展。CHEN等[9]和KUO等[10-11]的研究指出凝結(jié)潛熱釋放是低渦維持和發(fā)展的重要原因之一，并且與積云對流相伴的凝結(jié)潛熱釋放對西南低渦的發(fā)展起著重要作用。此外，吳瑞姣等[12]指出偏東型西南渦有利于沿江地區(qū)降水增多；東北型西南渦使江北大部分地區(qū)降水增加；東南型西南渦有利于華南地區(qū)降水增加。在動力診斷方面，由于大氣的許多運(yùn)動呈螺旋，可以將流體力學(xué)中研究湍流問題的螺旋度引用到大氣科學(xué)中來研究強(qiáng)風(fēng)暴[13-14]，而螺旋度不僅考慮了大氣旋轉(zhuǎn)的特性，還綜合了水平和垂直方向的輸送，可以很好地揭示大氣運(yùn)動的動力學(xué)特征[15]，隨著螺旋度理論的深入研究[16-18]，它在天氣診斷的工作中也逐漸被認(rèn)可，尤其是在暴雨診斷方面，得出很多指導(dǎo)性的結(jié)論。劉曉汝等[19]對2019年超強(qiáng)臺風(fēng)“利奇馬”引發(fā)浙江特大暴雨進(jìn)行分析指出：臺風(fēng)強(qiáng)度大時(shí)近中心上升運(yùn)動強(qiáng)烈，正垂直螺旋度中心值的減小對應(yīng)強(qiáng)降水的發(fā)生。史小康等[20]、魯坦[21]、譚志強(qiáng)等[22]分別對不同地區(qū)的暴雨過程展開針對螺旋度的研究，認(rèn)為螺旋度對暴雨落區(qū)以及降水系統(tǒng)的發(fā)展移動都有很好的指示作用。

回顧前人的研究發(fā)現(xiàn)，螺旋度診斷被廣泛應(yīng)用于暴雨、臺風(fēng)等強(qiáng)對流天氣中，但由西南低渦引起的對流性降水中的研究較少。本文選取了2018年7月2日發(fā)生在四川地區(qū)的一次局地暴雨過程，將數(shù)值模擬和螺旋度診斷相結(jié)合，先進(jìn)行數(shù)值模擬得到高時(shí)空分辨率的資料后再利用螺旋度進(jìn)一步分析此次暴雨的發(fā)展機(jī)制，得到了一些有意義的結(jié)論，以期為今后此種類型的暴雨預(yù)報(bào)提供一定的參考。

1 數(shù)據(jù)與方法

1.1 垂直螺旋度方法

在Z坐標(biāo)系下，垂直螺旋度的計(jì)算表達(dá)式為：

其中W為垂直速度為相對渦度的垂直分量，從公式（1）可以看出：在上升運(yùn)動區(qū)，若有正渦度，則有正的垂直螺旋度，也就是氣旋區(qū)有上升運(yùn)動代表了有正的垂直螺旋度向上輸送。

1.2 數(shù)據(jù)來源

降水實(shí)況資料采用中國國家氣象自動站的全國降水觀測資料，選取時(shí)段為：2018年7月2日08時(shí)—7月3日08時(shí)（北京時(shí)，下同）。

衛(wèi)星資料采用日本氣象廳向日葵8號衛(wèi)星的相當(dāng)黑體亮度溫度（TBB）資料，用于反映中小尺度系統(tǒng)的演變特征。

診斷分析采用NCEP/NCAR的全球再分析資料（FNL），水平分辨率為1°×1°，時(shí)間分辨率為6 h，同時(shí)FNL資料也為中尺度模式（WRF）提供初始場和邊界條件。

2 暴雨過程及觀測分析

2.1 暴雨實(shí)況

2018年7月2日四川省東部出現(xiàn)一次短時(shí)強(qiáng)降水天氣過程，并伴有雷電和陣性大風(fēng)。陜西漢中和四川綿陽、德陽、成都、內(nèi)江、瀘州等地多個(gè)自動站降水量達(dá)到暴雨級別，雨帶呈東北—西南走向，強(qiáng)降水集中在川西高原的陡峭地形和盆地內(nèi)較平坦的地形之間，降水空間分布不均勻（圖1）。過程雨量超過140 mm的大值中心位于成都和綿陽兩地，其中成都市雙流縣6 h累積降水量為140.4 mm，僅11—12時(shí)的2 h累積降水量達(dá)到90 mm，造成雙流國際機(jī)場航班大面積延誤，上萬乘客滯留機(jī)場。成都市降水量最大的4個(gè)縣區(qū)（蒲江、雙流、郫縣、龍泉驛）強(qiáng)降水時(shí)段主要集中在11—16時(shí)，17時(shí)后降水逐漸減少，20時(shí)后降水過程結(jié)束。其中蒲江縣11時(shí)降水量達(dá)到峰值，為55.5 mm，雙流和郫縣都在12時(shí)達(dá)到峰值，雙流縣12時(shí)降水量為51.2 mm，僅次于蒲江，郫縣12時(shí)峰值降水量為35.5 mm，在這輪過程中郫縣降水呈現(xiàn)雙峰特征，在07時(shí)出現(xiàn)次高峰，龍泉驛的峰值出現(xiàn)最晚，在13時(shí)，峰值降水量達(dá)到37.3 mm（圖2）。此次降水呈現(xiàn)明顯的驟增驟減特征，強(qiáng)度大、持續(xù)時(shí)間短、局地性強(qiáng)，給當(dāng)?shù)丶爸苓叺貐^(qū)生產(chǎn)生活造成嚴(yán)重影響。

圖1 2018年7月2日08時(shí)—7月3日08時(shí)四川地區(qū)24 h累積降水量（等值線，單位：mm）和地形高度（彩色填色，單位：km）

圖2 2018年7月2日00—23時(shí)成都4站降水量逐小時(shí)變化曲線

2.2 大尺度環(huán)流背景

此次暴雨過程的有利環(huán)流形勢基本是在2018年7月1日08時(shí)建立，7月1日08時(shí)（圖3a）—7月2日08時(shí)（圖3b）：200 hPa高空急流主體向東移動，急流中心強(qiáng)度和范圍明顯增強(qiáng)，強(qiáng)風(fēng)速帶在500 hPa低壓槽底部附近，四川省位于高空急流入口區(qū)的右側(cè)以及南亞高壓的輻散氣流中。對流層中部500 hPa高度場上，東亞中高緯的環(huán)流形勢為“兩脊一槽”型，其中東部脊位于鄂霍次克海附近，西部脊位于烏拉爾山附近，貝加爾湖（以下簡稱“貝湖”）附近存在一個(gè)低壓中心，副熱帶高壓（以下簡稱“副高”）主體位于海上，經(jīng)過1 d的發(fā)展，大陸高壓脊經(jīng)向性明顯增強(qiáng)，形成了“東高西低”的環(huán)流形勢，使上游低壓系統(tǒng)東移受阻，有利于降水在四川地區(qū)的維持，貝湖的低壓中心面積擴(kuò)大并且向東南方向移動，使得低槽加強(qiáng)發(fā)展，引導(dǎo)槽后冷空氣南下，四川地區(qū)處于低槽底部，其上空的冷空氣不斷堆積。700 hPa四川北部存在偏北氣流輸送槽內(nèi)冷空氣，從孟加拉灣來的西南氣流繞青藏高原東南側(cè)向四川地區(qū)輸送暖濕空氣，冷暖空氣在此交匯形成明顯的風(fēng)切變，此后這條冷式切變線發(fā)展成閉合的氣旋式渦旋，并且維持在四川地區(qū)穩(wěn)定少動。這種環(huán)流場形勢為暴雨提供了有利條件。

圖3 200 hPa高空急流（彩色填色，單位：m·s-1）、500 hPa位勢高度（黑色實(shí)線，單位：dagpm）及700 hPa風(fēng)場（鳳羽，單位：m·s-1）分布

2.3 中小尺度系統(tǒng)衛(wèi)星云圖特征

暴雨的發(fā)生與中小尺度系統(tǒng)的發(fā)展密切相關(guān)，常規(guī)觀測方法不能很好抓住中小尺度系統(tǒng)及其演變過程，因此利用日本氣象廳向日葵8號衛(wèi)星逐半小時(shí)的TBB資料，對此次過程中對流系統(tǒng)的演變特征進(jìn)行分析。2018年7月2日11：30（圖4a）在四川地區(qū)有3個(gè)中尺度云團(tuán)分別標(biāo)記為A、B、C，3個(gè)云團(tuán)位于四川省綿陽、德陽地區(qū)（A）、成都地區(qū)（B）、雅安地區(qū)附近（C），其中云團(tuán)B發(fā)展最為強(qiáng)烈，中心區(qū)域TBB達(dá)到-72℃，其余兩地則被-62℃的TBB區(qū)域覆蓋；半個(gè)小時(shí)以后從（圖4b）云團(tuán)A向東南方向移動離開綿陽接近重慶地區(qū)，范圍減小強(qiáng)度減弱（圖4c），并且在13：00（圖4d）消失，而云團(tuán)B加速發(fā)展，中心區(qū)域進(jìn)一步向成都地區(qū)靠近，云團(tuán)C范圍逐漸縮小，被云團(tuán)B兼并取代，直到13：30（圖4e）云團(tuán)C消失；此后云團(tuán)B在成都地區(qū)穩(wěn)定少動，不斷發(fā)展壯大，云團(tuán)呈現(xiàn)典型的橢圓形特征，并且邊緣光滑，15：00（圖4f）達(dá)到最強(qiáng)盛時(shí)期，同時(shí)形成了云團(tuán)D，在這段時(shí)間內(nèi)，造成成都市轄區(qū)內(nèi)大暴雨，多個(gè)站點(diǎn)的降水峰值均出現(xiàn)在這段時(shí)間內(nèi)；從圖4g中可以看到，云團(tuán)B邊緣開始松散，成都地區(qū)的降水開始有所減弱，在云團(tuán)B的西南方向形成了云團(tuán)E；從16：00（圖4h）開始，云團(tuán)B向東移動，范圍逐漸縮小，此時(shí)云團(tuán)D、E在逐漸發(fā)展，直到17：00（圖4i）云團(tuán)B完全破裂，原本的橢圓結(jié)構(gòu)已經(jīng)分離，脫離出一個(gè)小的云團(tuán)B1進(jìn)入云團(tuán)D，而云團(tuán)E也在向云團(tuán)D移動，兩者使得云團(tuán)D強(qiáng)度增加，帶來內(nèi)江、瀘州等地的強(qiáng)降水。對流云團(tuán)的生消演變與此次強(qiáng)降水天氣的發(fā)生、發(fā)展密切相關(guān)。

2.4 水汽條件特征分析

由圖5a可以看出，850 hPa四川省東北部和東南部存在明顯的水汽輻合，輻合中心強(qiáng)度達(dá)到12×10-7g·cm-2·hPa-1·s-1，盆地東北側(cè)以及陜南隴南地區(qū)都存在水汽輻合。7月2日08時(shí)（圖4b）陜南隴南地區(qū)的水汽輻合轉(zhuǎn)為輻散，四川東北地區(qū)的最強(qiáng)輻合中心強(qiáng)度減弱，為8×10-7g·cm-2·hPa-1·s-1，水汽通量散度的最大輻合中心向東南方向移動。從850 hPa水汽通量上看，四川地區(qū)主要的水汽來源于西南暖濕氣流，孟加拉灣的水汽被夏季風(fēng)一路向北輸送進(jìn)入四川地區(qū)形成氣旋式水汽輻合，此外來自我國東海海洋上的暖濕氣流也可以沿黃淮流域進(jìn)入四川東北部。

圖4 2018年7月2日11：30—17：00向日葵8號TBB（填色，單位：℃）分布

圖5 850 hPa水汽通量（矢量箭頭，單位：g·cm-1·hPa-1·s-1）和水汽通量散度

3 數(shù)值模擬及驗(yàn)證

3.1 模擬方案設(shè)計(jì)

直接造成暴雨的中小尺度系統(tǒng)移動速度快、生命期短，現(xiàn)有的觀測資料由于時(shí)空分辨率較低，對于研究暴雨的發(fā)生發(fā)展尚有不足之處，為了能更為細(xì)致地揭示此次降水天氣的發(fā)展演變過程，本文選用中尺度模式（WRF 3.8.1版本）對此次四川暴雨天氣過程進(jìn)行高分辨率的數(shù)值模擬試驗(yàn)。模擬的初始條件和邊界條件采用空間分辨率1°×1°，時(shí)間分辨率每6 h一次的NCEP/NCAR再分析資料（FNL）。模擬采用三層網(wǎng)格嵌套形式，模式中心選為30.8°N，105.8°E，模擬區(qū)域如圖6所示，最外層粗網(wǎng)格區(qū)域包括中國整個(gè)領(lǐng)土范圍，以及貝加爾湖、西太平洋和印度洋部分海域，最內(nèi)層細(xì)網(wǎng)格區(qū)域涵蓋了四川省，垂直方向向上積分了32層，模式層頂設(shè)置在50 hPa。模擬時(shí)間從2018年7月2日08時(shí)開始，累積模擬24 h，積分時(shí)間步長為180 s，模擬結(jié)果每隔1 h輸出一次。

圖6 數(shù)值模擬區(qū)域

此次模擬過程的主要參數(shù)化方案設(shè)置見表1。微物理過程選用new Eta方案，預(yù)報(bào)變量包括云（水、冰）、雨、雪、冰雹和霰，BMJ積云參數(shù)化方案包含了淺對流過程，只在d01和d02區(qū)域開啟，考慮到d03區(qū)域分辨率為3 km、不足5 km，所以不調(diào)用積云參數(shù)化方案，邊界層選用可以預(yù)報(bào)湍流動能和局部垂直混合強(qiáng)度的MYJ方案。

表1 模式主要參數(shù)

3.2 環(huán)流形勢對比

圖7是此次暴雨過程中14時(shí)的中高空環(huán)流形勢場，對比圖7a和圖7b可知，模式對于200 hPa高空急流的強(qiáng)度位置、以及500 hPa中高緯“兩脊一槽”的環(huán)流形勢、貝湖低壓的位置都模擬得較好，還清晰地展現(xiàn)了大陸高壓脊與西風(fēng)槽構(gòu)成的“東高西低”的形勢，使上游低壓系統(tǒng)東移受阻，有利于降水在四川地區(qū)的維持。

圖7 2018年7月2日14時(shí)200 hPa高空急流（彩色填色，單位：m·s-1）、500 hPa位勢高度

從對流層中低層的模擬效果來看，模擬資料的分辨率明顯高于實(shí)況資料，由圖8可知，模式較好地模擬了700 hPa四川盆地附近的風(fēng)切變現(xiàn)象以及850 hPa的低空急流的位置和強(qiáng)度，從風(fēng)場可以看出，在四川地區(qū)存在明顯的氣旋式輻合，同時(shí)北方的干冷空氣與夏季風(fēng)輸送的暖濕氣流在四川地區(qū)交匯，副高西側(cè)的低空急流向四川不斷輸送水汽，為暴雨提供了有利的低空環(huán)流形勢。模式不僅對于中高層形式模擬得較好，還可以再現(xiàn)低層的環(huán)流特征，并且可以彌補(bǔ)分辨率不足的問題。

圖8 2018年7月2日08時(shí)700 hPa風(fēng)矢（單位：m·s-1）、850 hPa低空急流（彩色填色，單位：m·s-1）對比

3.3 降水結(jié)果對比

利用WRF模式模擬的2018年7月2日00時(shí)—7月3日00時(shí)的d02區(qū)域24 h累積降水量分布（圖9b）和觀測資料得到的24 h累積降水量分布（圖9a）對比可知，WRF模式模擬出的雨帶位置和東北—西南的雨帶走向與觀測資料基本對應(yīng)一致，雨帶上降水量為60 mm以下的區(qū)域強(qiáng)度模擬得較好，80～120 mm的降水模擬的強(qiáng)度比實(shí)況資料強(qiáng)，在（30°N，104°E）出現(xiàn)了一個(gè)虛假的降水大值中心（圖9b），雨量較實(shí)況偏大20～40 mm；對于雨帶的東南部的降水，模式模擬的雨區(qū)范圍較小。

圖9 2018年7月2日08時(shí)—7月3日08時(shí)四川地區(qū)24 h累積降水量（填色，單位：mm）對比

成都地區(qū)的降水主要集中在11—16時(shí)，因此重點(diǎn)分析此6 h累積降水的模擬結(jié)果。對比圖10a和10b可知，模式較好地模擬出了成都地區(qū)的雨帶位置、走勢和范圍，但在降水大值區(qū)的位置上模擬效果與實(shí)況還有所差異，這可能是由于模式地形與實(shí)際地形存在一定的差異造成的。

圖10 2018年7月2日11—16時(shí)成都地區(qū)6 h累積降水量對比（填色，單位：mm）

通過對高中低層大尺度環(huán)流形勢和不同時(shí)間不同區(qū)域累積降水量的對比分析，認(rèn)為數(shù)值模擬較好地再現(xiàn)了此次暴雨過程，合理的模擬結(jié)果是一套時(shí)空分辨率更高并且完全連續(xù)的氣象資料，可以用來進(jìn)一步剖析此次暴雨天氣過程。

4 垂直螺旋度分析

垂直螺旋度是垂直渦度與垂直速度的乘積，其物理意義是，氣旋區(qū)的上升（下沉）運(yùn)動和反氣旋區(qū)的下沉（上升）運(yùn)動分別意味著正的垂直螺旋度向上（下）輸送和負(fù)的垂直螺旋度向下（上）輸送，而對應(yīng)此時(shí)的垂直螺旋度為正（負(fù)）值。一方面垂直渦度大的系統(tǒng)與劇烈天氣現(xiàn)象聯(lián)系密切；另一方面垂直速度是實(shí)際大氣中造成天氣現(xiàn)象的最直接原因。因此，垂直螺旋度充分反映了2個(gè)與天氣現(xiàn)象緊密聯(lián)系的物理量的配合情況，在一定程度上不僅能反映系統(tǒng)的維持狀況，還能反映系統(tǒng)發(fā)展、天氣現(xiàn)象的劇烈程度[23]。

圖11為2018年7月2日10—20時(shí)垂直螺旋度和垂直速度W變化的剖面。7月2日10時(shí)（圖11a），在104.2°E附近存在一個(gè)垂直螺旋度正值帶和上升運(yùn)動重合的區(qū)域，此區(qū)域從對流層低層向上延伸至600 hPa，表明此處存在一個(gè)正渦度的氣旋式對流系統(tǒng)。12時(shí)，正螺旋度帶向東移動并且繼續(xù)向上伸展，正值中心由8×10-4m-2·s-2增加至10×10-4m-2·s-2，表明對流系統(tǒng)在低層圍繞垂直軸線的氣旋式旋轉(zhuǎn)運(yùn)動得以加強(qiáng)，對流系統(tǒng)兩側(cè)開始出現(xiàn)下沉運(yùn)動，14時(shí)（圖11b）低層垂直螺旋度正值帶持續(xù)東移并且范圍迅速增大，200 hPa以下形成一個(gè)螺旋度正值柱，表明垂直方向上的氣旋式旋轉(zhuǎn)運(yùn)動強(qiáng)烈，垂直渦度向上輸送明顯增強(qiáng)，200 hPa以下均為氣旋式輻合運(yùn)動區(qū)，上升運(yùn)動的高度隨螺旋度正值區(qū)的發(fā)展延伸到對流層頂，強(qiáng)烈的上升運(yùn)動使得對流系統(tǒng)持續(xù)發(fā)展。16時(shí)200 hPa附近由于南亞高壓的反氣旋環(huán)流，出現(xiàn)垂直螺旋度負(fù)值區(qū)，負(fù)值中心達(dá)到10×10-4m-2·s-2，并且高空與對流系統(tǒng)西側(cè)的下沉運(yùn)動打通，和低層垂直螺旋度正值帶的上升運(yùn)動形成垂直方向的閉合環(huán)流，高層反氣旋的輻散氣流帶來強(qiáng)烈的抽吸作用使得低層對流系統(tǒng)劇烈發(fā)展，對應(yīng)此時(shí)降水也達(dá)到峰值。18—20時(shí)（圖11c，11d），低層的垂直螺旋度正值區(qū)逐漸被負(fù)值所代替直至近乎消失，則有可能是由于低層出現(xiàn)了下沉運(yùn)動或者反氣旋式環(huán)流，下沉運(yùn)動的范圍逐漸擴(kuò)大，氣旋式渦旋發(fā)展減弱，向上輸送的垂直渦度減小，對流系統(tǒng)強(qiáng)度減弱，強(qiáng)降水也趨于停止。

圖11 垂直螺旋度（彩色填色，單位：10-4 m-2·s-2）和垂直速度W（等值線，單位：m·s-1）沿著暴雨中心圖10 a中紅線位置的垂直剖面

由2018年7月2日700 hPa垂直螺旋度和1 h降水量分布可知，垂直螺旋度的水平分布與降水落區(qū)的關(guān)系。7月2日10時(shí)為暴雨初始階段，在四川盆地東北側(cè)出現(xiàn)部分降水，盆地其余位置有零星降水，而垂直螺旋度正值等值線則與降水大值區(qū)對應(yīng)良好。隨著降水持續(xù)發(fā)展到12時(shí)，雨區(qū)向成都方向移動并且降水量增大，降水更加集中，而此時(shí)垂直螺旋度正值等值線也隨著雨區(qū)一起移動，并且與雨區(qū)范圍重合。垂直螺旋度等值線的大值區(qū)一直與1 h累積降水量大值區(qū)吻合，雨區(qū)的位置和移動方向都與垂直螺旋度正值等值線的位置和移動十分對應(yīng)，700 hPa上垂直螺旋度的正值區(qū)可以很好地指示降水落區(qū)的位置和移動。

5 結(jié)論

利用常規(guī)觀測資料、日本氣象廳向日葵8號衛(wèi)星的相當(dāng)黑體亮度溫度（TBB）資料以及WRF模擬的高分辨率數(shù)值結(jié)果，研究了2018年7月2日發(fā)生在四川地區(qū)的一次大暴雨過程，主要得到以下結(jié)論：

（1）此次暴雨具有空間分布不均勻，降水強(qiáng)度大以及驟增驟減的特征；雨帶呈東北—西南走向，強(qiáng)降水發(fā)生的時(shí)段主要集中在2018年7月2日11—16時(shí)。中高緯度“兩脊一槽”環(huán)流形勢以及副高與大陸高壓脊形成的“東高西低”的有利環(huán)流形式勢，使上游低壓系統(tǒng)東移受阻在四川地區(qū)長久維持；700 hPa四川盆地內(nèi)閉合性氣旋式渦旋穩(wěn)定少動。

（2）降水大值區(qū)被TBB為-72℃以下的云團(tuán)所覆蓋，云團(tuán)的發(fā)生、發(fā)展和移動與降水大小和落區(qū)關(guān)系密切。此次降水過程低層存在明顯的水汽輻合，水汽條件較好，水汽主要來源于西南暖濕氣流。

（3）WRF模式較好地呈現(xiàn)高中低層大尺度環(huán)流形勢，對于不同時(shí)間不同區(qū)域內(nèi)累積降水量的模擬結(jié)果都與實(shí)況資料較為吻合。本次數(shù)值模擬較好地再現(xiàn)了暴雨過程。合理的模擬結(jié)果是一套時(shí)空分辨率更高并且完全連續(xù)的氣象資料，可以用來進(jìn)一步剖析此次暴雨天氣過程。

（4）垂直螺旋度的高低空配置對揭示對流系統(tǒng)的演變起著至關(guān)重要的作用。在對流初始階段，由于氣旋式輻合以及上升運(yùn)動在對流層低層初步建立，存在垂直螺旋度正值區(qū)；當(dāng)對流繼續(xù)發(fā)展時(shí)，高層垂直螺旋度的負(fù)值區(qū)與低層垂直螺旋度正值區(qū)密切配合，形成了垂直方向的閉合環(huán)流，高層反氣旋輻散氣流帶來的抽吸作用使低層正值螺旋度加強(qiáng)發(fā)展，從而持續(xù)向上輸送垂直渦度，有利于對流系統(tǒng)的強(qiáng)烈發(fā)展；在對流消亡階段，低層垂直螺旋度正值區(qū)逐漸被負(fù)值所代替，高低層有利配置被打破，對流系統(tǒng)強(qiáng)度減弱，降水逐漸停止。700 hPa上垂直螺旋度的正值區(qū)可以很好地指示降水落區(qū)的位置和移動。