2016, Vol. 35
2. 高原与盆地暴雨旱涝灾害四川省重点实验室, 成都 610072;
3. 雅安市气象局, 雅安 625000
夏季青藏高原(下称高原)常有低涡生成，是造成高原地区降水的主要天气系统。有些高原涡东移出高原主体，使中国广大地区产生暴雨、 大暴雨，影响高原以东广大地区造成严重洪涝灾害(张顺利等，2001; Tao et al，1981; 郁淑华，2001; 肖红茹等，2010; 刘新超等，2014; 郁淑华等，2012; 陈贝等，2015; 黄楚惠等，2011; 何光碧等，2009a、 b)。
近十多年有不少关于高原涡东移的研究。陈联寿等(2000)指出大地形对涡旋运动有影响。李国平(2002)指出在一定的引导条件下可使低涡移出高原。宋敏红和钱正安(2002)发现高原中东部气柱平均厚度可指示高原涡的移动。郁淑华(2002)认为对流层中上部水汽涡旋对高原涡活动有指示意义。Takahashi(2003)指出冷空气直接影响高原北部低压发展。郁淑华和高文良(2008，2010)指出高原涡移出高原是受西风带天气系统与副热带天气系统的相互作用及对流层中层与上层的天气系统相互作用造成的，还指出了移出与未移出高原的低涡在低涡结构特征上存在着显著的差异。邱静雅等(2015)指出高原涡与西南涡实现垂直耦合后高原涡再度加强。何光碧等(2013)对地形影响数值试验指出引入更真实地形后低涡位置有改善。周强和李国平(2013)指出WRF模式的三种边界层参数化方案对高原涡生成后24 h内东移路径与强度模拟较好。上述研究丰富了对高原涡东移的认识。
在高原涡东移的研究中，也有不少是研究有关对流层高层天气系统对高原涡活动的影响。刘富明和洑梅娟(1986)指出高原涡东移影响四川暴雨的一个重要条件是高空辐散场。乔全明和张雅高(1994)指出高原涡的移动受更高层气流的引导。郁淑华和高文良(2008)指出高原涡移出高原与南亚高压脊线位置、 高空西风急流位置有关。这些研究加深了对流层高层天气系统对高原涡活动影响的认识，但对高原涡移出高原后持续活动的对流层高层环流特征研究还不多。
本文试图对移出高原后持续活动2天以上并造成我国持续性区域暴雨的高原涡活动过程进行移出高原时与移出高原后持续活动强盛时(下称持续时)的对流层上层环境场作比较分析，以探讨高原涡移出高原后持续的对流层高层环流条件。
2 资料与方法所用资料是美国NCEP/NCAR提供的每日00:00、 12:00(世界时，下同)的1°×1°再分析资料、 中国气象局提供的MICAPS显示历史天气图和高原低涡切变线年鉴。时间长度为1998-2012年。
采用文献(郁淑华等，2015)的合成分析方法，对不同类型的持续强影响高原涡在形成、 移出高原、 持续时与将消失时(分别为1、 2、 3、 4时刻)的对流层上层(300~200 hPa)多种物理场进行对比分析。
持续性区域暴雨是按在2°×2°经/纬度范围内的气象台(站)3日有雨，且3日降水量≥150 mm(Yu et al，2014)。持续强影响高原涡是指移出高原后持续活动2天以上并造成我国持续性区域暴雨的高原涡。
某类合成分析个例的选取原则、 持续强影响高原涡的分类、 高原涡持续活动强盛时的确定原则、 合成分析挑选的各类个例情况、 各类各时刻低涡合成的位置、 合成高原涡的涡区范围与郁淑华等(2015)所选的相同。
合成的物理场有200 hPa高度场、 风矢场、 散度场、 涡度场、 涡度平流场和300 hPa风矢场。
3 持续强影响高原涡的活动情况持续强影响高原涡持续时可分为切变线类、 低槽前部类、 两高切变东阻型(简称东阻型)、 热带气旋影响型(郁淑华等，2015)(图 1)。
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图 1 各类型高原涡持续时500 hPa天气系统情况 (a)切变线类，(b)低槽前部类，(c)东阻型，(d)热带气旋影响型.实心圆表示当时低涡位置，阴影区表示高原海拔≥2500 m 的区域，细实线为等高线(单位: dagpm)，(a)、(b)粗实线分别为切变线、 槽线，(c)、(d)框区为该型的切变流场区 Figure 1 The weather systems sketch map of various Pbateau Vortex(PV)types in the sustained and strong phase on 500 hPa. (a)Shear line type，(b)foreside low trough type，(c)east blocking type，(d)tropical cyclone impact type.The filled circle is plateau vortex position，the shaded is the altitude of Qinghai-Xizang Plateau area more than 2500 meters，and thin solid line is the geopotential height.Thick line is the shear line in(a)and trough line in(b).The frame area is the shear flow in(c)and(d) |
低涡形成时、 移出高原时、 将消失时，低涡的气旋性闭合环流(简称低涡环流)只在500 hPa上。持续时低涡环流发展到300 hPa上，低涡随高度向北倾斜(表 1)，但400 hPa、 300 hPa低涡环流已较弱，水平尺度只有200~300 km(图略)。
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表 1 各类型高原涡的合成位置 Table 1 The composite positions of the various PV types |
低涡形成时，低涡环流只在500 hPa上。移出高原时到将消失时，低涡环流发展到400 hPa上，低涡随高度分别为向北、 向北、 向西北倾斜(表 1)。400 hPa低涡环流以持续时为最强，将消失时次之，移出高原时最弱，400 hPa低涡环流比500 hPa的明显偏弱(图略)。
3.1.3 东阻型低涡形成时到移出高原时，低涡环流只在500 hPa上。持续时，低涡环流发展到300 hPa上，低涡随高度向北倾斜(表 1)，低涡环流随高度升高而减弱，300 hPa水平尺度为500~600 km(图略)。将消失时，低涡环流发展到400 hPa上，但低涡环流明显减弱。
3.1.4 热带气旋影响型低涡形成时、 移出高原时、 持续时，低涡环流只在500 hPa上。但持续时400 hPa上南北向切变明显(图略)。将消失时，低涡环流发展到400 hPa上，低涡随高度向北倾斜(表 1)。
综上所述，高原涡持续时，除了热带气旋影响型外，一般低涡较深厚，高度向北倾斜，低槽前部类伸展到400 hPa，切变线类、 东阻型可伸展到300 hPa，尤以东阻型更强盛。这与一般高原低涡在400 hPa附近消失是不同的(罗四维，1992)。
3.2 高原低涡的活动情况从4类持续强影响高原涡的合成路径(图 2)可看出，切变线类低涡在河套地区东移，主要影响区域是黄淮流域; 低槽前部类低涡经河套南部东移入黄海，主要影响区域是长江流域; 东阻型低涡移出高原后在河套中部少动，主要影响区域是河套地区; 热带气旋影响型低涡向东南移到云南，主要影响区域是西南地区。
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图 2 各类型高原涡的合成路径 阴影区表示海拔≥2500 m的高原区域，细实线为切变线类，细虚 线为低槽前部类，粗实线为东阻型，粗虚线为热带气旋影响型， 实心圆表示1时刻，空心圆表示2时刻，实心三角形表示 3时刻，空心三角形表示4时刻 Figure 2 The composite tracks of the various PV types.The shaded is the altitude of Qinghai-Xizang Plateau aremore than 2500 meters.Thin solid line is the shear line type， thin dashed line is the foreside low trough type，thick line is the east blocking type and thick dashed line is the tropical cyclone impact type.Time 1 marked by filled circle，time 2 by open circle，time 3 by filled triangle and time 4 by open triangle |
高原低涡移出高原后持续不仅与周围的环境条件密切相关，还与对流层高层适宜的环流等条件有关。现对对流层高层的环流特征及散度、 涡度、 涡度平流场特征作如下分析。
4.1 南亚高压 4.1.1 切变线类200 hPa南亚高压脊线，在低涡形成时到将消失时呈东西向(图 3a)，位于27.5°N-29.5°N。南亚高压，在低涡移出高原时比形成时的东伸; 持-续时比移出高原时略有北抬、 增强明显; 将消失时，减弱，12520 gpm等值线区域缩小。低涡上空在低涡形成时、 移出高原时、 持续时、 将消失时分别处在南亚高压脊前偏西气流中、 西西北气流中、 河套中部浅槽槽线上、 此浅槽槽前西西南气流中。表明此类低涡持续时南亚高压为该类低涡活动过程中较强，低涡上空处在南亚高压脊前的浅槽线上。
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图 3 切变线类(a)、 低槽前部类(b)、 东阻型(c)、 热带气旋影响型(d)的高原涡持续时200 hPa合成位势高度(单位: gpm)实心圆表示当时500 hPa低涡位置，兰、 黄、 红、 绿色粗实线分别表示低涡形成时、 移出高原时、 持续强盛时、 将减弱消失时的南亚高压脊线位置 Figure 3 The composite geopotential height of various PV types in sustained and strong phase on 200 hPa in shear line type(a)， foreside low trough type(b)，east blocking type(c)and tropical cyclone impact type(d).Unit: gpm.The filled circle is the vortex position on 500 hPa.The blue，yellow，red，green thick line are the South Asian high ridge line of the vortex generation，moving out of the plateau，sustained and strong，and weak and disappearing phases，respectively |
200 hPa南亚高压脊线，在低涡形成时到将消失时呈西西北东东南向(图 3b)位于22°N-27.5°N。南亚高压，低涡形成时东伸明显，到了21°N、 130°E; 移出高原时，继续东伸，到了23°N、 136°E，并加强; 持续时，比移出高原时的西退减弱，到了21°N、 117°E; 将消失时，继续西退到了21°N、 112°E。低涡上空所处的气流，低涡形成时处在南亚高压脊前西西北气流; 移出高原时到将消失时处在200 hPa上东移的浅槽前部的西风气流-西西南气流中。可以看出，此类低涡持续时南亚高压西退减弱，低涡上空处在浅槽的前部西西南气流中，反映了低涡所处的低槽深厚，伸展到接近200 hPa。
4.1.3 东阻型200 hPa南亚高压脊线，在低涡形成时、 移出高原时呈东西向，脊线位置比低槽前部类的偏北，在28°N-30°N; 在持续时、 将消失时南亚高压脊线东段分别为呈西北东南向、 稍向北抬(图 3c)。南亚高压，在低涡形成时到持续时逐渐东伸，持续时略向北拱; 将消失时更向北拱。低涡上空所处的气流，低涡形成时、 移出高原时处在南亚高压脊前偏西气流中; 持续时、 将消失时处在南亚高压脊前的浅槽前部西南气流中。可以看出，此类低涡持续时南亚高压有些北挺，低涡上空处在南亚高压脊前的浅槽前部西南气流中。
4.1.4 热带气旋影响型200 hPa南亚高压脊线，在低涡形成时到将消失时呈东西向，位于27°N-30°N(图 3d)。南亚高压，在低涡形成时东伸到了29.5°N、 118.5°E; 移出高原时稍有东伸; 持续时比移出高原时的减弱，向东北挺，由长条形演变为块状; 将消失时，比持续时的东伸。低涡上空所处的气流，在低涡形成时、 移出高原时处在南亚高压脊前西北气流中; 持续时处在河套南伸槽底部、 将消失时处在南亚高压脊前底部东北气流中。可以看出，此类低涡持续时南亚高压向东北挺形成块状，低涡上空处在低槽底部北风气流与西南气流的交汇处。
综上所述，这4个类型高原涡上空南亚高压强度以东阻型最强，依次为切变线类、 低槽前部类、 热带气旋影响型。切变线类、 低槽前部类、 东阻型的南亚高压成长条形状，脊线较平直、 东伸明显，东伸到118°E以东，但低槽前部类的向东南伸，南亚高压脊线在22°N-27.5°N范围内，东阻型的南亚高压有些北拱，脊线有些起伏，在8个纬距之左右; 热带气旋影响型南亚高压成块状分布，南北跨度大达20个纬距。对照低涡的深厚程度，不难看出南亚高压的强度、 范围、 脊线位置变化对低涡发展的影响是明显的。持续强影响高原涡持续时200 hPa上空处在浅槽前部西南气流或浅槽槽线上或低槽底部，这与一般移出高原的高原涡是处在南亚高压脊前偏西北气流(郁淑华等，2008)是不同的。
4.2 200 hPa西风急流 4.2.1 切变线类低涡形成时(图 4a)，影响低涡活动的500 hPa切变线上空处在200 hPa西风急流(≥24 m·s-1)头中，此急流已压到低涡北部上空。移出高原时(图 4b)，急流东移，在高原东侧上空断开，此切变线上空处在高原以东的急流中，并仍有36～40 m·s-1急流核区，低涡东半部上空处在此急流区内。持续时(图 4c)，此急流南压了2.5个纬距，急流的范围比移出高原时的扩大，此切变线上空仍处在此急流中，低涡上空处在此急流入口处附近，比移出高原时更接近急流核区。将减弱消失时(图 4d)，此急流东移，此切变线上空只有东段处在此急流中，此时低涡东部上空处在此急流区内，比持续时的更接近此急流核区。上述急流变化与对流层中层冷空气对低涡的影响相匹配(郁淑华等，2015)，反映此类低涡持续时影响低涡活动的切变线与低涡所处的高空锋区比移出高原时的强，更接近低涡，高空锋区斜压性强，高空锋区南压有高位涡冷空气向南向下传，使高位涡气柱在垂直方向拉伸，导致高位涡气柱冷空气旋转加强，正涡度加强(丁一汇等，2007)，利于500 hPa切变线与低涡持续。
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图 4 切变线类200 hPa合成风场(矢量，单位: m·s-1)分布 (a)低涡形成时，(b)低涡移出时，(c)低涡持续时，(d)低涡将减弱消失时.彩色区表示急流区，红色实心圆表示500 hPa低涡位置 Figure 4 Distributionof the composite wind fields(vector，unit: m·s-1)on 200 hPa in the shear line type.(a)The generation phase，(b)the moving out of the Plateau phase，(c)the sustained and strong phase，(d)the weak and disappearing phase.The color area represent jetstream area，the red circle is the vortex position on 500 hPa |
低涡形成时(图 5a)，200 hPa西风急流在高原上空断开，急流比切变线类的强、 南压明显，在高原以东的急流核区风速为44~48 m·s-1，已压到30°N，影响低涡活动的500 hPa低槽上空处在高原以东急流的尾部，低涡上空处在此急流入口处。移出高原时(图 5b)，此急流比形成时的东移减弱，此低槽、 低涡东部上空分别处在此急流入口区附近、 入口区内。持续时(图 5c)，高原以西的急流几乎与高原以东的急流相接，高原以东的急流比移出高原时的增强、 南压，急流中的40～44 m·s-1急流核区的范围比移出高原时的扩大，此低槽、 低涡东南部上空处在高原以东急流内，比移出高原时更接近急流核区。将减弱消失时(图 5d)，此急流减弱稍北抬，急流核区减弱; 此低槽、 低涡上空处此急流入口处附近，比持续时远离急流核区。对照文献(郁淑华等，2015)看出，此类低涡持续时影响低涡活动的500 hPa低槽前部上空急流核区的范围扩大、 低涡上空更接近急流核区，这与此时低涡受冷平流影响范围扩大相吻合，反映此类低涡持续时高空锋区增强，更接近低涡，利于500 hPa此低槽、 低涡系统发展持续。
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图 5 低槽前部类200 hPa合成风场(矢量，单位: m·s-1)分布 (a)低涡形成时，(b)低涡移出时，(c)低涡持续时，(d)低涡将减弱消失时.其余说明同图 4 Figure 5 The composite wind fields(vector，unit: m·s-1)on 200 hPa in foreside low trough type. (a)The generation phase，(b)the moving out of the Plateau phase，(c)the sustained and strong phase， (d)the weak and disappearing phase.The color area and the filled circle are same as in figure 4 |
低涡形成时(图 6a)，有32~36 m·s-1急流核区的西风急流在35°N附近，此急流比前二类的弱，影响低涡活动的500 hPa切变流场、 低涡北部上空处在24～28 m·s-1的此急流内。移出高原时(图 6b)，此急流北抬西退到38°N，此急流核区范围比低涡形成时的缩小，此切变流场、 低涡上空处在此急流头之前约3～5个经度处。持续时(图 6c)，此急流北抬到高原以北减弱，此急流核区范围比低涡移出高原时的缩小，此切变流场、 低涡上空处在此急流头之前，远离急流头约8～10个经度处，比移出高原时远离急流核区。将减弱消失时(图 6d)，此急流北抬西退到新疆边缘，且减弱，低涡上空处在此急流头之前，远离急流头约12～15个经/纬距处。但移出高原时、 持续时切变流场与低涡西部上空分别处在18、 20 m·s-1西北气流中，持续时受西北气流影响强度比移出高原时的强，对照文献(郁淑华等，2015)看出，这与此时低涡受冷空气影响增强相匹配，反映此类低涡持续时高空锋区对低涡活动影响比切变线类、 低槽前部类的小。
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图 6 东阻型200 hPa合成风场(矢量，单位: m·s-1)分布 (a)低涡形成时，(b)低涡移出时，(c)低涡持续时，(d)低涡将减弱消失时.其余说明同图 4 Figure 6 The composite wind fields(vector，unit: m·s-1)on 200 hPa in east blocking type. (a)The generation phase，(b)the moving out of the Plateau phase，(c)the sustained and strong phase， (d)the weak and disappearing phase.The color area and the filled circle are same as in figure 4 |
低涡形成时(图 7a)，200 hPa西风急流在新疆东部断开，高原东北部有24～28 m·s-1的弱急流，影响低涡活动的500 hPa切变流场北部上空处在此弱急流中，低涡上空距此弱急流4个经度。移出高原时(图 7b)，此弱急流东移，伸向新疆的急流增强，有36～40 m·s-1急流核区，低涡上空处在远离此急流头14个经度处。此切变流场东北部上空处在此弱急流西段。持续时(图 7c)，伸向新疆的急流东移南压到高原北部，强度比移出高原时的减弱，低涡上空处在远离此急流头12个经/纬距处，比移出高原时离急流核区有些拉近，北风明显增强。此切变流场北部上空处在此急流头中。将减弱消失时(图 7d)，此急流北抬减弱，此切变流场上空离开此急流，低涡上空处在远离此急流头15个经/纬距处。可以看出，此类低涡持续时受200 hPa北风气流比移出高原时的明显增强，这与此时低涡受冷空气影响范围扩大相匹配(郁淑华等，2015)，反映此类低涡持续时高空锋区有南压，但远离低涡，说明高空锋区对低涡活动影响比切变线类、 低槽前部类的小，但比东阻型的影响稍大一些。
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图 7 热带气旋影响型200 hPa合成风场(矢量，单位: m·s-1)分布 (a)低涡形成时，(b)低涡移出时，(c)低涡持续时，(d)低涡将减弱消失时.其余说明同图 4 Figure 7 The composite wind fields(vector，unit: m·s-1)on 200 hPa in tropical cyclone impact type. (a)The generation phase，(b)the moving out of the Plateau phase，(c)the sustained and strong phase， (d)the weak and disappearing phase.The color area and the filled circle are same as in figure 4 |
综上所述，低涡持续时，切变线类、 低槽前部类低涡上空200 hPa西风急流在增强，有36～40 m·s-1急流核区，低槽前部类的比切变线类的更强。东阻型、 热带气旋影响型低涡上空远离西风急流头(在10个经/纬距以上)，并且西风急流在减弱。反映了持续强影响高原涡在持续时，高空锋区南压体现的高位涡冷空气向南向下传利于低涡正涡度加强的条件，对切变线类、 低槽前部类低涡的影响大，而对切变流场类的东阻型、 热带气旋影响型低涡影响较小。这与一般移出高原的高原涡上空200 hPa西风急流都南压到35°N以南(郁淑华等，2008)是不同的。
4.3 300 hPa偏西风气流从各类持续强影响高原涡上空300 hPa气流的比较(表 2)可看出，持续强影响高原涡多数是沿低涡上空300 hPa气流的流向而移动的。低涡持续时，切变线类、 低槽前部类低涡上空300 hPa为偏西气流，并且与300 hPa较强偏西气流(≥16 m·s-1)相距较近，都是2~3个经度，(图略)，低涡上空的风速较大，在10 m·s-1以上，低涡向偏东方向移动。300 hPa较强偏西气流对这两类高原涡移出高原后持续活动有引导作用。
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表 2 各类型高原涡上空300 hPa气流比较 Table 2 The comparison of various PV types air flow on 300 hPa |
东阻型、 热带气旋影响型低涡持续时，低涡上空与300 hPa较强偏西气流(≥16 m·s-1)相距较远，分别是10、 7个经/纬距(图略)，低涡上空的风速较小，在7 m·s-1以下，低涡并未向偏东方向移动，分别折向西、 转南移。这与一般移出高原的高原涡是沿300 hPa气流流向移出高原的(郁淑华等，2008)是不同的，造成不同的原因是东阻型、 热带气旋影响型不仅受西风带与副热带天气系统的影响，还受深厚的热带天气系统影响所致。可以看出，300 hPa较强偏西气流与低涡上空相隔距离，会影响此较强偏西气流对高原涡移出高原后持续活动的引导作用。
4.4 散度、 涡度、 涡度平流特征 4.4.1 切变线类200 hPa散度、 涡度场(图 8a~d)上，在低涡活动过程中，影响低涡活动的500 hPa切变线上空处在大片辐散区内与此切变线南侧上空有大片负涡度区，将消失时，此辐散区、 负涡度中心绝对值分别比持续强盛时的明显减弱、 小。低涡上空，形成时处在3×10-5～4×10-5 s-1辐散中心区附近与负涡度区内; 移出高原时、 持续时，分别处在此辐散区的北、 西北部边缘，低涡东半部上空为辐散区; 将消失时，此辐散区减弱，低涡南半部上空为辐散区。低涡上空，移出高原、 持续、 将消失时，分别处在较强正涡度(6×10-5～8×10-5 s-1)、 强正涡度(8×10-5～10×10-5 s-1)、 弱正涡度(2×10-5～4×10-5 s-1)区内，这可能与此类低涡垂直伸展较高有关。200 hPa涡度平流场上，低涡形成时(图 8a)，此切变线上空有正、 负相间的涡度平流，低涡东半部上空处在负涡度平流区(＞-0.4×10-8 s-2)内。移出高原时到将消失时(图 8b~d)，此切变线上空，低涡以西段为负涡度平流区，低涡西半部上空处在负涡度平流区内，但持续时低涡西半部上空所处的负涡度平流区比移出高原时、 将消失时的强。
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图 8 切变线类200 hPa涡度(等值线，单位: 10-5 s-1)和涡度平流(彩色区，单位: 10-8 s-2)分布 (a)低涡形成时，(b)低涡移出时，(c)低涡持续时，(d)低涡将减弱消失时.其余说明同图 4 Figure 8 The composite fields of vorticity(contour，unit: 10-5 s-1)and vorticity advection(color area，unit: 10-8 s -2) on 200 hPa in the shear line type.(a)The generation phase，(b)the moving out of the Plateau phase，(c)the sustained and strong phase，(d)the weak and disappearing phase.The filled circle is same as in figure 4 |
这表明切变线类低涡持续时，影响低涡活动的切变线上空伴有较强的辐散区、 其南侧上空伴有负涡度区和低涡以西段为负涡度平流区。低涡上空处在强正涡度区内、 其低涡东半部上空为辐散区和低涡西半部上空为负涡度平流区，且此负涡度平流为此类低涡活动过程中最强。说明持续时影响低涡活动的500 hPa切变线上空具有使此切变线维持的高空辐散和使辐散加强的条件; 低涡上空低涡东、 西半部散度与涡度平流性质不同，这是由于处在200 hPa浅槽槽线上的缘故。
4.4.2 低槽前部类200 hPa散度、 涡度场(图 9a~d)上，低涡形成时到持续时，影响低涡活动的500 hPa低槽前部上空有大片辐散、 负涡度区，移出高原时辐散强度、 负涡度中心区(-6×10-5～-4×10-5 s-1)范围分别比形成时的弱、 小，持续时辐散区的范围、 负涡度区强度分别比移出高原时的大、 增强(中心区为-8×10-5～-6×10-5 s-1); 将消失时辐散区范围变窄，强度减弱，有大片正涡度区。低涡上空，形成时低涡中心处在3.5×10-5～4×10-5 s-1辐散中心区; 移出高原时处在弱的辐散区内; 持续时，低涡南半部上空为弱的辐散区，将消失时处在弱的辐散区内。此类低涡活动过程中，低涡上空所处的涡度区与切变线类的相似，只是强度比切变线类的弱。
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图 9 低槽前部类200 hPa涡度(等值线，单位: 10-5 s-1)和涡度平流(彩色区，单位: 10-8 s-2)分布 (a)低涡形成时，(b)低涡移出时，(c)低涡持续时，(d)低涡将减弱消失时.其余说明同图 4 Figure 9 The composite fields of vorticity(contour，unit: 10-5 s-1)and vorticity advection(color area，unit: 10-8 s -2) on 200 hPa in foreside low trough type.(a)The generation phase，(b)the moving out of the Plateau phase，(c)the sustained and strong phase，(d)the weak and disappearing phase.The filled circle is same as in figure 4 |
200 hPa涡度平流场上，低涡形成时(图 9a)、 移出高原时(图 9b)、 将消失时(图 9d)，此低槽前部上空有正、 负相间的涡度平流，低涡大部分上空分别处在正、 正、 负涡度平流区内。持续时(图 9c)此低槽前部上空处在正涡度平流区(<0.8×10-8 s-2)内，低涡北部上空处在负涡度平流区(>-0.4×10-8 s-2)内。
可以看出，低槽前部类持续时，影响低涡活动的低槽前部上空为弱的辐散区、 较强的负涡度区和较强的正涡度平流区内，低涡南半部上空为弱的辐散区、 低涡上空为较强正涡度区和北部上空处在负涡度平流区。说明持续强盛时影响低涡活动的500 hPa低槽前部上空具有使500 hPa低槽维持的高空弱辐散条件; 低槽前部上空与低涡上空为正涡度平流区，这是由于处在200 hPa浅槽前部西南气流造成的缘故。
4.4.3 东阻型200 hPa散度、 涡度场(图 10a~d)上，低涡形成时，500 hPa贝加尔湖东南部高脊与副高间的切变流场上空有大片辐散、 负涡度区，移出高原时到将消失时，此切变流场上空分别处在辐散区增强(中心区为6×10-5～7×10-5 s-1)、 减弱(0～1×10-5 s-1)范围缩小、 弱辐散区范围再度缩小; 此切变流场上空的负涡度区分别出现在切变流场南部、 南部边缘、 中部上空。低涡上空，形成时处在负涡度区与东半部弱辐散区，移出高原时处在南部强辐散区与南半部负涡度区，持续时、 将消失时处在弱正涡度区与小部分辐散区内，而将消失时所处的辐散区比持续时的更弱。
200 hPa涡度平流场上，低涡形成时到将消失时(图 10a~d)，此切变流场上空有正、 负相间的涡度平流; 低涡上空，形成时、 持续时，大部处在弱的正涡度平流区(0～0.4×10-8 s-2)内，移出高原时、 将消失时相反，大部上空处在负涡度平流区(-0.4×10-8～-0.2×10-8 s-2)内。
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图 10 东阻型200 hPa涡度(等值线，单位: 10-5 s-1)和涡度平流(彩色区，单位: 10-8 s-2)分布 (a)低涡形成时，(b)低涡移出时，(c)低涡持续时，(d)低涡将减弱消失时.其余说明同图 4 Figure 10 The composite fields of vorticity(contour，unit: 10-5 s-1)and vorticity advection(color area，unit: 10-8 s -2) on 200 hPa in east blocking type.(a)The generation phase，(b)the moving out of the Plateau phase，(c)the sustained and strong phase，(d)the weak and disappearing phase.The filled circle is same as in figure 4 |
可以看出，东阻型低涡持续强盛时，影响低涡活动的切变流场上空为弱的辐散区、 南部边缘负涡度区、 有正、 负相间的涡度平流。低涡小部分上空处在辐散区、 负涡度平流区内。说明持续时影响低涡活动的500 hPa切变流场、 低涡上空具有使500 hPa切变流场、 低涡维持的弱的辐散条件。低涡大部上空为辐合、 弱正涡度、 弱的正涡度平流区，这是由于处在200 hPa浅槽前部西南气流中的缘故。
4.4.4 热带气旋影响型200 hPa散度、 涡度场(图 11a~d)上，低涡形成时到将消失时，影响低涡活动的500 hPa切变流场上空有大片辐散与负涡度区，持续时此辐散区的辐散强度(4×10-5～4.5×10-5 s-1)、 负涡度区强度(-2×10-5～0 s-1)分别比移出高原时的增强、 减弱，将消失时辐散区范围与强度、 弱负涡度区范围都比持续时的小。低涡上空，形成时处在负涡度中心区内(-6×10-5～-4×10-5 s-1)与南半部在较强的辐散区(3×10-5～4×10-5 s-1)内，移出高原时处在弱辐散区(0～2.5×10-5 s-1)与弱负涡度区内(-4×10-5～0 s-1)内，持续时、 将消失时处在较强的正涡度区(0～8×10-5 s-1)与小部分处在辐散区内，将消失时正涡度区强度比持续时的弱一些。
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图 11 热带气旋影响型200 hPa涡度(等值线，单位: 10-5 s-1)和涡度平流(彩色区，单位: 10-8 s-2)分布 (a)低涡形成时，(b)低涡移出时，(c)低涡持续时，(d)低涡将减弱消失时.其余说明同图 4 Figure 11 >The composite fields of vorticity(contour，unit: 10-5 s-1)and vorticity advection(color area，unit: 10-8 s-2) on 200 hPa in tropical cyclone impact type.(a)The generation phase，(b)the moving out of the Plateau phase， (c)the sustained and strong phase，(d)the weak and disappearing phase.The filled circle is same as in figure 4 |
200 hPa涡度平流场上，低涡形成时到将消失时(图 11a~d)，此切变流场上空有正、 负相间的涡度平流; 低涡上空，形成时、 移出高原时处在弱正涡度平流区内，移出高原时比形成时强一些。持续时，低涡大部分上空处在负涡度平流区内(>-0.2×10-8 s-2)，将消失时，低涡北半部上空分别处在弱负涡度平流区内(>-0.1×10-8 s-2)内。
可以看出，热带气旋影响型低涡持续时，影响低涡活动的切变流场上空有较强的辐散区、 弱负涡度区与在正、 负相间的涡度平流内; 低涡上空处在较强的正涡度区与小部分处在辐散区内，低涡大部分上空处在弱负涡度平流区内。说明持续时影响低涡活动的500 hPa切变流场上空具有使此切变流场维持的较强的辐散条件; 低涡上空有较强的正涡度，这是由于处在200 hPa低槽底部北风气流与西南气流交汇处的缘故。
综上所述，这4个类型高原涡持续时，影响低涡活动的500 hPa天气系统上空具有使其得以维持的辐散条件，其中强度最强为切变线类，依次为热带气旋影响型、 低槽前部类、 东阻型。低槽前部类、 东阻型低涡大部分上空为弱正涡度平流区，切变线类低涡东半部上空为正涡度平流区，热带气旋影响型低涡大部分上空处在弱负涡度平流区内，造成这种涡度平流分布的原因，可能是因低槽前部类、 东阻型、 切变线类低涡上空在条状南亚高压脊前的浅槽影响下，高空正涡度平流动力强迫的上升运动在中层低涡区域产生辐合，从而使这3个类型低涡的正涡度发展，低涡持续; 热带气旋影响型低涡上空南亚高压成块状，南亚高压脊前的在河套南伸槽底部北风气流与西南气流交汇处以北风占主导影响下，南亚高压脊前的弱负涡度平流起到了使低涡上空的高压脊前反气旋性涡度加强，从而加强对流层上层的辐散作用，有利于低涡的持续。
4.5 低涡持续的对流层上层大尺度条件综合以上分析可以看出，各类型持续强影响高原涡的对流层高层大尺度条件有共性也有差异，这些大尺度条件还影响低涡上空的物理特性场。现将移出高原后持续的各类型高原涡的对流层高层大尺度条件作一归纳比较(图 12)，图 12中红色圆表示500 hPa低涡形成、 移出、 持续和将减弱消失时的位置;红色圆外的红色‘C’表示低涡持续时的位置; 红色粗箭头线表示低涡移向。图 12a、b中淡红色粗实线分别示为500 hPa切变线、 槽线，图 12c、d淡红色框线示为该型的500 hPa切变流场区。 黑色细实线为200 hPa等位势米线，黑色粗实线为200 hPa南亚高压脊线，带有箭头的黄色双线粗实线为200 hPa急流，标注有1、 2、 3、 4的黑色三角分别示为低涡形成时、 移出高原时、 持续时和将消失时的200 hPa急流核区位置。带有箭头的绿色双线粗实线为较强的偏西风气流(≥16 m·s-1)，绿色三角表示低涡持续强盛时300 hPa较强的偏西气流的大风核区位置，绿色三角下边标注的风速值为300 hPa较强的偏西气流的大风核区风速值，蓝色粗实线为持续强盛时低涡与300 hPa较强的偏西气流大风核区的距离。
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图 12 各类型高原涡持续时对流层高层大尺度条件的比较 (a)切变线类，(b)低槽前部类，(c)东阻型，(d)热带气旋影响型 Figure 12 The large scale environmental field condition on tropospheric upper level sketch of the various PV types in sustained and strong phase.(a)Shear line type，(b)foreside low trough type，(c)east blocking type，(d)tropical cyclone impact type |
由图 12看出，各类型高原涡移出高原后持续的对流层高层大尺度条件共性主要表现在南亚高压有适度的位置，脊线主要在25°N28°N，东伸到100°E以东; 低涡附近及以北200 hPa有西风急流存在; 300 hPa有较强偏西气流等。差异主要表现在南亚高压的形态与变化、 低涡上空200 hPa急流东伸程度及变化、 低涡上空与300 hPa较强的偏西风气流相间隔的距离等方面。结合上一节分析看出，这些共性与差异在低涡上空散度、 涡度、 涡度平流上也是有反映的。
5 结论(1) 高原涡移出高原后持续强盛时，除了热带气旋影响型外，一般低涡较深厚，高度向北倾斜，切变线类、 东阻型可伸展到300 hPa，低槽前部类伸展到400 hPa。
(2) 这4种低涡持续的对流层高层共同的大尺度条件是: 南亚高压有适度的位置，脊线主要在25°N~28°N，东伸到100°E以东; 南亚高压强度以东阻型最强，依次为切变线类、 低槽前部类、 热带气旋影响型，这与高原涡深厚的程度相一致; 低涡附近及以北在200 hPa上有≥32 m·s-1急流核区的西风急流存在; 300 hPa有≥20 m·s-1的较强偏西气流。影响高原低涡活动的500 hPa天气系统与低涡上空在200 hPa上有辐散区。适度的南亚高压与西风急流位置，为影响高原低涡活动的500 hPa天气系统与低涡上空提供辐散与高位涡下传条件，有利于500 hPa影响低涡活动的天气系统与低涡的持续。
(3) 低槽前部类、 切变线类与东阻型、 热带气旋影响型高原涡持续的对流层高层的大尺度条件的主要差异是: 低槽前部类、 切变线类的低涡上空200 hPa南亚高压扁平，东阻型、 热带低压影响型的分别是有些北拱、 块状; 低槽前部类、 切变线类的低涡上空200 hPa西风急流在增强，东伸在135°E以东，低涡主要受高原以东急流南压的影响，低涡更接近急流核区; 东阻型、 热带气旋影响型的200 hPa西风急流东伸不超过105°E，低涡主要受高原北部及高原以西急流减弱的影响，低涡上空远离西风急流头(在7个经/纬距以上)。300 hPa较强偏西风气流与低涡上空相距是低槽前部类、 切变线类的明显比东阻型、 热带低压影型的更近。这些主要差异反映了低涡上空在200 hPa上的高空锋区、 辐散区强度、 300 hPa较强偏西风气流是低槽前部类、 切变线类的比东阻型、 热带气旋影响型的更强。
(4) 低槽前部类与切变线类高原涡持续的对流层高层的大尺度条件的主要差异是: 低槽前部类低涡上空200 hPa西风急流南压比切变线类的明显，200 hPa南亚高压脊线走向不同。还有，切变线类低涡上空200 hPa处在南亚高压脊前浅槽槽线上，造成此类低涡东半部上空为较强正涡度平流; 低槽前部类的处在南亚高压脊前浅槽槽前西南气流中，造成此类低涡大部分上空为弱的正涡度平流。这些高空正涡度平流动力强迫的上升运动在中层低涡区域产生辐合，使这两类低涡的正涡度发展上造成差异，也影响到切变线类的低涡将消失时的正涡度比低槽前部类的的大。
(5) 东阻型与热带气旋影响型高原涡持续的对流层高层的大尺度条件的主要差异是: 东阻型低涡上空200 hPa南亚高压是向北挺、 西风急流在北抬，热带气旋影响型的是南亚高压成块状、 西风急流南压、 减弱。还有，东阻型低涡上空200 hPa处在南亚高压脊前浅槽槽前西南气流中，造成此类低涡大部分上空为弱的正涡度平流; 热带气旋影响型的200 hPa处在南亚高压脊前低槽底部北风气流与西南气流交汇处，受南亚高压脊前北风气流影响大，造成此型的低涡大部分上空为弱的负涡度平流。从而造成影响这两型低涡持续的动力过程不同，东阻型影响低涡持续的动力过程与低槽前部类、 切变线类的相似，热带低压影响型低涡持续的动力过程是南亚高压脊前的弱负涡度平流使南亚高压脊加强，从而加强对流层上层的辐散，有利于低涡持续。
以上是对持续强影响高原涡在高原外持续的对流层高层环流特征的分析，有关对流层高层环流特征影响高原涡持续的机制有待今后更深入的分析。
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