春季東海黑潮鋒影響強(qiáng)對(duì)流的個(gè)例分析

周解夢(mèng)，張?zhí)K平,2，張銀意

(1.中國海洋大學(xué)海洋與大氣學(xué)院，山東 青島 266100；2.中國海洋大學(xué)物理海洋教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，山東 青島 266100； 3.連云港市氣象局，江蘇 連云港 222006)

引言

東海是我國經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、軍事等各方面活動(dòng)頻繁的海域。春季冷暖空氣交換頻繁，易出現(xiàn)對(duì)流性天氣[1]。海上大風(fēng)、強(qiáng)降水等對(duì)流性天氣會(huì)影響海上社會(huì)經(jīng)濟(jì)活動(dòng)，研究其形成機(jī)理可以為進(jìn)一步提高海上強(qiáng)天氣預(yù)報(bào)服務(wù)提供理論支持。

東海作為我國和西太平洋的邊緣海，其西北側(cè)具有寬廣的大陸架，東南側(cè)為沖繩海槽，兼有淺海和深海的特征[2]。流經(jīng)東海的黑潮，在冬春季可與北側(cè)的陸架冷水之間形成強(qiáng)的海表面溫度梯度，即東海黑潮鋒[2-3]。研究[4-7]表明，東海黑潮鋒可調(diào)節(jié)區(qū)域氣候和低云。XU et al.[8]研究發(fā)現(xiàn)東海黑潮上存在表層風(fēng)輻合和降水帶，其中對(duì)流性降水比層狀云降水對(duì)海洋鋒更為敏感。類似的區(qū)域氣候效應(yīng)在灣流和黑潮延伸體等處均有表現(xiàn)[9-11]。此外LIU et al.[12]分析低云對(duì)東海黑潮鋒的響應(yīng)，發(fā)現(xiàn)春季暖水側(cè)有突破海洋大氣邊界層(marine atmospheric boundary layer, MABL)的深厚云。

天氣尺度上，有學(xué)者[13-15]探究了MABL垂直結(jié)構(gòu)和低云對(duì)東海黑潮海表面溫度鋒(黑潮鋒)的響應(yīng)，以及跨海洋鋒變化。如海洋鋒引起的次級(jí)環(huán)流導(dǎo)致暖水側(cè)MABL加深，云底升高，冷水側(cè)出現(xiàn)相反的現(xiàn)象[16-17]。楊爽等[18]選取了不同季節(jié)低云響應(yīng)的個(gè)例，發(fā)現(xiàn)春季邊界層穩(wěn)定時(shí)低壓前部出現(xiàn)層云，向北云頂高度降低。JIANG et al.[19]在海洋渦旋區(qū)域發(fā)現(xiàn)來自暖水上空的水汽在風(fēng)輻合作用下，強(qiáng)迫局地對(duì)流云發(fā)展。以上這些研究主要集中于MABL內(nèi)云的響應(yīng)，對(duì)于突破MABL發(fā)展到自由大氣的深厚對(duì)流云形成機(jī)理尚少有研究，而后者也是東海黑潮鋒影響自由大氣乃至大氣環(huán)流異常的重要途徑[20-21]。

目前常用來解釋東海黑潮鋒影響大氣的物理機(jī)制有垂直混合機(jī)制和氣壓調(diào)整機(jī)制。垂直混合機(jī)制中，暖海面上空大氣不穩(wěn)定，垂直混合強(qiáng)，上層高的動(dòng)量傳遞到海表面，導(dǎo)致表層風(fēng)速增強(qiáng)[22-23]。在氣壓調(diào)整機(jī)制中，假設(shè)MABL的熱力結(jié)構(gòu)直接受海面溫度(sea surface temperature, SST)控制，暖海面使得邊界層空氣增暖，海平面氣壓降低，反之冷海面使空氣變冷，氣壓升高，因此氣壓梯度出現(xiàn)在海洋鋒區(qū)上空，海洋鋒兩側(cè)的氣壓異?？赡軐?dǎo)致次級(jí)環(huán)流[24]。

春季東海黑潮鋒強(qiáng)度強(qiáng)盛，大氣冷暖氣團(tuán)活動(dòng)頻繁。本文針對(duì)2018年4月30日黑潮鋒附近一次對(duì)流云團(tuán)發(fā)展和強(qiáng)降水天氣，利用衛(wèi)星觀測(cè)和再分析數(shù)據(jù)等資料，分析天氣尺度擾動(dòng)和黑潮鋒強(qiáng)迫對(duì)強(qiáng)降水天氣發(fā)展的貢獻(xiàn)。本研究有助于分析天氣尺度擾動(dòng)下黑潮鋒強(qiáng)迫低云發(fā)展至自由大氣的機(jī)理，也可為分析全球變暖背景下強(qiáng)降水發(fā)生概率增加的原因提供參考。

1 資料和方法

本文所用的降水資料來自于GPM衛(wèi)星的三級(jí)產(chǎn)品IMERG Final Precipitation (https://doi.org/10.5067/GPM/IMERG/3B-HH/06)，經(jīng)過全球雨量站點(diǎn)進(jìn)行校正，空間分辨率為0.1°，時(shí)間分辨率為0.5 h。云水路徑和云微物理參數(shù)來自于MODIS的二級(jí)產(chǎn)品MYD06 (http://dx.doi.org/10.5067/MODIS/MYD06_L2.061)，空間分辨率為1 km。使用歐洲中期天氣預(yù)報(bào)中心(European Centre for Medium-Range Weather Forecasts, ECMWF)提供的全球大氣再分析資料EAR5 (https:// doi.org/10.24381/cds.bd0915c6, https://doi.org/10.24381/cds.adbb2d47)，水平分辨率為0.25°，時(shí)間間隔為1 h，200 hPa以下共23層。若無特別說明，文中所使用的SST均來自于美國國家海洋與大氣管理局(National Oceanic and Atmospheric Administration, NOAA)提供的逐日最佳插值海面溫度(Optimum Interpolation Sea Surface Temperature, OISST)(https://www.ncei.noaa.gov/data/sea-surface-temperature-optimum-interpolation/v2.1/access/avhrr/)，空間分辨率為0.25°[25]。

文中利用下方公式診斷分析水汽條件：

(1)

利用潛熱函數(shù)F計(jì)算潛熱釋放H，兩者計(jì)算方式如下：

(2)

(3)

其中L為凝結(jié)潛熱，取常數(shù)值為2.5×106J·kg-1；R為干空氣的氣體常數(shù)，值為287 m2·s-2·K-1；cp為標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的空氣定壓比熱容，值為1 000 J·kg-1·K-1；Rw為水汽的氣體常數(shù)，值為460 m2·s-2·K-1[26]。qs為飽和比濕，單位為kg·kg-1；T為氣溫，單位為K；p為氣壓，單位為Pa；F的單位為Pa-1，ω為p坐標(biāo)中的垂直速度，單位為Pa·s-1。

2 衛(wèi)星對(duì)云雨的觀測(cè)

本文將SST梯度大于4×10-2℃·km-1的區(qū)域定為海洋鋒所在位置(圖1)，圖1品紅色實(shí)線所圍的最大區(qū)域?yàn)闁|海黑潮鋒。線AB上位于黑潮鋒區(qū)域的部分即圖2b橫坐標(biāo)軸上的紫線位置，其緯度在28.375°～29.125°N，經(jīng)度在126°E左右。由MODIS可見光云圖(圖2a)可知，2018年4月30日05時(shí)(UTC，下同)黑潮鋒上方云團(tuán)呈亮白色且有暗影，說明此處的云高于周圍的云[27]，相當(dāng)黑體亮溫(black-body temperature, TBB)低于-32 ℃(圖略)。根據(jù)MYD06云產(chǎn)品，05時(shí)在黑潮鋒南北兩側(cè)，云光學(xué)厚度等量值較小，變化比較平穩(wěn)；在黑潮鋒附近出現(xiàn)突變，量值明顯增大，振幅增大：云團(tuán)的云光學(xué)厚度介于80～160(圖2b)；云水路徑在1 kg·m-2左右，最大達(dá)4 kg·m-2(圖2c)；云中有效粒子半徑大于15 μm，最大達(dá)45 μm(圖2d)，而層云有效半徑一般小于10 μm[28]。綜合上述特征，可以看出此云團(tuán)為深厚的對(duì)流云團(tuán)。

30日00—12時(shí)黑潮鋒上方累計(jì)降水量達(dá)30 mm以上(圖3b)，為暴雨以上級(jí)別，但該時(shí)段前后12 h累計(jì)降水量均在15 mm以下(圖3a、c)。小時(shí)降水中心表現(xiàn)出自西向東移動(dòng)的特征，但當(dāng)其移動(dòng)至東海黑潮鋒區(qū)時(shí)，小時(shí)降水中心強(qiáng)度增強(qiáng)，且移動(dòng)速度變慢(圖略)，從而導(dǎo)致30日00—12時(shí)的累計(jì)降水量增加。這些特征進(jìn)一步表明，黑潮鋒上空生成了對(duì)流云團(tuán)，并伴隨強(qiáng)降水。這種云雨在黑潮鋒附近突然加強(qiáng)形成的機(jī)理是什么？

圖1 2018年4月30日SST(色階，單位：℃)的空間分布(品紅色實(shí)線區(qū)域內(nèi)SST梯度≥4×10-2 ℃·km-1，黑線AB為沿黑潮鋒的剖面)Fig.1 SST field (color scale, units: ℃) on 30 April 2018 (area inside magenta solid line for SST gradient greater than or equal to 4×10-2 ℃·km-1, line AB for profile along the Kuroshio front)

圖2 2018年4月30日 05時(shí)MODIS可見光云圖(a，紅色實(shí)線同圖1中AB，藍(lán)色三角形表示黑潮鋒上云團(tuán)位置)、沿圖1中AB云光學(xué)厚度(b，紅色實(shí)線)的分布(橫坐標(biāo)軸上品紅色實(shí)線為黑潮鋒的位置，下同)、云中液態(tài)水路徑(c，綠色實(shí)線，單位：kg·m-2)以及云有效粒子半徑(d，藍(lán)色實(shí)線，單位：μm)Fig.2 MODIS visible cloud imagery (a, red solid line denoting the same as line AB in Fig.1, blue triangle for cloud cluster above the Kuroshio Front), distribution of cloud optical thickness (b, red solid line) along line AB in Fig.1 (magenta solid line on horizontal axis for position of the Kuroshio Front, the same hereinafter), liquid water path (c, green solid line, units: kg·m-2), and cloud effective particle radius (d, blue solid line, units: μm) at 05:00 UTC 30 April 2018

圖3 12 h累計(jì)降水量(色階，單位：mm；a. 4月29日12時(shí)—4月30日00時(shí)，b. 4月30日00—12時(shí)，c. 4月30日12時(shí)—5月1日00時(shí)；降水?dāng)?shù)據(jù)來自IMERG Final Precipitation)疊加SST(等值線，單位：℃) Fig.3 Accumulated precipitation of 12 hours (color scale, units: mm; a. from 12:00 UTC 29 to 00:00 UTC 30 April, b. from 00:00 UTC to 12:00 UTC 30 April, c. from 12:00 UTC 30 April to 00:00 UTC 1 May; precipitation data from IMERG Final Precipitation) superimposed with SST (isoline, units: ℃)

3 天氣背景

圖4紅色三角形代表黑潮鋒上方對(duì)流云團(tuán)的位置(圖2)，視為本研究的目標(biāo)區(qū)。2018年4月29日12時(shí)—30日00時(shí)，500 hPa高度上東海位于副熱帶高壓的北側(cè)，受短波槽影響(圖4a、b)。850 hPa為西南風(fēng)，風(fēng)速為8～12 m·s-1。海平面氣壓場(chǎng)上，東海處于大陸低壓和太平洋高壓之間，30日00時(shí)受東南風(fēng)與西南風(fēng)影響出現(xiàn)大片風(fēng)輻合區(qū)(圖4c、d)。高空短波槽攜帶弱冷空氣東移南下，西南氣流帶來暖濕空氣，低空處于偏南氣流中，這種高低空天氣形勢(shì)為東海海區(qū)出現(xiàn)云和降水提供了條件。

由圖3a可以看出，東海有大范圍的降水，降水中心從陸地到海上呈緯向分布。但僅僅根據(jù)天氣形勢(shì)并不能完全解釋30日00—12時(shí)目標(biāo)區(qū)對(duì)流云團(tuán)的迅速發(fā)展和降水的明顯增強(qiáng)(圖3b)。30日12時(shí)東海逐漸轉(zhuǎn)為高壓脊控制，西南氣流減弱，導(dǎo)致降水減弱。

圖4 500 hPa高度場(chǎng)(藍(lán)色等值線，單位：dagpm)、850 hPa風(fēng)場(chǎng)(風(fēng)矢，單位：m·s-1)和溫度(紅色虛線，單位：℃)(a、b)以及海平面氣壓場(chǎng)(等值線，單位：hPa)、10 m風(fēng)場(chǎng)(風(fēng)矢，單位：m·s-1)和風(fēng)輻合度(色階，單位：-10-6 s-1)(c、d)(a、c. 2018年4月29日12時(shí)，b、d. 30日00時(shí)；紅色三角形代表對(duì)流云團(tuán)位置)Fig.4 Geopotential height (blue isoline, units: dagpm) at 500 hPa, wind field (wind barb, units: m·s-1) at 850 hPa, and temperature (red dashed line, units: ℃) at 850 hPa (a/b) and sea-level pressure (isoline, units: hPa), wind filed (wind barb, units: m·s-1) at 10 m, and wind convergence (color scale, units: -10-6 s-1) at 10 m (c/d) at 12:00 UTC 29 (a/c) and 00:00 UTC 30 (b/d) April 2018 (red triangle for position of convective cloud cluster)

4 對(duì)流云團(tuán)的爆發(fā)

4.1 邊界層垂直結(jié)構(gòu)分析

沿126°E作相當(dāng)位溫θe的經(jīng)向剖面，29日12時(shí)—30日00時(shí)黑潮鋒上方邊界層高度在850 hPa左右，邊界層內(nèi)存在低云，大氣層結(jié)呈現(xiàn)弱穩(wěn)定性(圖5a)。黑潮鋒邊界層頂下方和黑潮鋒北側(cè)850 hPa附近均為上升運(yùn)動(dòng)，范圍較大。根據(jù)ω方程，暖平流區(qū)對(duì)應(yīng)上升運(yùn)動(dòng)(圖4a)。以上表明西南氣流攜帶大量水汽，配合上升運(yùn)動(dòng)在黑潮鋒上空形成低云和降水。由29日18時(shí)黑潮鋒區(qū)單點(diǎn)(28.75°N，126°E)的溫濕廓線(圖6a)可以更清楚地看出，大氣低層溫度隨高度的變化接近干絕熱遞減率，溫度露點(diǎn)差較大；925 hPa向上至850 hPa大氣的露點(diǎn)溫度隨高度明顯增加，溫度露點(diǎn)差減小，風(fēng)為西南風(fēng)，對(duì)應(yīng)云的生成。

30日00—12時(shí)黑潮鋒上空已經(jīng)沒有明顯的邊界層頂，從海面到700 hPa以上均為較強(qiáng)的上升運(yùn)動(dòng)，云層垂直向上發(fā)展，云內(nèi)的θe相對(duì)均勻(圖5e)，對(duì)應(yīng)衛(wèi)星監(jiān)測(cè)到的對(duì)流云團(tuán)和中尺度強(qiáng)降水中心。相比圖6a，圖6b中925 hPa以下露點(diǎn)溫度和溫度進(jìn)一步增加，抬升凝結(jié)高度下降，飽和層厚度顯著增加，層結(jié)曲線更趨于濕絕熱溫度遞減率。

圖5 沿126°E經(jīng)向剖面的云中液態(tài)水含量(色階，單位：g·kg-1)、相當(dāng)位溫θe(紅色等值線，單位：K)、經(jīng)向風(fēng)(單位：m·s-1)和垂直速度(單位：-10-1 Pa·s-1)的合成(風(fēng)矢)(a、e)，2 m氣溫(紅色實(shí)線)、SST(藍(lán)色實(shí)線)和海氣溫差(藍(lán)柱)的分布(b、f，單位：℃)，10 m風(fēng)速(紅色實(shí)線，單位：m·s-1)和風(fēng)向(藍(lán)色實(shí)線，單位：°)的分布(c、g)以及潛熱通量(紅色實(shí)線)和感熱通量(藍(lán)色實(shí)線)的分布(d、h，單位：W·m-2)(a—d. 4月29日12時(shí)—30日00時(shí)平均，e—h. 4月30日00—12時(shí)平均；以上數(shù)據(jù)來自于ERA5)Fig.5 Cloud liquid water content (color scale, units: g·kg-1), equivalent potential temperature θe (red isoline, units: K), and wind (wind barb) composed of meridional wind (units: m·s-1) and vertical velocity (units: -10-1 Pa·s-1) (a/e); sea air temperature (SAT; red solid line) at 2 m, SST (blue solid line), and sea-air temperature difference (blue bar) (b/f, units: ℃); wind speed (red solid line, units: m·s-1) and wind direction (blue solid line, unis: °) at 10 m (c/g); latent heat flux (red solid line) and sensible heat flux (blue solid line) (d/f, units: W·m-2 ) (a-d for average values from 12:00 UTC 29 to 00:00 UTC 30 April and e-h for average values from 00:00 UTC to 12:00 UTC 30 April along meridional section of 126°E; data from ERA5)

圖6 2018年4月29日18時(shí)(a)和30日05時(shí)(b)黑潮鋒單點(diǎn)(28.75°N，126°E)的溫濕度廓線(黑色實(shí)線為氣塊絕熱上升時(shí)溫度變化曲線，紅色實(shí)線為溫度，綠色實(shí)線為露點(diǎn)溫度，紅色虛線為干絕熱線，紫色虛線為濕絕熱線，灰色實(shí)線為等溫線，單位均為℃；風(fēng)矢，單位：kt；綠色虛線為等飽和比濕線，單位：g·kg-1；藍(lán)色虛線為0 ℃線；以上數(shù)據(jù)來自于ERA5)Fig.6 Vertical profile of temperature and humidity at a point (28.75°N, 126°E) of the Kuroshio Front at 18:00 UTC 29 (a) and 05:00 UTC 30 (b) April 2018 (black solid line for temperature curve of air parcel during adiabatic ascending, red solid line for temperature, green solid line for dew point, red dashed line for dry adiabat, purple dashed line for moist adiabat, gray solid line for isotherm, units: ℃; wind barb, units: kt; green dashed line for isohume, units: g·kg-1; blue dashed line for isotherm of 0 ℃; data from ERA5)

4.2 東海黑潮鋒的影響

根據(jù)垂直混合機(jī)制[22-23]，黑潮鋒的暖水側(cè)邊界層處于不穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)，湍流混合加強(qiáng)，有助于邊界層頂動(dòng)量下傳至海表面，使表層風(fēng)速增加，反之冷水側(cè)邊界層穩(wěn)定，湍流弱，不利于動(dòng)量的垂直傳輸，風(fēng)速減弱(圖7a)。30日00—12時(shí)風(fēng)散度與順風(fēng)方向SST梯度大致成線性相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為0.73(圖7b)，明顯超過氣候態(tài)東南風(fēng)背景下兩者的相關(guān)系數(shù)[30]。在該時(shí)段的前12 h內(nèi)，黑潮鋒區(qū)域風(fēng)速減弱的特征并不明顯，風(fēng)散度與順風(fēng)方向SST梯度間的相關(guān)性一般，可能與背景風(fēng)速較弱有關(guān)。因此以上表明29日12時(shí)開始，經(jīng)過約12 h的調(diào)整后，30日00—12時(shí)表層風(fēng)輻合對(duì)黑潮鋒的強(qiáng)迫產(chǎn)生顯著的響應(yīng)[31]。

圖7 2018年4月30日00—12時(shí)平均的10 m風(fēng)場(chǎng)(風(fēng)矢，單位：m·s-1)、10 m風(fēng)速(色階，單位：m·s-1)和SST(等值線，單位：℃)的分布(a)以及SST梯度順風(fēng)分量(單位：10-2 ℃·km-1)和散度(單位：10-5 s-1)的散點(diǎn)圖(b；所選區(qū)域?yàn)閍中白色方框，相關(guān)系數(shù)通過了99%的顯著性檢驗(yàn))Fig.7 Average wind field (wind barb, units: m·s-1) at 10 m, wind speed (color scale, units: m·s-1) at 10 m, and SST (isoline, units: ℃) (a) and scatter of downwind SST gradient (units: 10-2 ℃·km-1) and wind divergence (units: 10-5 s-1) (b; the selected area is the white rectangle in Fig.7a and the correlation coefficient passes significance test at 99% level) from 00:00 UTC to 12:00 UTC 30 April 2018

圖8 2018年4月30日00時(shí)—12時(shí)平均的10 m緯向風(fēng)輻合(-du/dx，色階，單位：-10-6 s-1)和10 m風(fēng)場(chǎng)(風(fēng)矢)分布(a)、10 m經(jīng)向風(fēng)輻合(-dv/dy，色階，單位：-10-6 s-1)和10 m風(fēng)場(chǎng)(風(fēng)矢)分布(b)以及經(jīng)向風(fēng)輻合的差(c；b與前12 h的差)(等值線為疊加SST，單位：℃)Fig.8 Distribution of zonal component of wind convergence (-du/dx, color scale, units: -10-6 s-1) at 10 m and wind field (wind barb) at 10 m (a) & distribution of meridional component of wind convergence (-dv/dy, color scale, units: -10-6 s-1) at 10 m and wind field (wind barb) at 10 m averaged from 00:00 UTC to 12:00 UTC 30 April 2018(b) & difference (c) between Fig.8b and 12 h before (isoline for superimposed SST, units: ℃)

4.3 凝結(jié)潛熱

結(jié)合公式(1)，30日00時(shí)黑潮鋒上方水汽通量輻合中的水汽平流項(xiàng)強(qiáng)度達(dá)-10-7g·cm-2·hPa-1·s-1，與風(fēng)的輻合項(xiàng)相當(dāng)(圖9a)，有利于強(qiáng)降水前增加比濕。05時(shí)對(duì)流云團(tuán)發(fā)展時(shí)風(fēng)的輻合項(xiàng)更強(qiáng)，達(dá)-10-6g·cm-2·hPa-1·s-1，受偏南氣流影響隨高度向北傾斜(圖9b)。

由公式(2)和公式(3)可知，水汽凝結(jié)釋放的潛熱與凝結(jié)函數(shù)F和上升速度的乘積成正比，且滿足空氣飽和的條件，所以00時(shí)潛熱釋放主要位于925～850 hPa間，強(qiáng)度為0.4 K·h-1左右(圖9c)，對(duì)應(yīng)上升運(yùn)動(dòng)和飽和層(圖略)。05時(shí)低層水汽通量輻合增強(qiáng)，上升運(yùn)動(dòng)顯著增強(qiáng)，凝結(jié)潛熱高值中心強(qiáng)度達(dá)1.6 K·h-1(圖9d)。

圖9 2018年4月30日00時(shí)(a、c)和05時(shí)(b、d)水汽平流項(xiàng)(等值線)和風(fēng)的輻合項(xiàng)(色階)(a、b，單位：-10-7 g·cm-2·hPa-1·s-1))以及垂直速度(色階，單位：-10-1 Pa·s-1)和潛熱加熱(等值線，單位：10-1 K·h-1)(c、d)緯向(125.75°～126.25°E)平均的經(jīng)向-高度剖面Fig.9 Latitude-height section of moisture advection term (isoline) and wind convergence term (color scale) (a/b, units: -10-7 g·cm-2·hPa-1·s-1) & section of vertical velocity (color scale, units: -10-1 Pa·s-1) and latent heat release (isoline, units: 10-1 K·h-1) (c/d) averaged between 125.75°E and 126.25°E at 00:00 UTC (a/c) and 05:00 UTC (b/d) 30 April 2018

經(jīng)過約12 h的調(diào)整，黑潮鋒在垂直混合機(jī)制的影響下強(qiáng)迫風(fēng)速減弱，疊加天氣擾動(dòng)的影響，鋒區(qū)上方輻合強(qiáng)。30日00—05時(shí)水汽在黑潮鋒上方輻合抬升凝結(jié)，釋放的潛熱可能導(dǎo)致空氣增溫，產(chǎn)生更強(qiáng)的上升運(yùn)動(dòng)、低層水汽輻合和高層水汽輻散(圖9a、b)。換言之，本次強(qiáng)對(duì)流過程中很有可能存在水汽輻合抬升和凝結(jié)潛熱釋放間的正反饋機(jī)制。由前人研究[9,32]也可知，潛熱釋放和正反饋機(jī)制在將海洋鋒的影響從大氣邊界層傳遞到對(duì)流層過程中起著重要作用。

30日05時(shí)黑潮鋒700 hPa上還存在一個(gè)偏弱的上升中心，有潛熱釋放(圖9d)，表明此正反饋機(jī)制可能影響到了700 hPa，或者低層的潛熱被輸送到高層，促進(jìn)上升運(yùn)動(dòng)發(fā)展[33]。

5 結(jié)論

根據(jù)衛(wèi)星觀測(cè)和再分析數(shù)據(jù)，本文分析了2018年4月30日東海黑潮鋒附近一次對(duì)流云團(tuán)發(fā)展，且伴隨強(qiáng)降水天氣的過程，發(fā)現(xiàn)00—12時(shí)對(duì)流云團(tuán)發(fā)展和降水強(qiáng)度增強(qiáng)是黑潮鋒強(qiáng)迫和天氣擾動(dòng)相配合的結(jié)果。以下為主要結(jié)論：

(1)29日12時(shí)—30日00時(shí)，東海500 hPa上受短波槽的控制，低層為西南暖濕氣流，海平面氣壓場(chǎng)上位于陸地低壓和海上高壓之間，由此出現(xiàn)大范圍降水。黑潮鋒上空大氣邊界層相對(duì)穩(wěn)定，暖濕空氣抬升形成低云。

(3)經(jīng)過約12 h的調(diào)整，30日00—12時(shí)黑潮鋒強(qiáng)迫冷水側(cè)表層風(fēng)速減弱，風(fēng)散度與順風(fēng)方向SST梯度的相關(guān)性高達(dá)0.73，說明表層風(fēng)對(duì)黑潮鋒有所響應(yīng)，并以垂直混合機(jī)制的作用為主。其中黑潮鋒強(qiáng)迫的風(fēng)輻合強(qiáng)度達(dá)-1.6×10-5s-1，疊加天氣擾動(dòng)的影響，促進(jìn)低云發(fā)展為對(duì)流云團(tuán)。

(4)黑潮鋒上方水汽抬升凝結(jié)，釋放的潛熱可能又反過來加強(qiáng)抬升，從而構(gòu)成正反饋過程。潛熱釋放和此正反饋過程對(duì)文中對(duì)流云團(tuán)的發(fā)展和降水的增強(qiáng)有一定影響。

本文的結(jié)論主要是通過分析春季東海黑潮鋒區(qū)域一次較為明顯的強(qiáng)對(duì)流天氣過程得到的，其中海洋鋒強(qiáng)迫大氣的物理過程還可通過數(shù)值模擬和數(shù)值試驗(yàn)等進(jìn)一步驗(yàn)證。