中文摘要：

暴雨发生时，湿空气中的水汽凝结成液态水并降到地面的量明显大于地面水汽输送和蒸发所补充的量，这种由于短时间里降水（蒸发）产生的水汽源汇作用会造成湿空气质量有明显的亏损，这一湿空气质量的净亏损效应即是本研究所指的水汽质量强迫（水汽源汇作用）。本研究将把暴雨系统中由于强降水造成的质量亏损效应考虑到湿大气的连续方程中，分析暴雨发生时大量水汽凝结成降水所导致的湿空气质量净亏损和此水汽质量亏损造成的暴雨系统中涡度、湿位涡和垂直运动等物理量的变化，以及这些物理量变化对暴雨系统结构和发展、移动的影响，并针对实际暴雨系统个例进行数值模拟和诊断分析研究。通过理论分析和数值模拟对水汽质量强迫在暴雨系统发展中的作用进行深入的研究，加强对暴雨系统发展过程中水汽源汇作用的认识，对于进一步揭示暴雨系统结构、强度和发展机理及改进暴雨预测都有重要意义。

结论摘要：

本项目将把暴雨系统中由于强降水造成的质量亏损效应考虑到湿大气的连续方程和扰动气压倾向方程中，分析暴雨发生时大量水汽凝结成降水所导致的湿空气质量净亏损和此水汽质量亏损造成的暴雨系统中涡度、湿位涡和垂直运动等物理量的变化。在理论推导和分析的基础上，利用ARPS模式，针对理论分析结果，对包含质量强迫的敏感试验和控制实验的对比分析表明质量强迫影响系统降水量，这跟质量强迫作用所在的高度有关。本项目研究的个例中，质量强迫的影响主要体现在高度5750 m左右，产生了由该层向下的运动调整，抑制了低层对流上升运动，减弱了风暴系统发展的强度，导致中心降水量减少。由于云中的微物理过程，水汽凝结导致湿空气质量亏损后(即考虑质量强迫项后)，质量场发生改变导致局地气压相对降低，气压的变化又引起动力场发生相应的调整，从而产生辐合及垂直运动。云水含量和质量强迫项在空间分布上吻合较好；降水粒子下落末速度项的变化是引起质量强迫项变化的主要原因；微物理过程受质量降水粒子下落末速度项的变化是引起质量强迫项变化的主要原因；微物理过程受质量强迫比较明显，质量强迫对不同水物质作用高度不同，并对水汽和水物质混合比的变化起主要作用。