不同定义的位涡对四川盆地一次极端暴雨的诊断

郭云云; 康岚; 邓莲堂; 周懿; 王晨曦

doi:10.7522/j.issn.1000-0534.2021.00051

高原气象 >

2022 , Vol. 41 >Issue 5: 1242 - 1250

DOI: https://doi.org/10.7522/j.issn.1000-0534.2021.00051

论文

不同定义的位涡对四川盆地一次极端暴雨的诊断

郭云云 ,
康岚 ,
邓莲堂 ,
周懿 ,
王晨曦

展开

1. 四川省气象台，四川成都 610072
2. 高原与盆地暴雨旱涝灾害四川省重点实验室，四川成都 610072
3. 国家气象中心，北京 100081
4. 中国气象局数值预报中心，北京 100081
5. 四川省气象灾害防御技术中心，四川成都 610072

郭云云（1989 -），女，四川南充人，工程师，主要从事天气预报及相关研究. E-mail： 244052395@qq.com

收稿日期: 2020-12-31

修回日期: 2021-06-01

网络出版日期: 2022-11-03

基金资助

国家自然科学基金项目(41275103); 中国气象局创新发展专项(CXFZ2021Z033)

收起

Diagnosis of Different Definitions Potential Vorticity in an Extreme Rainstorm in the Western Sichuan Basin

Yunyun GUO ,
Lan KANG ,
Liantang DENG ,
Yi ZHOU ,
Chenxi WANG

Expand

1. Sichuan Meteorological Observatory，Chengdu 610072，Sichuan，China
2. Heavy Rain and Drought-Flood Disasters in Plateau and Basin Key Laboratory of Sichuan Province，Chengdu 610072，Sichuan，China
3. National Meteorological Center，Beijing 100081，China
4. Numerical Weather Prediction Center Of China Meteorological Administration，Beijing 100081，China
5. Sichuan Meteorological Disasters Prevention Technology Center，Chengdu 610072，Sichuan，China

Received date: 2020-12-31

Revised date: 2021-06-01

Online published: 2022-11-03

Fold

本文引用格式

郭云云 , 康岚 , 邓莲堂 , 周懿 , 王晨曦 . 不同定义的位涡对四川盆地一次极端暴雨的诊断[J]. 高原气象, 2022 , 41(5) : 1242 -1250 . DOI: 10.7522/j.issn.1000-0534.2021.00051

1 引言

位势涡度（以下简称位涡）是一个可以综合表征大气热力、动力性质的物理量，它最早由Rossby在1940年（Rossby， 1940）提出，而后Ertel（1942）基于位温提出干位涡。Hoskins et al（1985）通过分析位涡性质提出等熵位涡概念，指出位涡和位温异常可以来判断高低空系统的动力学特征，这一重要发现使位涡理论进一步发展。然而位涡在伴有潜热释放等非绝热过程中并无保守性，因此Bennetts and Hoskins（1979）提出使用在湿绝热大气中具有保守性的相当位温代替位温，从而得出湿球位涡变化方程，后来吴国雄等（1995）从严格的原始方程出发，并考虑饱和大气的水汽凝结潜热作用而导出了湿位势涡度（下称湿位涡）方程。历年来，位涡和湿位涡都被广泛应用于暴雨、热带气旋、温带气旋、高原涡等天气系统的诊断中（屠妮妮等， 2008；黄楚惠等， 2010；邱静雅等， 2015；李静楠等， 2016；吴秋月等， 2019；刘赛赛等， 2019；裴坤宁等， 2019），并取得的了一些重要成果。但湿位涡仍有一定局限性，即它只适用于完全饱和的湿空气，这有悖于真实大气，就算在台风、暴雨等水汽含量极其丰富的系统，大气也并非处处饱和。基于此， Gao et al（2004）通过在相当位温中引入凝结几率函数（王兴荣等， 1999）而定义广义位温，并推算出广义湿位涡，从而能够较好地表现湿空气的非均匀饱和状态。而后许多学者使用广义湿位涡诊断暴雨也得到了较好的效果（高守亭和崔春光， 2007；段廷扬等， 2007；周玉淑等， 2007；王伏村等， 2013），因为它不仅可以作为分析暴雨发生发展的动力变量，还能体现暴雨时期高水汽集中的特点。从位涡的发展来看，不同定义的位涡在诊断不同天气系统时都有其优势和局限（刘赛赛等， 2019）。因此本文通过选用一次极端暴雨个例来对不同定义的位涡进行对比，以期能够对其有进一步理解。

2 资料来源和方法介绍

选取2020年8月14 -18日NCEP 1°×1°的再分析资料、国家级地面自动站观测资料、探空资料、四川加密自动站逐时降水观测资料。

Ertel（1942）基于位温而定义干位涡（下称

P V

），其表达式为：

P V = α d ζ a ⋅ ∇ θ

（1）

θ = T p 00 p R / c p

，

ζ a = ξ + f

（2）

式中：

α d

为干空气比容；

ζ a

为绝对涡度矢量；

∇

为梯度算子；

θ

为位温；

T

为温度；

p 00

为1000 hPa处气压；

p

为气压；

R

湿空气比气体常数；

c p

湿空气比定压热容；

ξ

为相对涡度；

f

为科氏参数。

吴国雄等（1995）提出在静力近似下，取p为垂直坐标，假定水平速度的垂直切变比垂直速度的水平变化大得多，得到饱和大气湿位涡方程（下称

M P V

），其表达式为：

M P V = - g ζ a ∂ θ e ∂ p - g k ⇀ × ∂ v ⇀ ∂ p ⋅ ∇ p θ e

（3）

θ e = θ e x p L C p q s T

（4）

如使用假相当位温

θ s e

代替相当位温

θ e

，可将式（3）写成如下形式：

M P V = - g (ξ + f) ∂ θ s e ∂ p + g ∂ v ∂ p ∂ θ s e ∂ x - ∂ u ∂ p ∂ θ s e ∂ y

（5）

其中：

M P V 1 = - g (ξ + f) ∂ θ s e ∂ p M P V 2 = g ∂ v ∂ p ∂ θ s e ∂ x - ∂ u ∂ p ∂ θ s e ∂ y

（6）

θ s e = θ e x p L C p d r s T

（7）

式中：

M P V 1

、

M P V 2

分别为

M P V

的垂直和水平分量；

g

为重力加速度；

L

为水汽凝结潜热率；

C p

为定压比热容；

q s

为饱和比湿；

C p d

为干空气定压比热容；

r s

为饱和混合比。

Gao et al（2004）通过在

θ e

中引入凝结几率函数（q/q_s ） ^k 而提出广义位温

θ *

，其表达式为：

θ * = θ e x p L C p q s T q q s k

（8）

式中：

q

为比湿； q/q_s 为相对湿度；

k = 9

。根据

θ *

可推导出广义湿位涡（下称

G M P V

）：

G M P V = α ζ a ⋅ ∇ θ *

（9）

式中：

α

为湿空气比容。对比以上三种不同形式的位涡，其差异主要表现在位温定义的不同，本质在于水汽的贡献，

P V

虽未显式包含表示湿度的物理量，但它可间接反映水汽的影响。而

M P V

和

G M P V

在定义中便显式地包含了反映湿度的物理量，区别在于

G M P V

增加了凝结几率函数，即相对湿度的显式表达。王兴荣等（1999）提出当相对湿度<70%时，相当于没有水汽凝结，因此

G M P V

更适合接近饱和的区域（q/q_s >0.7）（刘赛赛等， 2019）。

暴雨发生时，大气中需要有大量的水汽聚集，从两种湿位涡定义来看，它们均与水汽梯度呈正相关，

M P V

考虑大气完全饱和，

G M P V

则是考虑大气为非均匀饱和状态，理论表明，

G M P V

的计算更接近实际大气（周玉淑， 2009）。以往研究多采用某单一形式的位涡对天气过程进行诊断，不同定义的位涡和位温之间的对比相对较少，基于此，本文对比分析了四川盆地西部的一次极端暴雨过程中三种定义的位温和位涡，讨论它们与该次强降水的关系，以期为本地预报做出指导。

文中涉及的地图是基于中国人民共和国自然资源部地图技术审查中心标准地图服务系统下载的审图号为GS（2016）2879的中国地图制作，底图无修改。

3 天气概况和环流形势

3.1　天气概况

2020年8月15 -18日，四川盆地连续三天（15 -17日）降雨达区域性暴雨［统计时段20:00（北京时，下同）］至次日20:00，降水区域主要位于盆地西部。四天累计暴雨站数853个，大暴雨站数1075个，特大暴雨站数727个（图略），此次降水过程已达到四川极端暴雨定义（肖递祥等， 2017）。最强降雨时段为15日20:00至16日20:00，降水集中在16日夜间［图1（a），（b）］，主要落区为盆地西北部，特大暴雨站数达79个， 24 h最大降水540.1 mm和最大小时雨强118.4 mm也出现在此时段内。此次暴雨过程持续时间长，强度大，在历史上都实属少见。

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图1 6 h地面累计降水（a， b，单位： mm）、 500 hPa平均风场（风羽，单位： m·s^-1）和位势高度（等值线，单位： dagpm）（c）及中尺度综合分析图（d）

Fig.1 6 h accumulated precipitation （a， b， unit： mm）， average height （contour， unit： dagpm） and wind （barb， unit： m·s^-1） on 500 hPa （c）， and mesoscale comprehensive analysis diagram （d）

3.2　环流形势

3.2.1　高空环流形势

本次过程发生在500 hPa环流形势相对稳定的背景下， 14 -18日平均高度场表明［图1（c）］，欧亚中高纬度维持两槽一脊，两槽分别位于里海和贝加尔湖附近，中纬度地区从甘肃南部到四川西部有一深厚低槽，四川盆地正好处于槽前正涡度平流区。副高平均脊线位于32°N附近， 588 dagpm线西脊点位于115°E附近，此种形势为四川盆地典型的“东高西低”型暴雨（肖递祥等， 2017）。

通过对最强雨日16日的中低层影响系统分析发现，阿坝州东部到盆地西北部一带一直受切变影响，且移动缓慢。15日20:00切变发展最为深厚， 700 hPa切变存在南北两支，盆地西北部主要受北支系统影响， 16日08:00之后北支系统北缩减弱； 850 hPa低涡切变系统位置较为偏东，且随时间变化而南落； 925 hPa切变在16日白天与850 hPa切变位置较为一致。从急流演变来看， 700 hPa一直有南风急流形成-维持-减弱，其中16日08:00急流发展最为强盛，温江站风速达12 m·s^-1，此时850 hPa南风虽未达到急流强度，但却始终存在大风速带，向盆地源源不断输送水汽，到16日20:00低层南风气流减弱南撤［图1（d）］。

以上分析表明，此次极端强降水属于500 hPa“东高西低”型暴雨，中层系统稳定少动， 700 hPa切变线、 850 hPa低涡是此次极端暴雨良好的动力条件。

3.2.2　地面形势

冷空气的参与对降水具有增幅作用，此次过程中地面有明显冷空气活动。16日08:00冷锋位于蒙古至内蒙古西部一带，到16日20:00已东移南下至河套地区，南段一直延伸至四川盆地西北部，直至17日20:00，期间冷锋一直稳定少动地维持在广元-绵阳-成都一线，盆地东北部、中部、南部处于锋前热低压控制区，后部冷空气17日20:00后开始进入盆地西部后，在盆地西南部与暖湿空气交汇触发并加强了对流活动，造成了雅安、眉山、乐山等地的强降水并出现大风天气。到18日08:00冷空气完全侵入盆地，降水趋于结束（图略）。

4 不同定义位涡的时空分布特征

为讨论不同定义的位温和位涡的时空分布特征，本文采用最强降雨时刻15日20:00和16日02:00分别对位温、假相当位温和广义位温及干位涡、湿位涡和广义湿位涡进行详细诊断分析。

4.1　干位涡

从15日20:00至16日02:00暴雨强盛期

θ

和

P V

沿暴雨中心104.4°E剖面的时空演变来看（图2），两个强降水时刻对流层中低层均出现了

P V

异常区， 30°N -32°N异常中心位于500 hPa左右，最大值为4 PVU（1 PVU=1×10^-6 m²·K·s^-1·kg^-1）； 16日02:00 30.6°N -31°N 700 hPa

P V

大值区略微增强，这与成都东部降水增加相对应。而

θ

在此降水时段内分布较为平直，对实况降水指示性并不明显。

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图2 2020年8月15 -16日位温（等值线，单位： K）和干位涡（彩色区，单位： PVU）沿104.4°E垂直剖面

黑色区为地形， ▲为强降水位置

Fig.2 Vertical section of potential temperature （contour， unit： K） and dry potential vorticity （color area， unit： PVU） along 104.4°E on 15 -16 August 2020.Dark area is topography， ▲is the location of rain area

4.2　湿位涡

从15日20:00至16日02:00

M P V

和

θ s e

沿暴雨中心104.4°E剖面的时空演变来看， 15日20:00［图3（a）］在31°N -32.5°N暴雨区上空750 hPa附近存在

θ s e

低值中心，其等值线曲率最大处梯度较大，且750 hPa以下等值线呈现由低到高减小的特征，即

∂ θ s e / ∂ p > 0

，存在对流不稳定，这是造成800 hPa高度上有0.6~1.2 PVU的负值

M P V

扰动的主要原因，往上

θ s e

呈相反特征，对应750~650 hPa高度上有0.3 PVU左右的正值

M P V

扰动，另外在800 hPa处正负扰动南侧交界区31.2°N左右位置正靠近最大降水中心德阳新太村；到16日02:00 ［图3（d）］等

θ s e

线变稀疏，对流不稳定减弱， 650 hPa以下正负

M P V

扰动范围均有所缩小，且正负扰动交界区南侧位置也略微北移。而30°N -30.5°N近地面层由0.3 PVU增至0.6 PVU，稳定区范围也明显增大，这与眉山东部地面降水由大雨减弱至中雨有明显对应关系。湿正压项

M P V 1

垂直分布表明， 15日20:00［图3（b）］， 31°N -32.5°N

M P V 1

分布特征与

M P V

基本一致， 500 hPa以上和700~650 hPa为对流稳定区， 500 hPa以下其余高度为对流不稳定区；到16日02:00［图3（e）］，这种上正下负的配置并未改变，只是对流不稳定区高度有所下降。对流层低层

M P V 1

上“＋”下“－”的叠置有利于上升运动增强从而导致低涡系统的发展，而低层

M P V 1

负位涡扰动分布形态与

M P V

较为一致，说明此时段降水中低层对流不稳定能量占主要作用。湿斜压项

M P V 2

的垂直分布表明［图3（c），（f）］， 30°N -31.5°N对流层中层为一致的正值， 15日20:00 31.5°N -32°N 700 hPa等

θ s e

密集区内存在一0.3 PVU左右的负值区，这主要由于700 hPa盆地西北部西北气流与西南气流交汇而导致其存在一定的斜压性，到下一时刻，随北风南压此处斜压性减弱而导致该负值区缩小。

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图3 2020年8月15 -16日假相当位温（等值线，单位： K）和湿位涡（a， d）、湿正压项（b， e）、湿斜压项（c， f）（彩色区，单位： PVU）沿104.4°E垂直剖面

黑色区为地形， ▲为强降水位置

Fig.3 Vertical section of pseudo-equivalent potential temperature （contour， unit： K） and moist potential vorticity （a， d）， the vertical component of moist potential vorticity （b， e）， the horizontal component of moist potential vorticity （c， f）（color area， unit： PVU） along 104.4°E on 15 -16 August 2020.Dark area is topography， ▲ is the location of rain area

由此可见，对流层低层

M P V 1

上正下负的叠置以及

M P V 1

、

M P V 2

负值的重合区正好是强降水区域，此种配置可以较好诊断此次暴雨落区。但同样配置在33°N -35°N上空也有出现，且强度更强，对应地面降水强度（甘肃南部，国家区域站）却远弱于四川盆地西北部，这与高原地形热力效应密切相关。

4.3　广义湿位涡

从15日20:00至16日02:00

G M P V

和

θ *

沿104.4°E垂直剖面的时空演变来看， 15日20:00［图4（a）］， 31°N -32°N暴雨区上空， 800~600 hPa

θ *

分布密集，梯度较大，且伴随有3 PVU左右的

G M P V

异常，到16日02:00［图4（b）］等

θ *

线梯度减小，

G M P V

异常减弱到1 PVU以下；但近地面层的高达7 PVU的

G M P V

异常区北移至31.5°N，此时对应地面降水也明显增强。与

M P V

相似，

G M P V

在28°N -30°N和34°N上空也存在扰动异常中心。从同时刻850 hPa的

G M P V

水平分布可以发现，在盆地西部一带降水区内存在等

θ *

密集带，同时也存在

G M P V

异常扰动，最大可达6 PVU，但15日20:00

G M P V

大于3 PVU的异常扰动区较降水区域过于偏东；到16日02:00，随盆地西北部水汽通量辐合增强，降水区向西向南扩大，

G M P V

大于4 PVU的异常扰动区也向西向南调整，异常中心区位于德阳广汉，此时的

G M P V

异常能较好的指示出降水位置（图略）。

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图4 2020年8月15 -16日广义位温（等值线，单位： K）和广义湿位涡（彩色区，单位： PVU）沿104.4°E垂直剖面

黑色区为地形， ▲为强降水位置

Fig.4 Vertical section of the generalized potential temperature （contour， unit： K） and generalized moist potential vorticity （color area， unit： PVU） along 104.4°E on 15 -16 August 2020.Dark area is topography， ▲ is the location of rain area

从图4还可以看出， 800~600 hPa

G M P V

异常中心值位置与强度变化能判断出此次强降水位置和强度，但15日20:00近地面层异常值指示性较差，而随降水范围扩大，近地面层异常值则指示性则变好，此种调整或与低层相对湿度变化有密切关系。

4.4　不同定义位涡单站时空分布

为了解不同定义的位涡随降水的时间演变规律，选用特大暴雨站点绵阳北川金鼓村（31.95°N， 104.59°E）作为分析站点（图5）。从图5可以看到， 15日08:00至18日02:00该站均有降水，降水峰值在16日02:00（266 mm）和17日02:00（96 mm）［图6（b）］。14日08:00至18日20:00，

P V

在650~450 hPa均存在异常区，大值中心在16日08:00达6 PVU；低层800 hPa左右在15日20:00至16日20:00和17日02:00 -08:00两时段内

P V

存在明显跃增；但位温

θ

分布却较为平直，对实况降水指示性不明显［图5（a）］。相应时段

M P V 1

在600 hPa左右为负值， 500 hPa左右为正值，其中异常大值区在16日02:00 -08:00和17日08:00 -14:00存在明显跃增，前者中心扰动值为1.5 PVU左右，后者为0.6 PVU左右； 18日02:00之后，对流层中层上“＋”下“－”叠置强度减弱；

M P V 1

扰动区位置存在明显的

θ s e

密集区，梯度较大［图5（b）］。

G M P V

在15日08:00至18日02:00存在明显的强异常扰动区，同时也存在梯度较大的等

θ *

线密集区，其中16日02:00和17日02:00两个降水峰值点的

G M P V

异常扰动在800 hPa高度附近达7 PVU，其余时段降水减弱时，

G M P V

异常扰动也对应减弱，

G M P V

异常扰动的变化与降水时序变化较为一致［图5（c）］。从该站相对湿度来看， 14日20:00至17日20:00，相对湿度介于85%~95%，在强降水时刻可达95%，虽只有10%的波动，但却可造成

M P V

和

G M P V

的差异［图6（a）］，这种差异将在相对湿度部分详细阐述。

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图5 2020年8月14 -18日单点（31.95°N， 104.59°E）不同定义的位温（等值线，单位： K）和位涡（彩色区，单位： PVU）的时间-高度剖面

Fig.5 Time-height profiles of the three types of potential temperature （contour， unit： K） and potential vorticity （color area， unit： PVU） located at the single station （31.95°N， 104.59°E）

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图6 2020年8月14 -18日单点（31.95°N， 104.59°E）相对湿度（a，单位： %）时间-高度剖面和6 h降水时间序列（b）

Fig.6 Time-height profile of relative humidity （a， unit： %） and time series of 6 hours accumulated precipitation （b） located at the single station （31.95°N， 104.59°E）

由此可见，该站不同定义的位涡时空演变和降水的时间演变均有较好的对应关系，且降水强度与扰动强度呈正相关。不同的是，

P V

、

M P V

和

G M P V

三者的提示高度分别在650~450 hPa、 600~500 hPa和800 hPa左右，造成这种现象的主要原因是在500 hPa左右高度上低槽发展引起水平辐合导致绝对涡度增加，致使

P V

存在明显增强； 600 hPa附近

θ s e

梯度较大，同时

∂ θ s e / ∂ p > 0

，存在对流不稳定，致使

M P V

出现明显负值区，其上正值区则原理相反；而800 hPa附近相对湿度达90%以上，

θ *

梯度较大，同时

∂ θ s e / ∂ p < 0

，导致

G M P V

出现显著高值区。不同定义的位温表现差异明显，其中低层

θ *

分布最能体现强降水特点。

5 相对湿度

根据第2节分析可知， 3种定义的位温差异主要是水汽的贡献不同，因此图7给出了相对湿度沿104.4°E的垂直分布。15日20:00至16日08:00相对湿度演变表明，暴雨区上空始终存在相对湿度大于80%的湿区。15日20:00［图7（a）］， 500 hPa以下在31°N -31.5°N的相对湿度介于96%~99%，到16日02:00，不仅强度增大至99%，范围也北扩至32°N； 16日08:00，相对湿度有些许减弱，但维持在96%以上。从

M P V

和

G M P V

的定义可知，如此饱和的空气可使两者均能对此次暴雨有一定指示意义，但根据凝结几率函数来看，当95%<q/q_s <99%，则有0.63<（q/q_s ）⁹<0.91，可见，在相对湿度接近饱和的地方，就算它有微小差异也可造成

G M P V

与

M P V

扰动的明显不同。

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图7 2020年8月15 -16日相对湿度沿104.4°E垂直剖面（等值线>70%，单位： %）

黑色区为地形

Fig.7 Vertical section of relative humidity （contour>70%， unit： %） along 104.4°E from 15 to 16 Augest 2020.Dark area is topography

6 结论

通过使用NCEP再分析格点资料，对2020年8月15 -18日发生在四川盆地西部极端暴雨中不同定义的位温和位涡进行诊断分析，主要得出以下结论：

（1）从大气环流演变来看，本次暴雨过程属于500 hPa“东高西低”型暴雨，中层低槽、低层切变线和低涡是此次暴雨有利的动力系条件。

（2）暴雨区上空均存在

θ s e

和

θ *

等值线密集带，

θ

较为平直，降水指示性较差。500 hPa和800 hPa附近

P V

异常区与降水区对应较好；对流层低层湿位涡

M P V 1

上正下负的叠置以及

M P V 1

与

M P V 2

负值的重合区正好是强降水区域，强降水中心靠近

M P V 1

正负值交界处，强降水时段中低层对流不稳定能量占主导作用； 800~600 hPa

G M P V

异常区可作为暴雨区警示区，它的诊断效果与低层相对湿度联系密切。不同定义的位涡异常扰动中心值变化均能与暴雨强度变化基本一致。

（3）单站不同定义位涡的时空演变和降水的时间演变均有较好的对应关系，且扰动强度与降水强度呈正相关。不同的是，

P V

、

M P V

和

G M P V

三者的提示高度分别在650~450 hPa、 600~500 hPa和800 hPa左右。而不同定义位温则表现差异明显，其中

θ *

最能体现强降水高水汽的特点。

参考文献

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1 引言

2 资料来源和方法介绍

3 天气概况和环流形势

3.1 天气概况

图1 6 h地面累计降水（a， b， 单位： mm）、 500 hPa平均风场（风羽， 单位： m·s-1）和位势高度（等值线， 单位： dagpm）（c）及中尺度综合分析图（d）

3.2 环流形势

3.2.1 高空环流形势

3.2.2 地面形势

4 不同定义位涡的时空分布特征

4.1 干位涡

图2 2020年8月15 -16日位温（等值线， 单位： K）和干位涡（彩色区， 单位： PVU）沿104.4°E垂直剖面

4.2 湿位涡

图3 2020年8月15 -16日假相当位温（等值线， 单位： K）和湿位涡（a， d）、 湿正压项（b， e）、 湿斜压项（c， f）（彩色区， 单位： PVU）沿104.4°E垂直剖面

4.3 广义湿位涡

图4 2020年8月15 -16日广义位温（等值线， 单位： K）和广义湿位涡（彩色区， 单位： PVU）沿104.4°E垂直剖面

4.4 不同定义位涡单站时空分布

图5 2020年8月14 -18日单点（31.95°N， 104.59°E）不同定义的位温（等值线， 单位： K）和位涡（彩色区， 单位： PVU）的时间-高度剖面

图6 2020年8月14 -18日单点（31.95°N， 104.59°E）相对湿度（a， 单位： %）时间-高度剖面和6 h降水时间序列（b）

5 相对湿度

图7 2020年8月15 -16日相对湿度沿104.4°E垂直剖面（等值线>70%， 单位： %）

6 结论

参考文献

3.1　天气概况

图1 6 h地面累计降水（a， b，单位： mm）、 500 hPa平均风场（风羽，单位： m·s^-1）和位势高度（等值线，单位： dagpm）（c）及中尺度综合分析图（d）

3.2　环流形势

3.2.1　高空环流形势

3.2.2　地面形势

4.1　干位涡

图2 2020年8月15 -16日位温（等值线，单位： K）和干位涡（彩色区，单位： PVU）沿104.4°E垂直剖面

4.2　湿位涡

图3 2020年8月15 -16日假相当位温（等值线，单位： K）和湿位涡（a， d）、湿正压项（b， e）、湿斜压项（c， f）（彩色区，单位： PVU）沿104.4°E垂直剖面

4.3　广义湿位涡

图4 2020年8月15 -16日广义位温（等值线，单位： K）和广义湿位涡（彩色区，单位： PVU）沿104.4°E垂直剖面

4.4　不同定义位涡单站时空分布

图5 2020年8月14 -18日单点（31.95°N， 104.59°E）不同定义的位温（等值线，单位： K）和位涡（彩色区，单位： PVU）的时间-高度剖面

图6 2020年8月14 -18日单点（31.95°N， 104.59°E）相对湿度（a，单位： %）时间-高度剖面和6 h降水时间序列（b）

图7 2020年8月15 -16日相对湿度沿104.4°E垂直剖面（等值线>70%，单位： %）