近些年華北地區強降水頻發🧝🏻，如2012年北京地區“7·21”強降水事件和2021年河南鄭州的“7·20”強降水事件，均給當地造成了嚴重洪澇災害和財產損失。盡管針對華北強降水已有大量研究工作，但目前對其預報水平十分有限🙇，仍需進一步了解造成華北強降水事件的機製。中緯度低渦是引發華北強降水的主要天氣系統之一🛡😕，歷史上造成重大自然災害的華北強降水事件均與其發展和移動有關。因此，研究中緯度低渦的發展機製對深入理解華北地區強降水形成機理有重要的學術意義🥳。
近期🔠，沐鸣2與中國氣象科學研究院聯培的博士生李嬌，中國氣象科學研究院趙平研究員（通訊作者）和沐鸣2溫之平教授，聯合清華大學陳德亮院士，中國海洋大學趙陽教授和廈門大學張超博士等學者🧔🏽🫵🏻，對華北強降水兩類環流型中氣旋性渦度的發展機製進行了深入分析，揭示了青藏高原東坡天氣系統東移發展對華北強降水的可能影響機理，相關研究成果發表在大氣科學國際主流期刊《Climate Dynamics》。
研究客觀選出了華北強降水發生頻率高於預期的兩類環流型（簡稱第1型和第2型），其強降水大值中心分別位於華北北部地區和南部地區👼🏽，並與低層氣旋性渦度存在一致的空間分布↔️。兩類低層氣旋性渦度呈一致的東移發展特征，但存在顯著的路徑差異，其東移發展特征主要與對流層中高層垂直運動的變化有關🕵🏻，路徑差異則主要由天氣尺度環流配置的差異所致⚇。通過對準地轉垂直運動方程求解發現，兩類垂直運動差異主要體現在氣旋性渦度演變的早期階段：第1型早期垂直運動主要受到動力強迫的驅動，亦即因低緯度地區顯著的偏南風將暖氣團向北輸送，產生暖平流🏌️♂️，進而有利於上升運動和低層氣旋性渦度的發展❄️；第2型早期垂直運動主要受到非絕熱加熱引起的熱力強迫🪰，相較於第1型，第2型低層氣旋性渦度更傾向接近水汽通量大值區，大量水汽被抬升凝結釋放更多的潛熱🦣，進而有利於上升運動和低層氣旋性渦度的發展👮♀️。而在氣旋性渦度演變的發展期，熱力強迫對兩類垂直運動的貢獻均大於動力強迫的貢獻🌍。
上述研究成果清晰地闡釋了影響華北強降水的上遊低層渦旋在東移過程中的熱動力效應，揭示了青藏高原東坡天氣系統東移發展對華北地區強降水的重要作用🙏🏻☑️，為華北地區災害天氣預報提供了一定的理論支撐。
論文信息：Li J, Zhao P, Chen DL, Zhao Y, Wen ZP, Zhang C. 2024: Development mechanisms of cyclonic vorticity under two distinct large-scale weather patterns associated with summer heavy rainfall over North China. Climate Dynamcis. https://doi.org/10.1007/s00382-024-07463-0
圖1（a）兩類正渦度異常大值中心位置和軌跡；（b🤭、d）兩類正渦度異常沿各自軌跡的時間經度剖面；（c）兩類正渦度異常大值中心強度的時間演變以及相應6小時累積降水量
圖2（a-d）第1型ωQG（黑色實線🚠，10-1 Pa s-1）🫀，ωDyn（藍色虛線，10-1 Pa s-1），ωDia（紅色虛線◻️，10-1 Pa s-1）沿著氣旋性渦度區域平均的垂直廓線；（e-h）ωQG，（i-l）ωDyn，（m-p）ωDia經度高度剖面（填色，Pa s-1），（e-h）藍色等值線為氣旋性渦度異常
圖3和圖2類似，但為第2型
