初夏東北移高原低渦活動特征*

孫 芳 周順武 王美蓉 馬淑俊 周 庶 黃雨婧

1 南京信息工程大學氣象災(zāi)害教育部重點實驗室/氣象災(zāi)害預(yù)報預(yù)警與評估協(xié)同創(chuàng)新中心/ 氣候與環(huán)境變化國際合作聯(lián)合實驗室/資料同化研究與應(yīng)用中心，南京 210044 2 拉薩市氣象局，拉薩 850011

提 要： 高原低渦是青藏高原(簡稱高原)的主要降水系統(tǒng)，其移出高原后，往往會在高原下游地區(qū)造成大到暴雨甚至大暴雨。低渦移出高原后的移動方向主要有東移、東北移等。本文基于1979—2018年高原低渦數(shù)據(jù)庫，選取初夏(6月)東北移低渦為研究對象，依據(jù)其移出位置，將其分為偏西型低渦(簡稱Ⅰ類低渦)和偏東型低渦(簡稱Ⅱ類低渦)，對兩類東北移低渦的源地、結(jié)構(gòu)、環(huán)流及其對降水的影響等方面進行了統(tǒng)計分析，并與東移低渦進行了對比。結(jié)果表明：東北移低渦源地較東移低渦偏北，Ⅰ類低渦主要生成于高原西北部，而Ⅱ類低渦存在3個主要源地。移出高原后，Ⅰ類低渦最大上升運動主要出現(xiàn)在低渦東北側(cè)，而Ⅱ類低渦同東移低渦相似，上升區(qū)主要位于低渦東南側(cè)。低渦在高原上的移動方向及移出位置主要受到200 hPa 中緯度引導氣流的影響，移出高原后的移動方向則主要受500 hPa高原以東槽脊的影響，其中河套高壓脊對東北移低渦的阻擋作用尤為重要。低渦移動速度受海拔高度差和移動方向的共同影響，移出高原前Ⅱ類低渦與東移低渦移動速度明顯快于Ⅰ類低渦；移出高原后兩類東北移低渦平均移動速度較東移低渦更慢。Ⅰ類低渦移出后主要影響河西走廊地區(qū)，且降水以小雨為主；Ⅱ類低渦主要影響西北地區(qū)東部，其中近七成的低渦會引起大到暴雨。

引 言

高原低渦是受青藏高原(簡稱高原)下墊面熱力、動力共同影響而形成的獨特產(chǎn)物，主要活動于500 hPa等壓面上，水平尺度為400～800 km，垂直尺度為2～3 km，多生成于高原中西部，消亡于高原東部下坡處(葉篤正和高由禧，1979；羅四維和楊洋，1992)。在蒙古高壓脊偏強、副熱帶高壓偏西、背景環(huán)流經(jīng)向度大等條件下，有利于低渦移出高原主體(顧清源等，2010)。依據(jù)低渦移出高原后的移動路徑，通?？蓪⑵浞譃闁|移低渦、東北移低渦及東南移低渦(李國平，2002；Lin,2015)。另外也存在少量北移、南移及轉(zhuǎn)向的奇異路徑低渦(Xiang et al,2013；楊穎璨等，2018)，而不同路徑的低渦將對高原下游不同區(qū)域的天氣產(chǎn)生一定的影響(郁淑華等，2015；孔祥偉等，2021)。

對于高原低渦的識別，無論是基于歷史天氣圖及觀測資料的人工識別方法(王鑫等，2009)，還是基于再分析資料的客觀識別方法(Lin,2015)，均發(fā)現(xiàn)低渦年均生成65個左右，且以東移低渦為主，東北移次之，東南移較少。已有不少研究對低渦的源地、強度、結(jié)構(gòu)、生命史等特征進行了統(tǒng)計分析。早期研究(陶詩言等，1984)指出低渦的渦源主要集中在高原中東部。隨著高原西部站點的增加以及再分析資料的使用，羅四維等(1993)、Lin(2015)、Curio et al(2018)發(fā)現(xiàn)低渦主要生成于高原西部。在月際差異上，李國平等(2014)指出6月低渦的源地較7、8月偏北。對于低渦的強度及結(jié)構(gòu)特征，呂君寧等(1984)發(fā)現(xiàn)初生低渦的渦區(qū)在100 hPa以下均為上升氣流，最大上升速度出現(xiàn)在低渦中心東部的400 hPa，且成熟低渦的中心在近地層出現(xiàn)下沉運動。柳草等(2009)對2001年6月初一次東移低渦個例診斷的結(jié)果表明，低渦在東移過程中，垂直方向上幾乎都是正渦度，低渦移出高原后上升運動減弱。田珊儒等(2015)提出東移低渦的加強主要與低渦降水產(chǎn)生的凝結(jié)潛熱釋放有關(guān)。Li et al(2020)通過對比2000—2015年5—8月東移低渦移出高原前后的垂直結(jié)構(gòu)，發(fā)現(xiàn)低渦移出前垂直速度與散度近似對稱分布，而移出后最大上升速度位于低渦中心東南側(cè)2～4個經(jīng)緯距。對于低渦的移動方向，師銳和何光碧(2018)指出低渦移出后受200 hPa西風引導氣流的影響。劉富明和洑梅娟(1986)指出高層輻散場是低渦移出高原的主導因子。黃楚惠等(2015)通過分析1981—2010年夏季高原低渦移出時的環(huán)流型，認為低渦在500 hPa中高緯西高東低的環(huán)流型下易向東移出高原，而在高原以北為低壓異常、以東為高壓異常的環(huán)流型下，低渦易向東北方向移動。另外，郁淑華和高文良(2006)發(fā)現(xiàn)初夏(6月)低渦以向東、東北方向移動為主，盛夏(7—8月)則以向東、東南方向為主。低渦在高原主體上時，引發(fā)大范圍強降水的概率較小，一旦到達高原邊緣及以東地區(qū)后，往往會造成大到暴雨甚至大暴雨(戴加洗，1990)。Kuo et al(1986)及周玉淑等(2019)提出東移低渦與西南渦共同作用，常在四川盆地產(chǎn)生區(qū)域性暴雨天氣過程。Li et al(2019)研究指出東移低渦產(chǎn)生的降水主要發(fā)生在四川、淮河上游及長江中下游。另外，在東移低渦個例的診斷分析中發(fā)現(xiàn)，隨著低渦繼續(xù)向東移動，通常會沿長江流域形成西南-東北向的降雨帶(黃楚惠和李國平，2007；馬婷等，2020)。對于低渦生命史，郁淑華和高文良(2018)發(fā)現(xiàn)冷空氣入侵，西太平洋副熱帶高壓(簡稱副高)偏南利于低渦持續(xù)較長的時間。同時低渦持續(xù)時間越長，產(chǎn)生的降水也越強。

綜上可知，以往有關(guān)高原低渦的研究大多以東移低渦為主，且對低渦降水個例的研究多集中在西南地區(qū)及長江流域，而對于東北移低渦的研究還不多。隨著資料分辨率的提高以及低渦識別方法的更新，對低渦的識別更為全面。同時，由于西北地區(qū)地處干旱半干旱區(qū)，降水稀少，突發(fā)的暴雨往往會引發(fā)較大的氣象災(zāi)害，東北移低渦移入西北地區(qū)，是觸發(fā)暴雨的強系統(tǒng)之一。因此有必要加強對東北移低渦活動及降水特征的認識。本文將1979—2018年初夏(6月)東北移低渦進一步細化為偏西型低渦和偏東型低渦，分析不同路徑低渦的源地、結(jié)構(gòu)特征、移動速度、環(huán)流背景場等方面的差異，并與東移低渦進行對比。最后探討了東北移低渦移出高原后對降水的影響。

1 資 料

文中高原低渦采用再分析資料經(jīng)客觀識別方法得到。由于在現(xiàn)有公開發(fā)表的識別結(jié)果中，歐洲中期天氣預(yù)報中心(ECMWF)推出的再分析數(shù)據(jù)集ERA-Interim識別出的低渦路徑與同期其他再分析資料識別結(jié)果匹配度最高(Lin et al,2020)，同時其分辨率高、年限長，因此本文選取1979—2018年ERA-Interim資料識別的低渦數(shù)據(jù)庫。分析低渦結(jié)構(gòu)和環(huán)流時使用同期ERA-Interim再分析數(shù)據(jù)集，時間間隔為6 h，空間分辨率為0.5°×0.5°。降水資料為同期中國氣象局國家氣象信息中心2 944個站點逐日(08時至次日08時)降水觀測資料。

2 高原低渦統(tǒng)計及分類

依據(jù)低渦消亡位置，將低渦庫中移出型高原低渦分為：東移、東北移及東南移。通過對1979—2018年夏季移出型高原低渦的統(tǒng)計(表1)，發(fā)現(xiàn)年均夏季有4個低渦移出高原，其中東移低渦最多(占三類移出低渦總數(shù)的60%)，東北移低渦次之(占29%)，東南移低渦最少(占11%)，這與王鑫等(2009)利用1980—2004年天氣圖資料通過人工識別得到的結(jié)果較一致。此外還可以看出，在整個夏季，東北移低渦和東移低渦多發(fā)生在6月，占其各自總數(shù)的一半左右；7月東北移低渦次數(shù)略少于8月，而8月東移低渦次數(shù)最少；東南移低渦不僅數(shù)量少，且6月次數(shù)遠小于7月和8月。

表1 1979—2018年夏季移出型高原低渦統(tǒng)計Table 1 Statistics of the moving-out TPV in summer from 1979 to 2018

東北移低渦和東移低渦在6月出現(xiàn)次數(shù)最多，同時初夏(6月)與盛夏(7—8月)環(huán)流型不同，因此本文主要關(guān)注6月的低渦活動特征。圖1為6月東北移低渦的移動路徑。由圖可見，低渦移出高原前主要表現(xiàn)為東北移及東移，移出高原時位置有所不同，移出高原后影響的區(qū)域也明顯不同。由此，以100°E為分界線，將東北移低渦細分為兩類：一類低渦在高原上以東北移為主，從100°E以西的高原北邊緣移出，移出后主要影響新疆東部及河西走廊地區(qū)(記為Ⅰ類低渦，簡寫為NEⅠ-TPV)；另一類低渦在高原上以東移為主，移至100°E后從高原東邊緣移出，移出后主要影響西北地區(qū)東部及內(nèi)蒙古中西部(記為Ⅱ類低渦，簡寫為NEⅡ-TPV)。Ⅱ類低渦明顯較Ⅰ類低渦偏多，個數(shù)比接近2∶1(見表1)。

3 高原低渦的源地及結(jié)構(gòu)特征

以下從低渦的源地(生成地)及垂直結(jié)構(gòu)(主要是相對渦度和垂直速度)分析和比較低渦在移出高原前后的差異。

3.1 高原低渦的源地

為了形象展示高原低渦的源地，圖2給出了兩類東北移低渦及東移低渦生成地的累計頻數(shù)分布。由圖可知，不同路徑低渦的源地在南北位置上差異較大，Ⅰ類低渦主要生成于高原西北部(圖2a)，東部低渦僅出現(xiàn)在柴達木盆地以北；Ⅱ類低渦絕大部分生成于33°N以北地區(qū)(圖2b)，主要有西、中、東3個源地(黃楚惠等，2015)；東移低渦分布范圍明顯比東北移低渦廣(圖2c)，但95%以上生成于35°N以南地區(qū)，其中，西部渦源位置與Ⅱ類低渦接近，而東部渦源主要位于玉樹地區(qū)(王鑫等，2009)。

以上分析可見，不同路徑低渦的源地不相同。

圖1 1979—2018年6月Ⅰ類(紅色實線)及 Ⅱ類(藍色實線)東北移低渦移動路徑 (陰影為海拔高度)Fig.1 Tracks of NEⅠ-TPVs (red lines) and NEⅡ-TPVs (blue lines) in June from 1979 to 2018 (shaded: altitude)

Ⅰ類和Ⅱ類低渦源地偏北，其中，Ⅰ類低渦生成地集中在高原西北部；東移低渦源地分布廣泛，但其生成地明顯較兩類東北移低渦偏南。由此可推斷，高原低渦移出位置可能會受其生成緯度的影響，在相同環(huán)流背景下，若低渦生成地位置偏北，則其移出高原時的位置也偏北。

3.2 高原低渦的結(jié)構(gòu)特征

在低渦移出高原的過程中，會經(jīng)歷海拔高度的變化，其強度和結(jié)構(gòu)往往會發(fā)生較大變化。以下對低渦移出高原前后垂直速度及相對渦度進行合成，以分析不同路徑低渦移出高原前后的結(jié)構(gòu)差異?？紤]到高原低渦是移動的系統(tǒng)，這里使用廣泛應(yīng)用于臺風的動態(tài)合成方法(Frank,1977)來研究低渦的結(jié)構(gòu)，即以低渦中心為坐標原點，對每個個例各時次選取相同范圍進行合成。

Li et al(2020)分析了2000—2005年5—8月東移低渦的結(jié)構(gòu)，發(fā)現(xiàn)低渦移出高原前低渦中心附近整層以上升運動為主，垂直速度近似對稱分布，最大速度出現(xiàn)在450 hPa附近，最大正相對渦度出現(xiàn)在500 hPa附近，200 hPa以上為弱的負相對渦度區(qū)。對比兩類東北移低渦的結(jié)構(gòu)(圖略)，發(fā)現(xiàn)在結(jié)構(gòu)上東北移低渦與東移低渦相似，但在強度上，無論是垂直速度還是相對渦度，Ⅱ類低渦及東移低渦均較Ⅰ類低渦更強。

圖2 1979—2018年6月Ⅰ類(a)、Ⅱ類(b)東北移及東移低渦(c)的源地累計頻數(shù) (黑虛線是3 000 m的地形等高線，下同；黑色實心圓代表低渦頻次，實心圓的大小表示頻次數(shù)量)Fig.2 Source cumulative frequency of NEⅠ-TPV (a), NEⅡ-TPV (b), and E-TPV (c) in June from 1979 to 2018 (Black dotted line is the topographic contour of 3 000 m, same as below; black solid circle represents the vortex frequency and its size for number of frequency)

比較兩類東北移低渦移出高原后的相對渦度和垂直速度(圖3)，可以看出，東北移低渦在低渦中心低層(600 hPa以下)出現(xiàn)弱的下沉運動，同時上升運動中心偏離低渦中心，Ⅰ類低渦最大上升運動位于低渦東北側(cè)(圖3a等值線)，而Ⅱ類低渦同東移低渦(Li et al, 2020)一樣，上升區(qū)位于低渦東南側(cè)(圖3b等值線)。在強度上，Ⅰ類低渦反而較Ⅱ類低渦更強。相對渦度較移出高原前有所減弱，但垂直向有明顯的擴大(從850 hPa向上延伸至200 hPa以上)，大值仍維持在500 hPa附近。柳草等(2009)分析了6月一次東移低渦的結(jié)構(gòu)，同樣得出移出高原后相對渦度垂直伸展、垂直速度減弱的結(jié)論，而相對渦度移出高原后強度增大。

由此可見，Ⅱ類低渦移出前后的結(jié)構(gòu)與東移低渦相似，而與Ⅰ類低渦存在一定差異。在強度上，移出高原前Ⅱ類低渦和東移低渦較Ⅰ類低渦偏強，而移出高原后Ⅰ類低渦更強。另外，兩類東北移低渦移出高原后相對渦度在垂直方向進一步擴展，但相對渦度和垂直速度的強度有所減弱。

4 高原低渦的移動特征

以下比較高原低渦移出高原時的環(huán)流背景場及低渦在移出高原前后的移動速度，進一步揭示兩類東北移低渦與東移低渦的差異。

圖3 Ⅰ類(a)、Ⅱ類(b)東北移低渦移出高原后相對渦度(填色)及垂直速度(等值線，單位：10-1 Pa·s-1) 的經(jīng)度-高度(a1，b1)及緯度-高度(a2，b2)剖面 (橫坐標“0”為低渦中心，正方向分別為向東、向北)Fig.3 Vertical cross-sections in zonal (a1, b1) and meridional (a2, b2) of relative vorticity (colored), and vertical velocity (contour, unit: 10-1 Pa·s-1) of NEⅠ-TPV (a) and NEⅡ-TPV (b) after moving off the TP (“0” in abscissa is the vortex center, and the positive directions are east and north respectively)

4.1 影響高原低渦路徑的環(huán)流特征

有研究(陳功等，2012；李筱楊等，2019)指出高原低渦的結(jié)構(gòu)與海洋上熱帶氣旋類似，大多伴隨著渦旋狀云系，那么其移動方向是否也同熱帶氣旋一樣受到某一層引導氣流的影響？以下對低渦移出時的環(huán)流場進行合成分析。圖4為兩類東北移低渦和東移低渦移出高原前一個時次的200 hPa位勢高度場以及兩類東北移低渦相對于東移低渦的位勢高度偏差。從位勢高度場可以看到，對于Ⅰ類低渦(圖4a)，高原北部為西低東高的環(huán)流型，對應(yīng)高原北部較強的西南風，有利于低渦向東北方向移動。對于Ⅱ類低渦(圖4b)，中緯西風波動較弱，高原上以平直西風為主，導致低渦以東移為主，并在高原東邊緣向東北方向移出。對于東移低渦(圖4c)，高原東部為西高東低的環(huán)流型，高原處于西北風控制，由于低渦移動方向偏向于200 hPa氣流的左側(cè)(董克勤和劉治軍，1965)，導致低渦向東移出高原。此外，從位勢高度偏差場(陰影區(qū))可以看到，兩類東北移低渦相對于東移低渦，在高原東北側(cè)均存在正偏差，而西北側(cè)為負偏差，同時Ⅰ類低渦正負偏差偏西且偏強，從而導致了兩類東北移低渦和東移低渦移動方向和移出位置不同。

圖5給出了兩類東北移和東移低渦移出高原時500 hPa風場和相對渦度平流場。由圖可見，對于Ⅰ類低渦、Ⅱ類低渦和東移低渦，其正相對渦度平流分別位于高原北側(cè)(圖5a)、高原東北側(cè)(圖5b)及高原東側(cè)(圖5c)。根據(jù)位勢傾向方程可知，正相對渦度平流會使得位勢高度降低，致使低渦向正渦度平流區(qū)移動。6月副高脊線位于20°N以南，距高原低渦較遠，因此對東北移低渦的影響不明顯。而在河套地區(qū)的小高壓脊，可阻擋低渦的東移，且其在Ⅰ類低渦移出時最強(圖5a)，加之在內(nèi)蒙古西部的小的阻塞高壓，阻擋作用更明顯，從而使得Ⅰ類低渦移動方向更加偏北。而對于東移低渦(圖5c)，其位于東亞大槽后部，受槽后西北風以及副高北側(cè)西風的引導，有利于其向東移出高原后繼續(xù)向東移動。

圖4 Ⅰ類(a)、Ⅱ類(b)及東移低渦(c)在6月移出高原時的200 hPa位勢高度(等值線，單位：dagpm)和 兩類東北移低渦相對于東移低渦的位勢高度偏差(填色)Fig.4 The 200 hPa geopotential height (contour, unit: dagpm) and the geopotential height deviation of NE-TPV relative to E-TPV (colored) of NEⅠ-TPV (a), NEⅡ-TPV (b), and E-TPV (c) at the edge of the Tibetan Plateau in June

圖5 同圖4，但為500 hPa風場(箭矢，單位：m·s-1)和相對渦度平流(填色)Fig.5 Same as Fig.4, but for 500 hPa winds (vectors, unit: m·s-1) and relative vorticity advection (colored)

綜上分析可知，高原低渦的移動方向主要受到200 hPa中緯度西風波動和500 hPa高原以東槽脊的共同作用，高層西風引導氣流以及位勢高度異常很大程度上決定了低渦在高原的移動方向和移出位置，而其移出高原后的移動方向則主要受500 hPa槽脊的影響，其中河套高壓脊的強度與位置對東北移低渦移動方向的影響尤為重要。

4.2 高原低渦的移動速度

考慮到高原低渦在不同移動階段所處海拔高度及影響系統(tǒng)的差異，故將低渦移動過程分為三個階段：移出高原前、在高原邊緣下坡時以及移出高原后，并對東北移和東移低渦各階段的移動速度進行統(tǒng)計(圖6)。采用Wilcoxon秩和檢驗方法(Wilcoxon,1945)對不同階段低渦平均移動速度差異的顯著性進行了檢驗，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，三類低渦移動速度差異均能通過0.05的顯著性水平檢驗，即低渦移出時平均移動速度在40 km·h-1以上，大于低渦移出前(40 km·h-1左右)，而低渦移出后平均移動速度在30 km·h-1以下。產(chǎn)生此差異的可能原因在于低渦移出時海拔高度差較大，低渦下坡致使其移動速度加快，而移出后相比移出前，多受到對流層500 hPa短波脊的阻擋，致使其移動速度有所減慢。

對于相同階段兩類東北移和東移低渦的移動速度，同樣存在較大差異。Ⅰ類東北移低渦生成于高原北側(cè)，位于200 hPa脊后并以東北移為主(圖4a)，由于脊區(qū)風速較小，致使Ⅰ類低渦移動速度較緩，幾乎75%的Ⅰ類低渦移動速度在43 km·h-1以內(nèi)；而Ⅱ類低渦與東移低渦在高原上均以東移為主，其順西風而行，移動速度自然更快。因此，在第一階段去除兩個極端大值外，Ⅰ類低渦移動速度整體上明顯小于Ⅱ類低渦與東移低渦；東移低渦平均移動速度略弱于Ⅱ類低渦。移出高原后，東移低渦移動速度由移出前的36 km·h-1減弱至31 km·h-1，Ⅰ類低渦平均移動速度也由移出前的32 km·h-1減弱至26 km·h-1，而Ⅱ類低渦移動速度減弱幅度最大，移出前平均移動速度可達40 km·h-1，移出后卻與Ⅰ類低渦相差無幾，其原因在于Ⅱ類低渦移出后由東移轉(zhuǎn)為東北移，與Ⅰ類低渦一樣受到河套小高壓脊的阻擋，移動速度自然減弱更明顯。

圖6 Ⅰ類(紅色)、Ⅱ類(藍色)及東移(綠色) 低渦在三個階段的移動速度的箱線圖 (實心圓為平均值)Fig.6 The quartile boxplot of moving speed of NEⅠ-TPV (red), NEⅡ-TPV (blue) and E-TPV (green) at three stages (The filled circle represents the average)

由此可見，除了海拔高度差的影響外，高原低渦的移動速度與其移動方向密切相關(guān)，低渦東移時移動速度更快，因此移出高原前及移出時，Ⅱ類低渦與東移低渦移動速度明顯快于Ⅰ類低渦,而移出高原后兩類東北移低渦平均移動速度較東移低渦更慢。

5 東北移高原低渦對降水的影響

以下主要從低渦降水范圍及強度兩個方面探討兩類東北移低渦對降水影響，其中選取低渦周圍6°×6°的區(qū)域作為低渦的影響范圍(Li et al,2019)。

5.1 高原低渦降水范圍

圖7給出了6月兩類東北移低渦移出高原后產(chǎn)生的累計降水及500 hPa位勢高度合成結(jié)果。從Ⅰ類低渦合成的位勢高度場可見，在高原東北部存在一個小槽，Ⅰ類低渦在高原北邊緣移出后，其活動區(qū)域主要位于新疆東部及河西走廊西部，故其引發(fā)的降水主要分布在河西走廊、青海西北部地區(qū)(圖7a)，降水區(qū)位于500 hPa低壓槽底部。而Ⅱ類低渦移出后，在500 hPa上從內(nèi)蒙古中部向甘肅南部伸出低壓槽，低渦主要活動于西北地區(qū)東部以及內(nèi)蒙古中部，故其引發(fā)的降水主要發(fā)生在甘肅東部、寧夏及陜西北部，位于低壓槽前，同時降水大值中心位于陜甘寧三省交界處以及陜西南部大巴山附近(圖7b)。而對于東移低渦，其移出后引發(fā)的降水主要位于四川、淮河上游以及長江中下游(Li et al,2019)，可見其相對于Ⅱ類東北移低渦的影響區(qū)域偏南且偏東，同時影響范圍更廣。

圖7 6月Ⅰ類(a)及Ⅱ類(b)東北移低渦移出后的總降水(陰影)及500 hPa位勢高度(等值線，單位：dagpm)Fig.7 Total precipitation (shaded) and 500 hPa geopotential height (contour, unit: dagpm) after the NEⅠ-TPV (a) and NEⅡ-TPV (b) moving off the TP

5.2 高原低渦降水強度

由于合成降水不能直觀地了解降水強度之間的差異，因此需要對每次東北移低渦過程在移出高原后的階段引發(fā)的最大日雨量進行統(tǒng)計，并與東移低渦(考慮到東移低渦移至華東地區(qū)后，降水的影響因素更為復雜，因此只統(tǒng)計其移出后1 000 km以內(nèi)的降水)進行對比，以比較不同路徑低渦對降水強度的具體影響(表2)。

由表2可知，6月Ⅰ類低渦引發(fā)的降水以小雨為主，日雨量達到50 mm以上的只有1次；而Ⅱ類低渦最大降水以大雨為主的頻次(占比為46.1%)，能夠引發(fā)暴雨的低渦占到該類低渦總數(shù)的23.1%；對于東移低渦，有40%以上的低渦能夠在移出后1 000 km 范圍內(nèi)引發(fā)暴雨，僅有23.5%的低渦移出后引發(fā)的最大降水在25 mm以下。對于不同路徑低渦降水強度的差異，原因在于河西走廊深居內(nèi)陸，熱帶及副熱帶海洋水汽輸送至此的寥寥無幾，致使該區(qū)域水汽貧乏，降水稀少,而西北地區(qū)東部地處季風區(qū)與非季風區(qū)的過渡區(qū)，由于兩地水汽條件等背景的差異，這勢必導致低渦移入后對不同區(qū)域產(chǎn)生的降水存在差異。

表2 兩類東北移低渦及東移低渦移出后引發(fā)的最大 降水量級發(fā)生頻次統(tǒng)計Table 2 Frequency of the maximum precipitation caused by TPVs after moving off the TP

經(jīng)上統(tǒng)計分析，發(fā)現(xiàn)Ⅰ類低渦移出后影響范圍較小且降水強度較弱，Ⅱ類低渦移出后的降水強度明顯較Ⅰ類低渦強，且影響范圍更廣，但略弱于東移低渦。產(chǎn)生差異的原因一方面在于不同區(qū)域水汽條件不同，另一方面在于高原低渦以及其他影響系統(tǒng)強度存在差異。

6 結(jié)論與討論

基于1979—2018年高原低渦數(shù)據(jù)庫，針對東北移高原低渦數(shù)量最多的初夏(6月)，本文將東北移低渦細分為Ⅰ類低渦(從北邊緣移出)和Ⅱ類低渦(從東邊緣移出)，分析了兩類東北移低渦的源地、路徑、結(jié)構(gòu)和移動速度等特征，并與東移低渦特征進行比較，得到以下主要結(jié)論：

(1)對于低渦渦源，發(fā)現(xiàn)Ⅰ類低渦主要生成于高原西北部，Ⅱ類低渦絕大部分生成于33°N以北地區(qū)，存在3個源地；東移低渦分布較廣，其中的95%以上生成于35°N以南，相對兩類東北移低渦的生成源地，東移低渦源地位置整體偏南。

(2)Ⅱ類低渦在高原上活動的階段，在強度上均較Ⅰ類低渦更強，移出高原后兩類低渦相對渦度的強度均明顯減弱；對于垂直結(jié)構(gòu)，移出高原后，Ⅰ類低渦最大上升運動位于低渦東北側(cè)，而Ⅱ類低渦同東移低渦相似，最大上升區(qū)位于低渦東南側(cè)。

(3)高原低渦的移動方向受到200 hPa中緯西風氣流和500 hPa高原以東槽脊的共同作用，低渦在高原的移動方向及移出位置主要受高層西風影響，兩類東北移低渦相對于東移低渦，在高原東北側(cè)均存在位勢高度正偏差場，而西北側(cè)為負偏差；在其移出高原后，移動路徑主要受到500 hPa槽脊的影響，尤其需要關(guān)注河套高壓脊對東北移低渦的阻擋作用。

(4)低渦移動速度一方面受到海拔高度差的影響，另一方面也與移動方向有關(guān)。在西風氣流引導下，向東移動的低渦通常具有更快的移動速度，因此移出高原前Ⅱ類低渦和東移低渦移動速度明顯快于Ⅰ類低渦；移出高原后兩類東北移低渦平均移動速度較東移低渦更慢。

(5)Ⅱ類低渦及東移低渦移出后引發(fā)降水的范圍更廣，且引發(fā)強降水的比例更高。Ⅰ類低渦移出后主要影響河西走廊地區(qū)，且降水以小雨為主；Ⅱ類低渦主要影響西北地區(qū)東部，其中有七成的低渦會產(chǎn)生大到暴雨。

本文對東北移高原低渦的特征做了較深入的統(tǒng)計分析，發(fā)現(xiàn)Ⅰ類和Ⅱ類低渦在不同特征上存在較大差異，說明對東北移低渦分類研究的必要性。但需要指出的是，盡管本文統(tǒng)計時段較長，但此類低渦總量仍相對較少，在對其統(tǒng)計時部分認識可能缺乏代表性。此外，高原低渦移出后對降水影響只做了初步分析，關(guān)于低渦強度、生命史、對降水強度的影響以及低渦與降水之間的內(nèi)在聯(lián)系等問題，今后需挑選典型的東北移低渦個例進一步進行診斷分析。

致 謝：特別感謝林志強博士提供高原低渦數(shù)據(jù)庫。