引言

暴雨、强对流等灾害性天气与中尺度对流系统(Mesoscale Convective System，MCS)密切相关^[1]。Houze^[2]根据云图特征，将MCS描述为包含对流核的云结构。在“线形”或“圆形”冷云砧底部，雷达监测到的MCS具有多种形态，如MCS的β、γ中尺度结构，并能产生不同类型的强对流天气^[3-4]。随着卫星资料时空分辨率不断提高，尺度较小和生命史较短的β中尺度对流系统(M_βCS)受到了较多关注^[5-8]。如，马禹等^[4]在普查1993—1995年我国夏季MCS时发现，M_βCS的个数比M_αCS的多1倍以上，其活动对我国暴雨的作用更为重要。M_βCS诱发暖区暴雨已成为暴雨研究的一项重要内容^[9-10]。暴雨期M_βCS发生发展的三维结构表现为^[11-14]:系统发展阶段，上升气流为斜升气流，上升运动区有下沉气流；散度在垂直方向从低层到高层辐合辐散相间分布(多模态分布)；低层为正涡度(强度较弱)。系统强盛期，气流为垂直上升运动，上升运动东西两侧为下沉运动；低层辐合，高层辐散，低层正涡度，高层负涡度。系统减弱时期，低层弱下沉运动，高层弱上升运动，气流基本为水平运动，从低层到高层辐散辐合相间，低层正涡度减弱。除了有利的大尺度环境外，M_βCS的形成还与地形、边界层过程(如重力流、中尺度辐合线、露点锋、海陆风)、中尺度重力波等的触发作用关系密切^[15-24]。

强对流天气的类型和强度与MCS的尺度、强度和形态有关。Jirak等^[3]将MCS分为α尺度的圆形中尺度对流系统(MCC)和带状对流系统(PECS)及β尺度的圆形中尺度对流系统(M_βCC)和带状对流系统(M_βECS)，并指出美国超过一半的强对流天气与MCC和PECS有关，这主要是由于尺度较大的系统影响范围广、生命期长所致，但尺度较小的M_βCC和M_βECS所造成的强对流天气也不容忽视。就中国黄淮地区而言，卓鸿等^[6]研究认为，山东的暴雨、大暴雨与M_βCC关系较密切；苏爱芳等^[25]在研究河南省强降水时发现，最强降水是由尺度较小的圆形M_βCC产生的。此外，苏爱芳^[26]统计分析2005—2010年黄淮中西部出现的86个圆形(偏心率大于等于0.7) M_βCS的强天气特征发现，83%的样本产生了强对流天气，分别为短时强降水、短时强降水伴雷暴大风和冰雹、短时强降水伴局地龙卷及局地风雹天气。尽管短时强降水是此类系统最主要的强天气现象，但雷暴大风、冰雹类强对流天气也时有发生。如2008年7月14日00—05时(北京时，下同)河南中部局地出现的极端强降水天气(以下简称“7.14”过程)和2013年8月2日下午豫东出现的雷暴大风天气(以下简称“8.02”过程)，均可见到有M_βCS的影响。因此，针对具有不同强对流天气特征、卫星云图上形态相似的M_βCS开展较深入的对比研究，对不同类型强对流天气短时预报和临近预警具有重要意义。

本文利用常规观测资料和卫星、多普勒雷达、区域自动站等非常规观测资料及NCEP FNL (1°×1°)再分析资料，对“7.14”极端强降水过程和“8.02”雷暴大风过程中M_βCS的发展规律、结构特征及形成原因进行对比分析，旨在为提高卫星产品在分类强对流天气预报预警中的应用能力提供技术支持。

1 两次强对流天气实况

2008年7月13日14时-14日08时河南中部出现特大暴雨(图 1a)，有4个国家级气象观测站累积降水量超过100 mm，分别是长葛(179 mm)、郑州(174 mm)、禹州(161 mm)、新郑(146 mm)；同期区域自动站出现特大暴雨量级的有长葛县的坡湖、后河、石固以及禹州市的山货站，其累积降水量分别达435.3、414.9、276.8、325.2 mm。强降水集中发生于14日00—05时，国家级气象观测站有14站次出现短时强降水(≥20 mm·h^-1)，其中禹州站14日01时降水最强，达60.1 mm·h^-1；区域自动站最强降水出现在14日01时的坡湖站，其降水强度达145.9 mm·h^-1 (图 1b)。

2013年8月2日14—22时，淮河流域出现大范围雷暴、局地灾害性大风天气，雷暴集中于15时07时00分—21时29分，15—16时闪电频数达5798次，18时05分、21时02分、21时15分有3站(汝南、商丘、虞城)分别出现17 m·s^-1、19 m·s^-1和18 m·s^-1大风(图 2)，降水强度中等，睢县22时降水强度最大达25.1 mm·h^-1。

综合可知，上述两次过程具有不同的强对流天气特征，“7.14”过程以极端短时强降水天气为主，“8.02”过程以雷暴大风天气为主。

2 M_βCS的发展演变与结构 2.1 卫星监测结果分析

FY-2C卫星监测结果显示，“7.14”过程和“8.02”过程均发生在圆形M_βCS发展过程中。从逐小时FY-2C卫星红外云图上可见(图 3)，2008年7月14日00时前后(图 3a)，河南中部有γ、β中尺度对流云团A、B发展，2个云团呈东北—西南向排列。01时(图 3b)，云团A、B快速发展，合并为M_βCS，云顶亮温(TBB)最低为-67 ℃，此时坡湖降水强度达到145.9 mm·h^-1；02时(图 3c)，M_βCS发展为长轴约110 km、偏心率为0.7的椭圆形对流系统，TBB降至-72 ℃，坡胡站降水强度仍较大(112.5 mm·h^-1)，同时山货站降水强度达116.8 mm·h^-1；03—04时(图 3d、e)，M_βCS逐渐发展至成熟阶段，云顶亮温中心值不再降低，TBB≤-52 ℃的面积达最大(2.63×10⁴ km²)，系统西南部TBB等值线梯度较大，对应山货站93.1 mm·h^-1的降水强度；05时(图 3f)，M_βCS减弱衰亡。

从不同时刻FY-2D卫星红外云图上可见(图 4)，2013年8月2日14时30分(图 4a)，信阳境内有对流云团A、B形成，最低TBB分别为-50 ℃和-45 ℃。14时30分—16时30分(图 4b)，云团A、B发展合并形成形状不规则的M_βCS，最低TBB为-52 ℃，同时其东西两侧也有对流云团发展并与之合并。17时30分(图 4c)，系统北移，迅速发展形成偏心率为0.6的椭圆形M_βCS，TBB最低达到-63 ℃，其覆盖面积为2.3×10⁴ km²，随后，汝南出现雷暴大风；18时30分—19时30分(图 4d、e)，M_βCS演变成圆形并向北移动，TBB不再降低，云团面积达最大，系统进入成熟期，此时汝南、平舆分别出现20 mm·h^-1和24 mm·h^-1短时强降水，强降水区位于TBB低值中心附近和系统北侧前沿。值得关注的是，系统北部对流单体发展，20时30分—21时30分(图 4f、g、h)，M_βCS东移并明显减弱，但其后部新生对流单体(C)发展旺盛，新生对流单体随M_βCS东移影响豫东，商丘市区和虞城分别于21时02分—21时15分出现雷暴大风。22时30分后(图 4i)，M_βCS迅速衰亡。

可见，两次过程中M_βCS的生命史均为3 h左右，其覆盖面积大小相似，且具有相似的发展过程，系统最强盛时均为圆形。不同之处在于，两个系统的强度及其所形成的强对流天气类型有别；此外，“8.02”过程中M_βCS分裂减弱时其后部有对流再生现象。

2.2 雷达监测到的M_βCS结构

“7.14”过程不同时刻郑州雷达1.5°仰角反射率因子图显示(图 5)，与图 3中云团A、B的发展对应，14日00时02分(图 5a)，郑州南部到许昌北部和平顶山东部的混合性降水区内有β中尺度对流系统a、b形成发展，其中a的强度强、面积大，回波最强达56 dBz；同时，禹州东部有γ中尺度对流系统c形成。与云团A、B合并形成M_βCS的过程对应，00时33分(图 5b)，c与a合并，其合并处对流加强，6 km以下回波强度均在45 dBz以上，强中心(55 dBz)位于2—3 km高度。至01时03分(图 5c)，上述合并处回波强度继续增加到56 dBz，同时a、b、c合并形成带状对流系统，并持续影响郑州南部、许昌中西部等地，坡湖位于对流合并处，降水强度达145.9 mm·h^-1。强降水回波维持少动，长葛、禹州等地连续出现50 mm·h^-1以上短时强降水，导致极端强降水。03时(图略)，强降水回波分裂减弱，雨势减小。

图 6给出“7.14”过程若干时次不同仰角平均径向速度产品(V27)。从中可见，在图 3中云团A、B初生期的00时02分前后(图 6a)，出现明显的径向风辐合区。00时39分(图 6b)，禹州附近径向风辐合区和长葛附近径向风辐合区发展并连接在一起，长葛境内还出现旋转风达14 m·s^-1的正负速度对；此刻14.6°仰角图上对应区域形成明显的径向风辐散(图 6c)，较强的抽吸作用有利于局地强降水的形成和发展。01时03分(图 6d)，在长葛和许昌西部形成一条长约30 km的中尺度辐合线，辐合线附近径向风辐合继续加强，与卫星监测到的对流系统合并发展相对应。02时05分前后(图 6e)，中尺度辐合线向南延伸，对应圆形M_βCS发展至最旺盛阶段。03时前后(图 6f)，辐合线发生断裂，系统逐渐减弱衰亡。

由“8.02”过程若干时次驻马店和商丘雷达基本反射率因子产品可知(图 7)，13时30分—14时00分(图略)，罗山和光山县境内有多单体风暴发展，此时由于对流发展高度不高，红外卫星云图还分辨不出对流云团。14时32分(图 7a)，罗山境内3个M_γCS和商城境内2个M_βCS分别对应于图 4中云团A、B的发展，随后又不断有对流单体或系统形成、发展与之合并(图 7b、c)。17时34分(图 7d)，形成东西向带状MCS，对应卫星云图上云团A、B合并形成椭圆形M_βCS，雷达监测的带状对流系统位于云团北侧，其北移过程中向北凸起。17时58分前后(图 7e、f)，形成弓形对流系统，系统南侧形成中气旋（维持2个体扫，同时其西段前沿出现一条狭窄的15~30 dBz出流边界，此时汝南境内对流风暴较强，18时05分出现雷暴大风。随着弓形对流系统北移，出流边界向东扩展，18时52分(图 7g)，出流边界持续拉长，上蔡境内出现中气旋，弓形系统发展强盛，并在迅速移动过程中有时会遮住出流边界，说明系统发展迅速。19时34分(图 7h)，出流边界持续加强，伸展高度达2 km以上，M_βCS处于最旺盛阶段。随后(图 7i、j)，弓形对流系统东段分裂减弱、西段发展，对应卫星图上新生单体C发展，当弓形对流系统西段移过商丘地区时，商丘市区和虞城出现灾害性大风、睢县出现短时强降水。21时35分后(图 7k、l)，弓形对流系统明显减弱，卫星监测的M_βCS也逐渐减弱衰亡。

由“8.02”过程典型时刻1.5°仰角平均径向速度产品(V27)判断(图 8)，上述弓形系统的形成可能与切变线南侧强γ中尺度南风扰动有关。16时34分(图略)，确山县南部出现径向风大风速区，2 km高度上最大径向入流达到24 m·s^-1，随后对流系统前部东西向出现4处大风速扰动核，在大风速核的推动下，系统北抬并在径向速度图上呈现弓形。16时58分(图 8a)，确山境内大风速核移近雷达，1 km高度上最大风速达到27 m·s^-1。17时34分(图 8b)，上述大风速核移至确山北部，其高度在0.4 km，风速仍达24 m·s^-1。可见，该过程中超低空急流强盛，γ中尺度大风扰动不仅影响对流系统的形态特征，也是雷暴大风的直接制造者。

3 环流背景与影响系统

“7.14”过程发生前的7月13日20时(图略)，200 hPa黄淮中西部受反气旋环流控制，500 hPa华东沿海高压西伸北抬，中纬度低槽东移受阻，豫中为气流辐散区，而低层为气流汇合区，850 hPa和925 hPa沿海高压南侧的东南大风速轴指向豫中。黄淮中南部500 hPa以下均为准饱和湿区，黄淮北部和华北地区为干区。对应卫星红外云图上，华北低槽云系收缩东移，黄淮西部受沿海高压后部低云影响，辐射增温效应弱，地面最高气温为31℃，14日00时前后，豫中切变辐合区内有圆形M_βCS形成。“8.02”过程发生前的8月2日08时(图 9b)，200 hPa黄淮中西部处于分流区内，500 hPa副高强盛。相对于“7.14”过程的环流形势，该过程同样具有沿海高压加强西伸北抬、中纬度低槽东移受阻及中低层气流汇合等特征。其不同之处在于，该过程河南南部处于沿海高压脊外围，午前云量相对要少，辐射增温明显，最高气温达35 ℃，925 hPa还受暖式切变线影响，豫东、豫南上空的准饱和湿区位于500—700 hPa高度，850和925 hPa干燥，干湿层交替分布。

地面上，“7.14”过程，7月13日20时(图 9a)，我国西南地区东北部到江淮东部为地面倒槽控制，豫中处于倒槽北侧、沿海高压底部的偏东气流里，郑州东南部、许昌及南阳东北部均受东北和偏东气流形成的β中尺度辐合线影响，辐合线附近潮湿，温度露点差在0~3 ℃，对流云团(B)在辐合线附近形成并发展；14日02时(图略)，图 3中云团A、B附近的辐合线连接，其上形成气旋式环流，云团A、B随之形成圆形M_βCS，此后M_βCS随着气旋式环流东移、减弱而逐渐衰亡。而“8.02”过程，2日08时(图 9b)，豫东南位于沿海高压后部、四川东部至湖北中部倒槽的西北侧，沿淮地区形成弱西北气流和偏南气流型辐合线(与高空925 hPa辐合线对应)，辐合线附近为36 ℃暖中心，但地表干燥，温度露点差8~10 ℃，对流云团(B)在辐合线附近发展并随之北移；当日17时(图略)，豫东南的驻马店地区形成直径约180 km的气旋式环流，云团发展形成圆形M_βCS，气旋式环流到22时前后减弱消失，M_βCS随之衰亡。

综上可见，两次过程均发生在沿海高压加强西伸北抬的过程中，M_βCS形成于副高后部低层切变辐合区，但辐合区的动力结构和湿度层结及地表湿度特征存在明显差异，“7.14”过程中，对流云团在对流层中低层及地表饱和或准饱和湿区内形成发展，动力辐合和湿层深厚；而“8.02”过程中，动力辐合层主要在边界层，湿层薄，且自下向上呈“干湿层交替”分布。地面中尺度气旋式环流和低空气流汇合是云团具有圆形或椭圆形态的主要原因。

4 热力不稳定与水汽条件

分析“7.14”过程13日20时郑州站探空图(图 10a)可知，郑州上空湿层(T－T_d≤5 ℃)深厚，除992 hPa温度露点差为7 ℃外，385 hPa以下均为饱和湿层，高空风随高度顺时针旋转，暖平流明显，但925 hPa为东北风，说明低层有弱冷空气南侵而抬升暖湿气流触发对流发展；过程结束后(图略)，500 hPa及其上层有干空气侵入，但冷平流不明显。同样，分析“8.02”过程2日08时距离强天气区最近的阜阳站探空图(图 10b)可知，该站边界层湿层(T－T_d≤5 ℃)浅薄，分别位于1 003— 954 hPa、781—597 hPa和520—472 hPa，其余层次为干层(T－T_d＞5 ℃)。类似的临近强对流天气区的徐州探空站也表现出干湿层交叉分布，边界层1001—984 hPa为准饱和层(图略)，对流结束后，中层干空气入侵，925—850 hPa风随高度逆转，有弱冷平流活动。此外，“7.14”过程的0 ℃层高度明显高于“8.02”过程，而两次过程的-20 ℃高度接近。因此，前者不利于雷暴大风、冰雹类型强对流天气产生。

表 1给出“7.14”过程和“8.02”过程不同时次各探空站环境参数。从中可见，两次过程对流初始阶段郑州站和阜阳站K指数较高，分别为38 ℃和40 ℃；SI指数和抬升指数(LI)均为负值，850 hPa和500 hPa假相当位温差(Δθ_se)大于0 K，对流有效位能(CAPE)均在500 J·kg^-1以上，大气可降水量(PW)也较高，均在59 mm以上。高对流不稳定能量、适宜的对流指数和水汽条件，有利于M_βCS形成发展。但两次过程也存在差别，“7.14”过程CAPE、Δθ_se和LI的绝对值明显小于“8.02”过程(尤其小于其2日14时计算得到的订正值)，而PW较大，达到64.9 mm，有利于产生强降水。“8.02”过程中，徐州站20时K指数和CAPE均较高，LI达到-8.0 ℃，与08时相比对流不稳定能量处于增大状态，21时后商丘等地出现灾害性大风。两次过程中的垂直风切变条件也有差别，尽管对流初始期两者具有相似的0—6 km垂直风切变，但“8.02”过程中0—2 km垂直风切变明显大于“7.14”过程，与雷达径向风存在强的超低空急流表现一致。

此外，“7.14”过程，在7月13日20时M_βCS形成前，925 hPa上江淮中部到黄淮西部为θ_se高值区，在113°E附近，356 K等θ_se线伸展至34°N，豫中位于高能区和相对湿度大于等于80%的高湿区内，平顶山东部有一水汽通量辐合中心，中心值达-1×10^-8 g·cm^-2· hPa^-1·s^-1；14日02时，356 K等θ_se线南压至32°N附近，水汽通量大值中心东北移至豫北地区。而在“8.02”过程中，2日14时，925 hPa河南东南部相对湿度在60%~70%之间，相对干燥，沿淮地区水汽通量辐合区较弱；当日20时，黄淮中东部水汽通量辐合略有加强，豫东南部和豫东水汽通量散度为-1×10^-8 g·cm^-2· hPa^-1·s^-1。“8.02”过程与“7.14”过程相似之处是，对流系统形成发展区θ_se均较高，达356 K (图略)。

从上述两次过程对流云初始位置所作的θ_se和温度平流时间-高度垂直剖面图上可见，“7.14”过程(图 11a)，7月12日20—14日20时，θ_se在500 hPa以下随高度增加而减小，大气层结呈条件不稳定；20时前后，边界层暖平流明显，能量增加，356 K等θ_se线呈“Ω”型，同时500 hPa附近出现弱冷平流，这种高层冷平流、低层暖平流的热力结构有利条件不稳定加强，1 000 hPa和500 hPa θ_se之差达14 K；14日02时，边界层冷平流入侵，对流系统发展至最旺盛，随后高层暖平流发展，条件不稳定减弱，对流云团发展受抑制，系统衰亡。“8.02”过程(图 11b)，8月2日14时，对流初始位置的边界层356 K等θ_se线也呈“Ω”型，600—800 hPa冷平流，低层暖平流，有利条件不稳定发展，与“7.14”过程相比低层暖平流持续时间长、冷暖平流较弱；2日20时后，500 hPa冷平流发展，中低层冷平流同步入侵，对流过程结束。

综上可知，“7.14”过程，对流层中下层整层为饱和湿层，PW较大，0 ℃层较高；而“8.02”过程，PW尽管也接近6.0 cm，但“干湿层”交替分布，LI绝对值、CAPE和低层垂直风切变均较大。两次过程中的M_βCS形成于低层高能量区内，但水汽条件有差别，进而导致对流性天气的差别。对流发生前，低层暖平流、高层冷平流的热力结构促使边界层能量升高、不稳定能量积累，有利于对流云团形成发展。“7.14”过程中，对流初期具有较强的低层暖平流，边界层冷平流入侵促使对流系统发展，而中高层暖平流的发展导致系统减弱；“8.02”过程中，对流初期的低层暖平流相对弱，对流系统在强对流不稳定区内形成，中低层冷平流发展促使系统衰亡。

5 对流系统的动力结构及对流触发

“7.14”过程，13日20时和14日02时、08时沿114°E (经长葛县附近)的垂直相对涡度、散度和垂直速度经向剖面图显示(图 12)，13日20时(图 12a₁、a₂)，系统形成发展前期，34°—35°N上空，550 hPa以下为正垂直相对涡度和散度负值区，边界层辐合较为明显，涡度、散度中心值分别为1×10^-5 s^-1和-2×10^-5 s^-1，而550 hPa以上为负垂直相对涡度和散度正值区，负涡度最大值(绝对值)出现在300 hPa，达到-8×10^-5 s^-1，散度最大值(2×10^-5 s^-1)出现在450 hPa和200 hPa附近，其对应区域整层为弱的垂直上升运动。14日02时(图 12b₁、b₂)，系统处于旺盛发展期，34°—35°N边界层辐合增强，925 hPa出现4×10^-5 s^-1的正垂直相对涡度中心，但辐合主要位于850 hPa以下，850 hPa以上辐合区与辐散区交错分布，最强辐散位于450 hPa附近，在对流层顶200—100 hPa附近为弱辐散层；500 hPa以下垂直相对涡度也是正负交错分布，边界层仍为正的垂直相对涡度，垂直上升运动较前期明显加强，上升运动中心(-0.4 Pa·s^-1)位于850 hPa附近，同时在狭窄上升运动区的两侧出现下沉运动支，次级环流随之建立。14日08时(图 12c₁、c₂)，34°—35°N上空尽管为正的垂直相对涡度，但对流层中低层以辐散和下沉运动为主，系统趋于衰亡。

“8.02”过程，2日14时和20时沿114.5°E(经平舆县附近)的垂直相对涡度、散度和垂直速度经向剖面图显示(图 13)，2日14时(图 13a₁、a₂)，对流初生位置在32.5°N，垂直相对涡度自下向上正负交替分布，正涡度出现在975 hPa和550 hPa附近，对流层顶为负涡度极大值(-4×10^-5 s^-1)，散度自下向上则为负正交替分布，辐合区位于850 hPa以下、700—550 hPa和400—300 hPa，对流初始位置在边界层辐合中心北侧，散度值为-3× 10^-5 s^-1，250 hPa为辐散中心(中心值2×10^-5 s^-1)，对流初始位置有垂直上升运动发展，上升运动中心(-0.4 Pa·s^-1)在800 hPa，同时在狭窄的上升运动区南北两侧有下沉运动，这有利于对流进一步发展。20时(图 13b₁、b₂)，33°—34°N处于减弱的圆形M_βCS的后界，900—300 hPa为深厚辐合区，对流层顶有明显辐散，800 hPa以下和600—400 hPa为正垂直相对涡度，但涡度值较小，同时边界层辐散，对应区域以下沉运动为主。

图 14给出上述两次过程中M_βCS活动区边界层θ_se、水平风和正垂直相对涡度平流时间演变。从中看到，“7.14”过程中(图 14a)，13日14时，34°—35°N在925 hPa为弱东北风，到20时，该区域受自南向北伸的θ_se高能脊控制，同时偏东风速加大，正涡度平流促使辐合加强，触发对流不稳定能量释放，14日02时，随着对流发展，能量释放，同时偏东风转为偏南风，风力明显减小，正涡度平流消失，低层动力辐合条件明显减弱，M_βCS衰亡。“8.02”过程中(图 14b)，2日14时，32°— 33°N上空虽未出现如前次过程中较强的低空偏东气流和正涡度平流，但在32.5°N附近有β中尺度辐合线，辐合线附近有弱的正涡度平流，同时该区域为高能区，14—20时，θ_se持续升高至356 K，为对流云团的形成和发展提供了所需的能量，20时前后，θ_se减小，辐合线消失，对流云团活动区受弱偏南气流影响，正涡度平流消失，能量也明显降低，不利于对流维持。可见，强的偏东气流及正涡度平流是极端降水型M_βCS形成发展的重要动力条件，而边界层辐合则是雷暴大风型M_βCS形成发展的动力条件。

6 小结和讨论

本文对“7.14”极端强降水过程和“8.02”雷暴大风过程中M_βCS的发展规律、结构特征及形成原因进行了对比分析，得到以下主要结论：

(1) “7.14”和“8.02”过程中的M_βCS在卫星云图上具有相似的结构特征和发展规律，但强对流天气特征不同，前者以极端强降水为主，后者以强雷暴大风为主。雷达监测结果显示，两次过程中的M_βCS雨带结构不同：“7.14”过程中，对流性回波在稳定性降水回波中发展，圆形M_βCS成熟时呈南北向带状；“8.02”过程中，单体或多单体风暴在晴空少云区发展，对流系统成熟期表现为前沿伴有出流边界的东西向弓形。

(2) 上述两次过程的M_βCS都形成于副高西伸北抬过程中，低空切变(辐合)线为其主要影响系统，地面辐合线对对流均具触发作用。对流发展区具有高能量特征，“7.14”过程辐合层和湿层相对深厚，PW较大，0 ℃层较高，而“8.02”过程中辐合层低而薄，干湿层交替分布，对流不稳定条件较为有利。两次过程的中层垂直风切变条件均较有利，“8.02”过程低层垂直风切变更强。

(3) 对流发生前低层暖平流、高层冷平流的热力结构促使边界层能量升高和不稳定能量积累，有利于对流云团形成发展。“7.14”过程中对流初期有较强的低层暖平流，边界层冷平流入侵促使对流系统发展，而中高层暖平流发展导致系统减弱。“8.02”过程中对流初期低层暖平流相对较弱，对流系统在强对流不稳定区形成，中低层冷平流发展使系统减弱衰亡。

(4) 两种系统形成初期，对流层中低层以辐合为主，至成熟期，垂直相对涡度(散度)呈“正负(负正)”交替分布，边界层辐合较前期发展，辐合区宽100 km左右，狭窄的垂直上升运动区两侧有下沉运动区，形成次级环流。从对流初生到成熟，“7.14”过程中系统活动区强的偏东气流和正涡度输送使边界层辐合明显增强，上升运动区相对深厚；“8.02”过程中涡度平流不明显，边界层辐合线是M_βCS形成的重要动力条件。

虽然“7.14”过程和“8.02”过程的M_βCS具有相似的环流背景和卫星云图特征，但动力、水汽及对流不稳定能量差异导致了系统具有不同的结构、形成机制和强对流天气特征。