郁淑华 高文良,3 彭 骏

1. 中国气象局成都高原气象研究所，成都，610072

2. 高原与盆地暴雨旱涝灾害四川省重点实验室，成都，610072

3. 四川省雅安市气象局，雅安，625000

1 引 言

青藏高原低涡（简称高原涡）是造成高原降水的主要天气系统，经常移出高原对中国中东部天气、气候产生影响（赵平等，2018）。一些高原涡移出高原主体，会使中国广大地区产生暴雨、大暴雨，造成灾害天气（Tao，et al，1981；Chang，et al，2000；Wang，et al，1987；张弘等，2006；Kuo，et al，1988；Yu，et al，2014，2016；高 笃鸣等，2018；胡 亮等，2018；Curio，et al，2019；Li，et al，2020）。因此，研究高原涡东移的移动规律、环流特征及与周围天气系统的相互作用及物理机制对于高原及中国东部地区降水预报具有重要意义。

一般认为，高原涡移出高原与适宜的高空条件有关（叶笃正等，1979；李国平，2002）。刘富明等（1986） 指出了高原涡东移的3种基本环流类型，西风槽下高原涡只有在高原西部有爆发性冷槽时才能移出高原（乔全明，1987）。高原东部低涡在北脊南槽的形势下有利于低涡东移（丁治英等，1990），影响高原低涡东移出高原有4种天气系统类型（郁淑华等，2007） 。高空急流的位置及强度变化对高原涡东移发展非常重要（郁淑华等，2016；肖玉华等，2018），冷、暖空气交汇导致辐合流场维持和加强是低涡得以维持和加强的重要原因（何光碧等，2009），低涡是沿正涡度变率中心方向移动（肖递祥等，2016），冷空气对高原涡持续东移活动有显著影响（郁淑华等，2018a）。这些研究丰富了对高原涡东移的认识，但多数只是个例分析。

Li等（2019a，2019b）合成分析指出高原涡东部较大范围较强的500 hPa辐合、200 hPa辐散以及相应的上升运动可使低涡移出高原的速度更快；水平位涡辐合是高原涡发展、东移的动力机制。高原涡在河套地区打转的环境场主要是热带低压向北推进，使高原涡东移受阻造成的（郁淑华等，2018b）。Xiang等（2013）指出，云冰粒子在7—8 km高度快速增加，高原低涡会向西移。这些研究进一步深化了对高原涡东移的机理和高原涡异常路径的认识，但还缺少对多折向东移路径的研究，缺少对中国降水影响较大的高原低涡（简称高影响高原涡）东移环境场的批量研究。因此，需要进一步分析不同东移路径的高影响高原涡环境场特征的共性与差异，本研究在普查1998—2018年高影响高原涡东移的活动特征基础上，对准平直长路径与多折向路径东移高原涡的环境场做对比分析，着重分析二者环境场的共同特征与差异，初步探讨低涡折向的主导因素，加深对东移高原涡环境场的认识，进一步为提高东移高原涡的预报提供参考依据。

2 资料与方法

2.1 资 料

所用的资料包括：（1）中国气象局国家气象信息中心提供的1998—2018年5—9月每日08、20时（北京时，下同）的地面观测资料、高空探测资料；（2）1998—2018年5—9月美国国家环境预报中心/国家大气研究中心的全球最终分析资料（NCEP/NCAR-FNL），时间分辨率为6 h，水平分辨率为1°×1°；（3）青藏高原低涡切变线年鉴1998年册（李跃清等，2010）至2018年册（中国气象局成都高原气象研究所等，2020）。这些数据的可靠性已在以前高原涡研究中得到了验证（Li，et al，2019a；郁淑华等，2018b）。

2.2 高原涡定义与选例

500 hPa等压面上生成于青藏高原，凡有闭合等高线的低压或3个站风向呈气旋式环流的均称为高原涡（青藏高原气象科学研究拉萨会战组，1981）。高原涡涡区是指以涡中心为圆心、半径为3经/纬距的区域（郁淑华等，2017），高原涡中心区是指涡中心为圆心、半径为1经/纬距的区域（郁淑华等，2018a）。高原涡过程降水量是指由高原涡过程内高原涡系统与环流造成的降水量之和（李跃清等，2010）。

个例选取的原则：（1）选取高影响高原涡，即选取高原涡移出高原后造成在高原以外2个省有暴雨的站点，或1个省有大暴雨的站点，或1个省以上有过程雨量≥150 mm站点的活动过程。（2）为减少季节不同对高原涡移出以及活动的影响，选取5—9月中国主汛期个例。（3）由于高原涡移出高原后的路径中东移路径占了一半以上（郁淑华等，2006），因此选取东移路径，即选取高原涡活动的起点与终点连线与正东方向夹角＜15°的路径。依据以上原则选出的1998—2018年5—9月东移路径高影响高原涡共15例，根据活动特征可分为3类，一类是高原涡东移过程中路径较平直，移动路径长，横跨大陆出海的准平直长路径（4例）；一类是高原涡东移过程中路径较平直，东移未超过116°E的准平直短路径（5例）；一类是高原涡移出高原后有2次以上明显折向的多折向路径（6例，简称多折向涡）。因准平直长路径与多折向路径的高原涡活动范围广，对中国影响比准平直短路径更大，所以文中挑选的一类是准平直长路径涡，即高原涡移出高原后路径较平直（在陆上12 h内移动距离＞1经/纬距的时次的移向与纬圈的夹角＞45°的次数小于1次），横跨大陆的长路径（图1a）；另一类是多折向涡，即高原涡移出高原后，有明显的折向（在陆上12 h内移动距离＞1经/纬距的时次的移向与前12 h的移向夹角＞45°次数在2次以上） （图1b）。这2组高影响高原涡移出高原后活动时间长（超过48 h）（表1），对中国降水影响大，准平直长路径涡主要影响长江流域，造成5个大于300 mm降水中心区（图2a，数值为降水量）。多折向涡主要影响黄河以南、长江流域及华南，造成7个大于400 mm降水中心区（图2b，数值为降水量）。

图1 1998—2018年5—9月东移路径 （a） 准平直长路径涡，（b） 多折向涡 （数字为表1中高原涡序号；实心圆为08时高原涡位置，空心圆为20时高原涡位置）Fig. 1 The eastward paths of （a） QSLTPVs and （b） MTTPVs from May to September during 1998—2018 （the numbers denote the sequence of TPVs as listed in Table 1；the solid circle and hollow circle are the positions of TPV at 08：00 and 20：00 BT，respectively）

表1 1998—2018年5—9月东移路径的准平直长路径涡、多折向涡过程Table 1 List of processes of quasi-straight long-path plateau vortices （QSLTPVs） and multi-turning path plateau vortices（MTTPVs） from May to September during 1998 to 2018

图2 降水量 （色阶，单位：mm） 分布 （a. 准平直长路径涡4例之和，b. 多折向路径涡6例之和）Fig. 2 Total process precipitation of （a） four cases of QSLTPVs and （b） six cases of MTTPVs （shaded，unit：mm）

高原涡强度以高原涡中心位势高度表征。加强时是指高原涡移出高原后中心位势高度第一个下降期中下降最明显的时次。持续时是指加强时后高原涡中心位势高度再次最明显下降的时次，若加强时后高原涡中心位势高度增高则选增高最小的时次。

准平直长路径涡，记为组1涡，主要分析时次为移出高原时（简称移出时）、加强时、持续时；多折向涡，记为组2涡，因多折向路径涡最明显折向时多发生在移出高原后与加强时之前（文中6例有5例是此种情况），因此此组主要分析时次为移出时、折向时、加强时、持续时。

2.3 合成方法

考虑到高原涡是一个移动的天气系统，台风适用的动态合成方法（李英等，2004）已被用于高原天气低涡系统的分析、研究（Li，et al，2019a，2019b；屈顶等，2021）。文中采用伴随高原涡 （TPV）的移动坐标系（x，y），跟随TPV的动态合成方法。公式（李英等，2004）如下

式中，t为不同时刻，为t时刻物理量场，为样本平均场，N为样本量，x，y为所选区域的坐标。合成图像选取的范围依据天气系统活动的连续性，选择在2组涡最重要时刻（组1涡加强时、组2涡折向时）各组方差较小的区域。

2.4 位涡及其组成

位涡（PV）表达式（于玉斌等，2000）为

式中，g为重力加速度，ζ为等压面上相对涡度垂直分量，f为牵连涡度，θ为位温，p为气压。PV可分解成2部分，即与静力稳定度有关的正压项（（PV）1）和与风的垂直切变和位温水平梯度有关的斜压项（（PV）2）。位涡是综合反映大气动力特性与热力特性的物理量，单位：PVU=10-6m2·K/（s·kg）（刘健文等，2005）。

3 对流层中层环境场

3.1 500 hPa环流、影响系统

从合成的500 hPa位势高度、温度场（图3）可以看出：组1、组2涡的环流场有相似之处，在TPV坐标系的东南象限，组1、组2涡在活动过程中有≥5860 gpm等高线，可反映西太平洋副热带高压（简称副高）的位置；移出时（图3a、d）高原涡以北为高脊，以南为低槽，槽后有冷槽，即高原涡是在北脊南槽中，且低槽将加强时移出高原的。

图3 合成的500 hPa位势高度 （黑色实线，单位：gpm）、温度 （红色虚线，单位：℃） 分布 （a. 组1涡移出时，b. 组1涡加强时，c. 组1涡持续时，d. 组2涡移出时，e. 组2涡折向时，f. 组2涡加强时，g. 组2涡持续时；红色原点为高原涡中心，棕色粗实线表示槽线或切变线，蓝色粗实线表示副热带高压脊线，绿色框线表示锋区位置；x、y轴分别是以低涡中心为中心的纬线、经线方向的相对位置）Fig. 3 Distributions of composite 500 hPa geopotential height （black solid line，unit：gpm） and temperature （red dashed line，unit：℃）（a. Group 1 moving out，b. Group 1 during strengthening，c. Group 1 persistence，d. Group 2 moving out，e. Group 2 turning direction，f. Group 2 during strengthening，g. Group 2 persistence；the red solid circle is the centre of TPV，the brown thick solid line denotes the trough line or shear line，the blue thick solid line denotes the ridge line of the western Pacific Subtropical High，and the green frame line represents the position of the front area；the coordinates in the x-axis and y-axis are the relative coordinates from the center of vortices in zonal and meridional directions）

移出高原之后，这2组高原涡在活动过程中环流特征明显不同（图3）。差异表现在：（1）高原涡以北环流形势不同，组1涡活动过程中维持一槽一脊形势，组2涡环流多变。（2）影响高原涡活动的天气系统不同，组1涡一直处在低槽中，组2涡在切变线、低槽交替出现中。（3）锋区位置不同，组1涡的低涡以北锋区明显，锋区在逐渐靠近低涡（图3a、b、c），低涡受冷平流影响明显；组2涡在折向时弱锋区在高原涡以西（图3e），之后无锋区（图3f、g）。（4）副热带高压的影响不同，在其东南象限中，组1涡各时次有5880 gpm等高线区域，组2涡只在移出与持续时有，并且各时次组1涡所伴的副热带高压脊线位置比组2涡偏北。组1涡在低涡南部附近一直伴有较强的西南气流中心区（≥14 m/s），组2涡在持续时才有较强的西南气流中心区，且范围比组1涡小。结合涡度平流（图略）可以得到，组1涡在加强时、持续时高原涡以南接近涡区处有强正涡度平流，分别为40×10-10和27×10-10s-2，比组2涡（12.9×10-10和20.3×10-10s-2） 明显大。反映组1涡副热带高压活动、副热带高压外围西南气流强度、输入涡区的正涡度平流比组2涡强。（5）热带天气系统的影响不同，在高原涡坐标系的东南象限，一般为副高、热带低压活动区，在此象限组2涡各时次都伴有＜5840 gpm的闭合低压，多数时次低压＜5820 gpm，有热带低压活动；组1涡则为副高控制，没有热带低压活动。组2涡折向时，热带低压向北移，影响副热带高压外围北拱和高原涡以北高压脊位置同位相叠加，形成高原涡以东为明显高压脊，高原涡东移受阻而折向向偏北移；加强时，热带低压向东南移，高原涡以东的高压脊变平，使高原涡出现折向后继续东移。这是多折向涡不同于准平直长路径涡的500 hPa突出的环流特征。不难看出，组2涡以北环流及影响系统的演变，都与热带低压活动有关。说明准平直长路径涡是在副热带高压适度位置下，西风带天气系统为主导的环境中东移的，多折向涡是在副热带高压、西风带天气系统、热带低压系统相互作用的环境下东移受阻而折向的。

3.2 冷空气侵入特征

从合成的500 hPa相对湿度和风场（图4）可以看出：2组涡在活动过程中冷空气（相对湿度＜50%）侵入特征明显不同。一是侵入低涡的冷空气复杂程度不同，组1涡移出高原后受东、西方冷空气影响，组2涡大多数时间受一个方向—北方冷空气影响（图4d、e、f）。二是侵入低涡的冷空气强度不同，组1、组2涡分别有相对湿度≤20%（图4a、b、c）、≥30%（图4d、e、f、g）的干冷空气侵入，组1涡的冷空气侵入比组2涡强。三是冷空气侵入低涡的范围不同，组1涡干冷空气侵入涡区范围在涡区的1/4以上，组2涡则在涡区的1/8以下。上述分析反映了组1涡受冷空气的影响比组2涡明显。这可能是组2涡有热带低压活动，形成低涡以东的高脊突起，阻塞了东路空气入侵低涡造成的。

图4 合成的500 hPa相对湿度 （色阶，单位：%）、温度 （红色虚线，单位：℃） 和风 （矢量，单位：m/s） 分布 （a. 组1涡移出时，b. 组1涡加强时，c. 组1涡持续时，d. 组2涡移出时，e. 组2涡折向时，f. 组2涡加强时，g. 组2涡持续时；红色原点为高原涡中心）Fig. 4 Distributions of composite 500 hPa relative humidity （shaded，unit：%），temperature （red dashed line，unit：℃） and wind（vector，unit：m/s）（a. Group 1 moving out，b. Group 1 during strengthening，c. Group 1 persistence，d. Group 2 moving out，e. Group 2 turning direction，f. Group 2 during strengthening，g. Group 2 persistence；the red solid circle is the centre of TPV）

4 200 hPa 高空锋区

从合成的200 hPa位势高度和风场（图5）可以看出：2组涡在活动过程中，TPV坐标系的西南、东南象限中有12480 gpm的南亚高压外围线，高原涡都位于南亚高压东北侧下空，涡区上空有≥1×10-5s-1的最大辐散强度（表2）。2组涡在TPV坐标系的西北、东北象限中有≥24 m/s的急流，东、西段分别有大片急流核心区，简称为东、西段急流，且西段急流相对稳定。

表2 与高原涡相伴合成的200 hPa最大散度Table 2 Composite 200 hPa maximum divergence accompanied with the TPVs

2组涡相伴的高空急流特征差异表现在：（1）高空急流的强度不同，组1涡的西段急流比组2涡的偏强，核心区的风速比组2涡大4—6 m/s，且急流范围比组2涡大；低涡移出高原后，组1涡东段急流核心区的风速比组2涡大4—8 m/s。（2）高空急流变化不同，组1涡的西段急流稍向南移，组2涡的西段急流在移出高原、折向时比组1涡在移出高原、加强时偏南；（3）低涡所处的高空急流下空的位置差异大，组1涡的西段急流核区比组2涡更接近高原涡。

由组1、组2涡的200 hPa西段急流活动、变化（图5），结合500 hPa环流形势（图3）可以看出，组1涡活动过程中，500 hPa锋区明显，逐渐靠近低涡，不断分裂冷空气侵入低涡，是与其相伴的200 hPa西段急流强，且急流核区接近高原涡相匹配；组2涡活动过程中，500 hPa锋区比组1涡偏南、偏弱，是与其相伴的200 hPa西段急流比组1涡偏南、偏弱相联系的。

图5 合成的200 hPa风 （矢量，色阶为大风速区，单位：m/s）、位势高度 （黑色实线，单位：gpm） 分布 （a. 组1涡移出时，b. 组1涡加强时，c. 组1涡持续时，d. 组2涡移出时，e. 组2涡折向时，f. 组2涡加强时，g. 组2涡持续时；红色原点为高原涡中心）Fig. 5 Distributions of composite 200 hPa wind （vector，color-shaded areas denote large wind velocity areas，unit：m/s） and geopotential height （black solid line，unit：gpm）（a. Group 1 moving out，b. Group 1 during strengthening，c. Group 1 persistence，d. Group 2 moving out，e. Group 2 turning direction，f. Group 2 during strengthening，g. Group 2 persistence；the red solid circle is the centre of TPV）

组1、组2涡的南亚高压特征差异主要表现在强度、位置、形状方面（图5）。低涡移出高原后，组2涡南亚高压比组1涡强，位置相对比组1涡偏南，组1涡南亚高压形状比组2涡北拱些。造成了组1涡相伴的200 hPa大片辐散区强度比组2涡大（表2），使组1涡的涡区上空“抽气作用”比组2涡强，即组1涡具有比组2涡更利于低涡加强的高空条件。这与Li等（2019b）得出的结论相似。反映了高原涡长时间东移一般高空具有较强的辐散条件，但准平直长路径涡的辐散更强。

5 位涡特征

由上述分析可知，准平直长路径涡与多折向涡活动都与500 hPa冷空气侵入低涡、200 hPa急流的活动有关，为此进行如下位涡分析。

5.1 500 hPa位涡分布特征

从合成的500 hPa位涡场（图略）分析发现，2组涡从移出高原时开始，涡区一直伴有PV≥1.0 PVU 的高位涡中心。说明高影响高原涡受冷空气影响明显。差异在于：（1）组1涡从移出时到持续时涡区内位涡一直在增强，组2涡在活动过程中涡区内位涡增强、减弱交替出现。（2）高原涡移出高原后，组1涡涡区内位涡比组2涡大。（3）组1涡在加强时有位涡≥0.8 PVU环形高位涡带通过高原涡，组2涡环形高位涡带不明显。上述特征主要是因低涡受冷空气侵入特征的差别造成的。

5.2 500 hPa位涡正压项、斜压项特征

组1与组2涡的位涡正压项分布（图略）与各自的位涡分布相似，说明组1、组2涡的位涡主要受位涡正压项控制。

从涡中心区500 hPa位涡正压项（（PV）1）的变化（表3）来看，2组涡的相似之处是从高原涡形成到持续时（PV）1在增加。差异是从高原涡移出时到持续时组1涡的 （PV）1比组2涡略大，反映了组1涡移出高原后正压项控制的影响比组2涡大。

表3 高原涡合成的涡中心区（PV）1平均值Table 3 Composite mean values of （PV）1 in vortex central area for the TPVs

从涡中心区500 hPa位涡斜压项（（PV）2） 的变化（表4）来看，2组涡在活动过程中，涡中心区（PV）2为负值，并且加强时比上一时次减小，反映2组涡加强时中心区斜压性在增强。二者差异在于：（1）在形成时与移出时，组2涡中心区斜压性比组1涡强；在加强时，组1涡中心区斜压性比组2涡强；在持续与将消失时，组2涡中心区斜压性比组1涡强。结合冷空气侵入特征看出，这是与组1涡移出高原后受东、西方冷空气影响，组2涡只在持续与将消失时才受东、西方冷空气影响造成的。（2）组1涡中心区斜压性从形成到加强时在增强，组2涡中心区斜压性从形成到折向时在减弱。

表4 高原涡合成的涡中心区（PV）2 平均值Table 4 Composite mean values of （PV）2 in vortex central area for the TPVs

5.3 高空位涡下传特征

从过涡中心的合成位涡纬向垂直剖面（图6）分析看出，组1涡与组2涡的高空高位涡下传特征有显著差别。（1）低涡形成时，组1涡未受高空高位涡下传影响（图略）；组2涡受200 hPa高位涡下传影响，涡中心位涡为0.8 PVU（图略）。这是由于组2涡200 hPa急流比组1涡偏南造成的。（2）低涡移出高原时，组1涡区西部上空200 hPa位涡有≥2.5 PVU的区域，此时受高空高位涡区下传影响，涡中心的位涡增强（1.1 PVU）（图6a）。组2涡上空200 hPa位涡增强（2.5 PVU），下传到了组2涡，涡中心位涡增强（1.26 PVU）（图6d）。结合图5看出，这与组1涡西段急流南移，组2涡西段急流偏南有关。（3）低涡移出高原后，高空高位涡中心，组1涡在低涡东部上空逐渐增强，组2涡折向时增强在低涡西部上空（图6e），加强时减弱在低涡东部上空（图6f），持续时再增强在低涡西部上空（图6g），但组2涡的值比组1涡大。结合图5看出，高空高位涡中心值的变化与急流核区强度、位置变化一致。组1涡在加强时、持续时、将消失时，200 hPa高位涡分别下传到低涡、350 hPa、370 hPa；涡中心位涡分别为增强为1.2 PVU（图6b）、少变（图6c）、减弱为1.09 PVU（图略）。组2涡在折向时、加强时、持续时、将消失时，200 hPa高位涡分别下传到400 hPa、低涡东部、低涡西部、低涡东部；涡中心位涡分别为减弱为1.137 PVU（图6e）、增强为1.15 PVU（图6f）、少变为1.14 PVU（图6g）、增强为1.36 PVU（图略）。反映了高空高位涡下传对低涡的位涡增加有较大影响。依据PV=2 PVU的等位涡面接近实际大气对流层顶（寿绍文等，2009），组1涡与组2涡在移出高原后，涡区上空出现了对流层顶断裂带，恰好与这段时间高空高位涡明显下传相匹配。结合组1涡与组2涡涡区平均涡度演变（表略） 看出，组1、组2涡在高空高位涡下传影响时低涡明显加强，与高空高位涡下传引起对流层中低层垂直涡度发展、从而加强低涡（吴国雄等，1999）相一致。也反映了高空高位涡中心位置对低涡移向有指示意义。

图6 过高原涡中心 （红色圆点） 的合成位涡（等值线，单位：PVU） 纬向垂直剖面 （a. 组1涡移出时，b. 组1涡加强时，c. 组1涡持续时，d. 组2涡移出时，e. 组2涡折向时，f. 组2涡加强时，g. 组2涡持续时）Fig. 6 Height-zonal cross-sections of composite potential vorticity （contour，unit：PVU） passing through the center of the plateau vortex （red dot）（a. Group 1 moving out，b. Group 1 during strengthening，c. Group 1 persistence，d. Group 2 moving out，e. Group 2 turning direction，f. Group 2 during strengthening，g. Group 2 persistence）

为探讨高空高位涡中心位置对低涡移向的影响，分析了2组涡的高空高位涡中心位置变化与500 hPa低涡涡区位涡增量（与前一时次）分布（图略）。结果显示，2组涡移出高原后，组1涡各时次高空高位涡中心位置都在低涡东部上空（图6b、c），低涡涡区位涡增量正值区范围是各时次在涡区东半部都比涡区西半部大，即组1涡各时次位涡增量主要分布区在涡区东半部，低涡准平直向东移。组2涡高空高位涡中心位置，折向时在低涡西部上空（图6e）、加强时在低涡东部上空（图6f）、持续时在低涡西部上空（图6g），位涡增量正值区范围分别是在涡区西半部大、涡区东半部大、涡区西半部大，即组2涡在折向时、加强时、持续时位涡增量主要分布区分别在涡区西半部、涡区东半部、涡区西半部，低涡移向分别是偏向西、向东、向西。可见高空高位涡中心位置在低涡上空的部位与位涡增量主要分布区在低涡中的部位较一致。由图4看出，组1涡冷空气入侵涡区的范围比组2涡大，加强时在西、西北、北、东北部，持续时在西北、北、东北部。组2涡空气入侵涡区范围折向时在西北边缘，加强时在北部，持续时在北、东北边缘，可见组1、组2涡冷空气入侵涡区的范围与各时次位涡增量主要分布区很不一致。反映了高空高位涡中心位置会影响正位涡异常区在低涡中出现的部位，对低涡移向有指示意义。究其原因，可能与高空急流相关联的高空高位涡下传有关。组1、组2涡移出高原后活动时，低涡上空有对流层顶断裂带。根据Hoskins等（1985）提出的如果不计非绝热加热和摩擦效应，等压面位涡具备守恒性，5.2节分析表明，组1、组2涡的位涡主要是正压部分控制，符合非绝热加热和摩擦效应条件。与高空急流相关联的高空高位涡下传与对流层顶下降相对应的冷空气下沉，使低涡附近层次正位涡异常，这一正位涡异常区正是高空冷空气下传到低涡附近层次的体现。组1、组2涡移出高原后活动时，高空冷空气下传到低涡附近层次，出现位涡增量主要分布区，即正位涡的异常区，是高空冷空气下传到低涡附近层次的体现。位于低涡西（或东）部上空的高空高位涡下传，会使低涡西（或东） 部正位涡更异常，使低涡西（或东）部层次的等压面更向下弯曲，位势高度更减低，可诱生一个低压气旋性环流（更偏向在低涡西（或东）部）叠加在原有的气旋性环流上，起到了低涡在西（或东）部更加加强的作用，低涡移向低涡加强的区域，随之移向西（或东），造成低涡折向（或东移）。与姚秀萍等（2007）研究梅雨锋上低涡降水相伴的干侵入指出的梅雨锋上低涡降水有高空高位涡下传现象相似。准平直长路径涡和多折向涡的环境场共同特征与差异可由图7说明。

图7 环境场概念模型 （a. 组1涡加强时，b. 组2涡折向时；括号内数字是物理量的值）Fig. 7 Conceptual models of ambient fields （a. Group 1 during strengthening，b. Group 2 turning direction；the number in parentheses is the value of the physical quantity）

6 结论与讨论

文中分析了1998—2018年5—9月高原涡活动情况，选取对中国影响较大的东移路径高原涡过程，并以准平直长路径涡和多折向涡为个例组，对2组涡进行了对流层高、中层高度、温度、风场与位涡等的合成分析，探讨了准平直长路径涡与多折向涡的环境场条件共性与差异，及造成多折向涡折向的主导因素，得到以下初步结论：

（1） 2组涡能长时间活动的共同环境场条件是：有明显影响低涡活动的低值系统、副热带高压位于高原涡东南方、高原涡位于南亚高压东北侧下空、高原涡以北上空伴有高空急流。共同的环境场条件使低涡有正涡度平流输入，正涡度增加；使高原涡上空为辐散区，高空有高位涡下传至低涡及附近层次，低涡得以加强、维持。

（2） 2组涡对流层中层环境场条件的差别是：多折向涡活动是由于热带低压活动改变了低涡以北的环流形势，使影响低涡活动的低槽东移受阻，后演变为相对较弱的切变线，东方冷空气受阻而不能侵入低涡，导致高原涡东移受阻而折向、继续向东移、再折向。准平直长路径涡以北500 hPa锋区明显，并且逐渐靠近低涡，低涡一直处在低槽中，由东、西向冷空气入侵低涡。准平直长路径涡移出高原后，副热带高压比多折向涡强，副热带高压脊线位置比多折向涡偏北。说明准平直长路径涡是在副热带高压适当位置的情况下，随西风带天气系统移动；多折向涡是受西风带、副热带、热带天气系统共同影响下活动的。这些差异造成了准平直长路径涡移出高原后输入涡区的正涡度平流比多折向涡强，正涡度比多折向涡大；准平直长路径涡加强时斜压性比多折向涡折向时、加强时强。

（3）2组涡高空环境场条件的差别是：准平直长路径涡移出高原后相伴的南亚高压比多折向涡偏北，且北拱比多折向涡明显，使准平直长路径涡移出高原后高空辐散比多折向涡偏强。准平直长路径涡相伴的高空西段急流比多折向涡偏强，移出高原后增强、南移；多折向涡西段急流比准平直长路径涡偏南，减、增交替变化。造成了移出高原后准平直长路径涡高空高位涡在增强，多折向涡高空高位涡在减、增交替变化。准平直长路径涡相伴的200 hPa高位涡中心区一直在低涡东部上空，而多折向涡在折向时在低涡西部上空，高空高位涡下传，影响加强低涡的区域偏向，从而影响低涡移向。200 hPa高位涡中心区位置对低涡移向有指示意义。

（4）多折向涡造成折向的主导因素可能是：环境场条件使低涡斜压性减弱、输入涡区的正涡度平流减弱，即在低涡减弱、东移受阻情况下，高空高位涡中心在低涡西部上空，高空高位涡下传使加强低涡的强正位涡异常区出现在低涡的西部，低涡移向低涡加强的区域，造成东移的低涡折向。

本研究是合成分析结果，对同类路径高原涡有代表性，集中了该类涡一些最本质共性。研究表明，当高原涡移出高原后，依据环境场的特征差异，可以初步判断其是长时间准平直东移还是多折向东移。文中对东移路径的准平直长路径涡、多折向涡的环境场进行合成对比分析，初步探讨了多折向涡造成折向的主导因素，今后需对多折向涡造成折向的成因做进一步研究。还需对东移路径中的准平直短路径涡，及东北、东南路径作合成对比分析，进一步了解高原涡活动的环境场条件。水汽、非绝热加热、能量等对准平直长路径涡、多折向涡活动的影响也有待深入研究。