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为深入了解西南涡（SWV）与中尺度重力波（MGW）相关性及四川盆地（SCB）对流过冲（OC）形成机制，研究人员利用多种数据，分析 2022 年 7 月 18 日相关过程，发现 MGW 影响 SWV 强度，有利条件下可形成 OC，对相关研究意义重大。
在气象研究领域，四川盆地的天气变化一直是备受关注的焦点。这里地形复杂，山峦起伏，天气系统在这里相互交织、碰撞，常常引发暴雨、夜间降雨等极端天气现象。以往研究表明，地形与天气系统的相互作用，以及中尺度重力波（MGW）在其中扮演的角色，对盆地内的天气变化有着重要影响。然而，目前对于西南涡（SWV）、中尺度重力波与对流过冲（OC，一种比对流层深对流更强的对流，其对流高度能跨越对流层顶到达平流层底部）之间的关联特性，以及对流过冲在四川盆地的形成机制，人们的了解还十分有限。这些知识的缺失，使得气象预报的精准度难以进一步提高，无法更好地为当地居民的生活和生产活动提供保障。为了填补这些知识空白，来自国内的研究人员针对 2022 年 7 月 17 - 18 日四川盆地一次包含西南涡和中尺度重力波的暴雨过程展开了深入研究。他们希望通过剖析这一典型案例，揭示对流过冲在西南涡环流中的形成机制，深化对西南涡与中尺度重力波相关性的理解，进而为气象预报和防灾减灾提供更坚实的理论基础。该研究成果发表在《Dynamics of Atmospheres and Oceans》上。
研究人员在此次研究中，主要运用了多种数据资料进行分析。其中包括欧洲中期天气预报中心的 0.25°×0.25° 分辨率的第五代每小时再分析数据（ERA5 hourly data），该数据为研究中尺度重力波的特征提供了重要依据；GPM 卫星降水产品，用于分析降水情况；雷达拼图组合反射率（RMCR）数据，帮助研究对流活动。
中尺度重力波的特征和形成机制
研究发现，2022 年 7 月 17 日 23:00 UTC 至 7 月 18 日 09:00 UTC 期间，在 700 hPa - 850 hPa 的对流层低层，从湖北和湖南交界处到巴中、达州一带出现了中尺度重力波。它出现在北纬 32°、东经 106.5° - 北纬 29°、东经 111° 的东南 - 西北带状区域。进一步研究表明，中尺度重力波是由地形起伏和稳定的大气分层共同作用产生的。当气流经过起伏的地形时，受到地形的阻挡和抬升作用，引发空气的波动，形成重力波。而稳定的大气分层则为重力波的传播提供了合适的环境条件，使其能够在特定区域持续存在并发挥作用。
西南涡环流调整导致的对流增强
通过对西南涡环流场和演变特征的分析可知，7 月 18 日 00:00 - 07:00 UTC 期间，西南涡中心略微向东北方向移动。同时，500 hPa 的高空槽逐渐加深并向东移动，槽前区域有利于对流发展，这种变化影响了西南涡的移动和强度，最终导致其向东北方向移动。在对流过冲形成的早期，西南涡环流的调整使得 850 hPa 出现了强烈的水汽通量收敛。大量的水汽在这一高度聚集，为对流活动提供了充足的 “燃料”，促进了对流的增强。
对流过冲的形成机制
中尺度重力波引起的散度场变化，推动了西南涡环流中上升气流向东发展，同时西南涡中心向东南倾斜。西南涡分离出的上升中心与中尺度重力波的上升阶段在水平方向上合并，合并后的上升气流在垂直方向上与对流层上部的上升中心相连。对流层上部的水汽汇聚和加热中心，以及向上输送的水平风动量，共同促使了对流过冲的形成。此外，中尺度重力波负垂直涡度阶段的加强和干冷空气团的移动，导致负垂直涡度向西北方向传播，形成了垂直涡度上负下正的垂直分布差异。中尺度重力波稳定的上升阶段和干冷空气团的传播冷却了低层大气，增加了对流有效位能（CAPE）。西南涡内部环流的调整将对流不稳定区域从地面扩展到 600 hPa，这些因素都为对流过冲的形成创造了有利条件。
在研究结论和讨论部分，研究人员指出，中尺度重力波能够显著影响西南涡的强度，在适宜的环境条件下，可能在西南涡环流中形成对流过冲。这一发现深化了人们对西南涡与中尺度重力波相关性的认识，进一步明确了对流过冲在四川盆地的形成机制。该研究成果对于提高气象预报的准确性具有重要意义，有助于提前预测暴雨等极端天气事件，为防灾减灾工作提供更可靠的科学依据，从而保障当地居民的生命财产安全和社会的稳定发展。
