西南低涡（在特定地区生成的中尺度系统）

主要特征

（1）西南低涡的发生具有明显的年、季、月和日变化，其中夏季出现最多，以4—9月居多，春秋季次之，冬季出现最少；7月出现最多，2月出现最少；低涡在夜间生成的几率比白天高一倍多。

（2）西南低涡主要集中出现在九龙、巴塘、德钦、康定、昌都一带，其次为四川盆地。

（3）半数以上的西南低涡生命史低于36h,但个别低涡在夏季可维持6～7天。长生命史低涡主要出现在春夏季节,这可能与大气层结和水汽供应有关。

（4）西南低涡生成后,仅有三分之一(38%)左右的低涡位势高度降低,12h平均降幅为-3.1gpdm;大多数低涡在源地减弱消亡。

（5）移动类西南低涡仅占低涡总数的20.5%,且主要取偏东路径(70.7%),沿长江流域东移入海;东北路径(21.2%)与东南路径(8.1%)不足三分之一。

（6）低涡生成后有的在源地减弱消失，有的能够移出源地，移出源地的西南低涡以5—8月的几率最大。

（7）移出涡源的涡以偏东路径居多，即由源地沿长江流域东移入海。

（8）尺度约为300-500km的中尺度系统，属中尺度涡旋。

（9）西南低涡呈近圆形而非对称特性，西南低涡在不同发展阶段其结构是不同的。

形成机制

西南低涡形成的大尺度环流背景

低涡的生成与发展有两个重要条件，其一是高原东侧要有旺盛的偏南气流，使等压面高度因增温降压而不断降低，其二是要有促使低涡生成的引发条件，例如低槽自西北迅速东移，使南北气流相遇发生强烈辐合。同时高原侧边界的摩擦作用也是极有利的条件，这是由于高原东南方的偏南气流受到高原侧边界的摩擦会产生气旋性切变，高原东北方的偏北气流则产生反气旋性切变，因辐合作用产生低涡。

西南低涡形成与南支气流输送有很大关系，印度季风槽位置偏北，有利于西南低涡生成，这不仅是印度季风槽输送了正涡度，同时还输送了暖湿气流。基于角动量倾向方程，分析表明角动量平流与低涡出现频率关系密切，角动量平流变化是导致低涡逐月出现频率变化的原因之一。而分层流与地形的相互作用也在一定程度上解释了初夏低涡活跃，盛夏低涡活动减弱的事实。高原东侧边界层摩擦作用普适性地解释了西南低涡为何常出现在高原东侧的西南地区大气边界层内。

发生发展机制

大气环流与地形的相互作用不仅对低涡的形成，而且对其维持都有着重要的影响。凝结潜热释放、低空急流的形成与维持均有利于低涡的发展。高层位涡扰动机制、倾斜涡度发展机制和大气非平衡强迫机制都较好地解释了西南低涡的发生发展。

西南低涡是在特定地区生成的中尺度系统，关于地形和其他因素对西南低涡形成影响已经作了许多研究。凝结潜热释放与大气的对流活动及所带来的降水密切相关。目前关注点可能应该放在降水发生前西南低涡的发展机制研究上，以及降水发生后凝结潜热释放能够多大程度加强西南低涡并使西南低涡维持多久等问题的研究上，这有助于做好对西南低涡及所带来降水的预报。

研究历史

最初对于西南低涡的研究可以追溯到20世纪40年代前后。我国的气象科技工作者针对西南低涡活动及结构特征、形成维持机制、发展东移机制等开展了一系列的研究，其研究成果对正确预报强降水，对西南地区及我国东部地区防灾减灾决策具有重要的指导意义。

马振锋、陈忠明等、刘红武等曾分别在上世纪末和本世纪初就西南低涡研究总结了关注的不同时期、不同方面的一些研究成果，如陈忠明等总结第二次大气科学试验前后西南低涡研究进展，刘红武等从研究方法上概述西南低涡研究成果。

从近50年来对西南低涡活动的统计分析，在西南低涡的结构研究，西南低涡形成的大尺度环流背景及气候成因研究，西南低涡发生发展机制研究，西南低涡移动机制研究，西南低涡与高原低涡、热带气旋相互作用机制研究等六个方面都取得了很大的进展。

西南低涡活动的统计分析

西南低涡活动的统计分析工作是一项基础性工作，也是非常必要和有意义的工作。这方面的工作开展的比较早，且不定期的有新的时间序列的统计研究成果尽管统计西南低涡的范围，样本长度不同，低涡的标准略有差异，但得到的结论基本一致，如南低涡活动频繁期在初夏，涡源最为集中在九龙其次是四川盆地区，移出涡源的涡以偏东路径居多，即由源地沿长江流域东移入海。

在统计分析的基础上，在西南低涡源地和主要移动路径上增设观测站点，将有助于监测西南低涡的活动。统一西南低涡活动特征判定指标，将能够更清楚地认识西南低涡气候特征。同时，在统计分析研究工作中也看到，没有西南低涡致灾的评价标准，及相应的西南低涡灾害数据库。因此，将西南低涡活动与相关的灾害性天气进行长时间序列分析，提出西南低涡强度及其灾害的评价标准，建立西南低涡数据库将是很有必要作的基础性研究工作。

西南低涡的结构研究

西南低涡的结构研究表明，西南低涡呈近圆形而非对称特性，西南低涡在不同发展阶段其结构是不同的。

对于一个典型的西南低涡，初生阶段的西南低涡是一个暖性浅薄天气系统；成熟阶段的强烈发展的西南低涡正涡度可伸展到100hPa以上，是一个深厚的暖湿低压系统，涡区内动量、层结、垂直运动等呈非对称分布；减弱阶段的西南低涡是一个斜压浅薄系统，对流层低层低涡为冷性结构。西南低涡活动期的边界层结构及其演变非常复杂，加之，西南低涡在不同阶段温湿场、动力场特征还有待更全面地刻画。

因此，采用更多的非常规观测资料，如雷达、卫星资料，大气科学试验加密观测资料，采用数值预报模拟技术和资料同化技术，将有助于更细致和客观地揭示西南低涡结构及其演变。

移动机制

冷空气入侵、风场分布的不均匀性以及物理量场分布的不均匀性使低涡易朝着正涡度中心、辐合中心和冷暖平流中心（取决于冷暖空气势力强弱）移动。西南低涡是中尺度系统，可进一步加强物理量计算分析，并结合数值预报产品，探索物理量与西南低涡移动和发展关系，基于物理量变化的西南低涡移动发展机理和可预报性。

①西南低涡移出的年平均频数占其总数的41%；

②西南涡的移向与相应的500百帕面上气流方向基本一致，但略偏南些；

③移速则为500百帕面上风速的50%-70%；

④位于切变线上的西南涡，常沿切变线东移；

⑤500百帕上青藏高原低槽发展东移，有利于西南涡的东移和发展。

①向东南移动经贵州、湖南、江西、福建出海，有时会影响到广西、广东；

②沿长江东移入海；

③向东北方向移动，经陕西、华北地区出海，有时甚至可进入东北地区。

①东亚沿海大槽显著发展，太平洋高压位置偏南，低涡多向东南方向移动；

②东部无大槽，太平洋高压较强，低涡多向东北方向移动；

③太平洋高压强度较弱或正常，低涡都向正东方向移动。

西南低涡移动机制研究非常重要，西南低涡移出源地，将影响下游地区的天气。

叶笃正等指出位于槽的底部或前部，离锋区较近的低涡，小股冷空气能在涡生成后12天内侵入，涡得以发展东移，由于涡位于槽前部的暖湿气流中，在槽前西南气流引导下向东北方向移动。而位于较均一暖区中的西南低涡，对应500hPa较宽的暖脊中，常伴有切变线配合，从而引导700hPa低涡东移。

陈忠明等利用两层模式将环境场与扰动场分开，得到了环境场及其分布特征对西南低涡移动的影响，认为西南低涡的移动受到许多因子影响，其中环境流场的引导起着较重要作用，并进一步用正压模式讨论了低涡结构的非对称性及其与环境的相互作用是导致低涡移动偏离引导气流的一个重要原因，经向流的存在使得低涡朝着最大风速区风向右偏一小角的方向移动，这与台风沿最大风速区风向移动的情况类似。实际大气中，低涡的结构常常是风场环流近圆形，风速分布非对称，特别是在低涡发展时期，预报员发现，当低涡东北象限出现偏东南大风时，低涡常向偏北方向缓慢移动，有时甚至停止少动，造成川西发生持续性暴雨天气，而当低涡东南象限出现西南大风时，低涡向东北方向移动较快，暴雨天气也由川西较快地转移到川东北，这两种低涡暴雨的典型特征，可能与低涡结构非对称性使低涡产生一个偏北和偏东北方向的移速有关。

丁治英等选取的个例发生在1981—1987年4—7月西南涡，通过对发展东移和不发展东移的西南涡的物理量以及动能的合成诊断发现：移出涡涡前为暖平流，涡后为冷平流，高层为暖平流控制，西南风低空急流较强，低层以辐合为主，上升运动区位于低涡的东北部；移出涡在200hPa有较弱的负涡度平流与之对应；移出涡扰动动能的制造大于消耗，低涡移出后积云对流为维持低涡的主要因子。

丁治英等对一次西南低涡的数值模拟得到，积云对流因子对西南低涡的移动有一定的影响。当冷暖平流较弱时，强大的积云对流可使低涡附近的西南风分量加大，促使低涡东部负涡度加大，不利于低涡东移。高空冷暖平流强弱对低涡的移动影响很大，当低涡附近冷暖平流较强时有利于低涡东移。

卢敬华等通过对个例进行6层斜压模式的数值计算和诊断分析，认为700hPa高度上物理量场不均匀分布，使西南涡向700hPa辐合中心、正涡度平流增大的方向及动量垂直涡旋通量的旋度中心移动；西南低涡的移动很大程度上取决于引导气流的作用；700hPa高度附近大气的斜压性强度的分布不均匀，将影响低涡的移动方向。

潘旸等对1991—2004年夏季（6—8月）西南四川盆地的低涡活动进行统计分类，分析了移动类低涡与停滞类低涡环流背景三维空间结构的差异以及气象要素偏差分布特征，总结出影响低涡东移的三维环流结构的气候学特征：东亚中纬度地区对流层中高层的冷空气入侵造成中高层气温偏低，位势高度降低，伴随冷偏差中心南侧20°30°N由对流层顶至850hPa都出现偏强西风，最大的西风偏差位于长江下游地区上空200hPa。一方面，高层风速差异的纬向梯度加强了长江中游地区的高空辐散，在西南低涡东部形成有利于降水和气旋性环流发展的动力抬升机制。另一方面，对流层低层的西风偏差在青藏高原南麓至我国东部长江以南形成一条异常的水汽输送带，加强了低涡南侧的偏西风水汽输送作用，为低涡东部的降水潜热反馈作用提供了充足的水汽。西南低涡在这样有利的环流形势和水汽条件下更容易移出盆地。

杨帅等研究梅雨暴雨中高低空急流与西南涡的活动，发现高空急流的走向与西南涡的活动关系密切，当我国东部位于西北风急流时，西南低涡稳定少动；位于西风急流时，西南涡快速东移；位于西南风急流时，西南涡加强，移速减慢。

王新敏等认为冷空气侵入路径是影响西南涡发展、移动的关键。环境场的引导气流（高空急流、500hPa气流）对西南低涡的移动起着重要的作用，低涡的非对称结构与环境流场的相互作用机制可以合理地解释低涡移动。

天气特征

(1)低涡在原地时,可产生阴雨天气；低涡移出时，95.5%有降水，雨区主要分布在低涡的中心区和低涡移向的右前方。

(2)低涡天气有日变化，一般夜间或清晨比白天坏些。

(3)西南涡发展东移时，雨区也扩大东移，降水强度增加，同时引起地面锋面气旋的发生发展，大风、低云、恶劣能见度等也随之出现。

雷雨

产生于我国西南四川盆地，雷雨多产生在西南涡的东南方，由于水气充分，当低涡东移出川时，常引起长江中下游、黄淮流域、华北等大范围的暴雨。

特点：不出川，没有什么危险天气现象，雷雨白天、夜间都会出现，特别是晚上更坏。

相互关系

许多西南低涡引发强降水的天气过程个例都表明，西南低涡与高原低涡和热带气旋有着密切的关系。当西南涡与高原涡耦合时，西南涡与高原涡都得到发展；当热带气旋登陆西进北上时，一方面对西南低涡有阻挡作用，另一方面输送水汽和能量，使低涡得以发展。但西南低涡与其他天气系统如西风槽、切变线、副热带高压、南亚高压等不同尺度系统之间相互作用关系又如何，将是深入开展西南低涡研究的又一方面。

主要影响

西南低涡在影响我国降水的天气系统中，占有相当重要的地位。就西南低涡所造成的暴雨天气的强度、频数和范围而言，仅次于台风，许多我国历史上罕见的特大洪涝灾害，都与西南低涡活动密切相关。

四川位于西南低涡源地，受西南低涡影响大，频数高，如1981年7月11—15日四川盆地受强烈发展的西南低涡影响，发生了百年不遇的特大洪灾；

1993年7月28—30日四川盆地西南部出现了特大暴雨，峨眉山市24小时降水量达509．5mm，打破四川40年日降水量极值；

2005年7月6—9日四川东部达州市出现了持续大暴雨天气过程，宣汉县累计降雨量达320．9mm，其乡镇雨量累计达500mm左右，西南低涡长时间稳定在四川盆地东北部是造成这次持续大暴雨天气过程的重要原因。

西南低涡不仅影响源地的天气，当它外移发展时，影响源地以东地区，如1974年5月4—7日一次西南低涡东移，在湖南、江西两省的部分地区造成暴雨，产生“63．8”河北特大暴雨的重要影响系统之一就是东移北上的西南低涡，1998年长江流域发生了自1954年以来的一次全流域性大洪水，与西南低涡频繁出现及东移活动密切相关。