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摘要
2018年4月21日华北南部发生了一次主观预报量级偏小的大范围春季暴雨，利用多种高时空分辨率观测资料、欧洲中期天气预报中心第5代大气再分析数据以及高分辨率数值模拟，对引发暴雨的大尺度和中尺度天气过程以及造成暴雨的中尺度对流系统的演变过程进行研究。发现后门冷锋是造成该次暴雨的大尺度天气系统。受太行山脉影响，锋面由西段南北方向和东段东西方向的两段组成，冷空气集中于1.5 km以下，伴随锋面后部东北风的增强，锋面南移、太行山东侧冷空气堆增高、强度增大；暴雨由与锋面有关的中尺度对流系统造成，中尺度对流系统形成和维持发生于后门冷锋附近且伴随锋生过程，位于沿后门冷锋爬升的暖空气前部水平风速辐合中心，其快速发展和对流中心的南移伴随锋面后部东北风增强所带来的锋面南移、冷空气堆增高；基于高分辨率数值模拟的动量收支计算表明，有利于中尺度对流系统中对流中心产生的上升运动主要由垂直气压梯度力和浮力项的合力项贡献，该合力项的大值区分布于沿锋面爬升的暖湿气流前沿具有较大的水平相当位温梯度区附近，这解释了伴随锋面增强南移的中尺度对流系统发展、对流中心南移这一现象。以上结果揭示了导致华北春季暴雨的这次后门冷锋和中尺度对流系统的关键动力过程，为将来相关数值模式物理过程的改进和预报技术的提高提供参考。
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