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本文采用“A-Train”编队、FY-2C、COSMIC等多种卫星观测资料,以及ERA-Interim再分析资料对2009年6月8日前后横跨贵州、广西两省的一次超强中尺度对流复合体(MCC)进行分析,并采用WRF模式对其进行高分辨率数值模拟,研究了本次超强MCC对上对流层-下平流层(UTLS)大气成分和热力结构的影响。此外,使用WRF输出的高精度气象场驱动HYSPLIT轨迹模式,进一步研究了此次过程中平流层-对流层物质交换输送(STE)特征,包括输送的路径、时间尺度、相对量以及源汇区。分析研究表明:(1)本次MCC发生于南、北支双槽作用的天气背景。贵州与广西交界地带处于强辐合带,形成强的对流不稳定层结,辐合上升激发了 MCC。并且充足的水汽和明显的垂直风切变都有利于强MCC的发生发展。(2) MCC内部的温度廓线与环境温度廓线差异很大,在原16.7km单一冷点对流层顶(CPT)附近分别出现上下两个CPT对流顶,以及其间的逆温层。这种异常的温度扰动结构,依次与MCC上部的对流绝热冷却区,云砧向上的辐射冷却,以及云砧向下的辐射加热有关。通过有无海绵层方案的WRF模拟,也证明了该温度异常结构与重力波有关。(3) MCC通过强烈的上升运动,将低层低臭氧高冰水含量(IWC)的空气输送至高层,使得MCC内UTLS区域的臭氧值明显低于MCC外,IWC高于MCC外。在MCC顶部高IWC区,水汽浓度主要经微物理过程由温度控制,从17km开始,与温度分布类似,水汽分布从下往上也出现水汽的低值区,高值区和低值区。(4)后向轨迹的逆向倒推表明,MCC过程中的STE有两个源区。位于MCC对流层顶的示踪粒子,一部分来自西南印度洋面的低层,被孟加拉湾南支槽前的西南气流引导,在低层向东北方向输送至低层辐合带,在4小时之内,被迅猛输送到对流层顶上方,该过程输送量占示踪总粒子的36.6%。而另一部分来自高原北部,特别是北部低层的示踪粒子,输送很缓慢,逆推10小时,示踪粒子才在该区域出现,直到逆推24小时,有10.9%的示踪粒子出现在了该区域。这部分粒子被北支槽后气流引导,向东南方向输送。相同时刻北支源区(高原北部)气团的垂直位置比南支源区(海面上空)气团位置高的多。(5)前向轨迹分析表明,STE有两条输送路径。位于MCC边界层的示踪粒子,6小时后,有10.2%的示踪粒子被MCC强对流垂直迅速向上输送,很快到达对流层顶上方,随后粒子受高空南亚高压南侧外围环流影响,粒子转向西移动。而另一部分示踪粒子经缓慢的锋面爬升和快速的西风急流相互作用,会被缓慢向上输送,并向东延伸到很远的位置。18小时后,沿锋面东移的粒子才开始到达高层,直到36小时后,大尺度锋面输送到达对流层顶部的粒子占示踪总粒子的7.3%。