湖泊对降水的影响研究回顾

最强降雪落区。 逆温层高度和逆温强度是湖效应降
雪 发 展 的另 一 个 有 用 的指 示 器 ［，］而 湖 、 之 间 ３３， ２５ 气
由于气温 比水温低 ， 容易形成不稳定结构 ， 因此 ， 进
入秋 冬 季 节 后 ， 湖泊 对 降水 有 加 强 的 作用 ； 般 来 一 说 ， 末起（ 夏 ７月 中旬 至 １ 下 旬 ） 泊 就 开 始 对 ０月 湖 降雨 产 生影 响 （ 效应 降雨 ， ｋ—ｆｃ ｒｉ）之后 ， 湖 ｌ ｅｅｆ ｔａ ， ａ ｅ ｎ 随着气 温 的下 降 ， 入冬 季 后 （０月 下 旬 至 １ 下 进 １ 月
鄱阳湖生态经济区） 因此 ， 。 研究这些大型湖泊对降
水 过 程 的影 响 ， 于 了解 湖泊 的作 用 机理 以及提 升 对 这 些 地 区 的降水 预 报 能力 具有 显 著 的科 学意 义 。 文
内， 由于缺乏必需 的观测 资料 和技术方法 ， 湖泊对 天气的影 响研究工作开展甚少。近年来 ， 随着我 国 气象综合观测 系统建设 的快速发展 ， 国范围内逐 全
摘Leabharlann 要 ：回顾 了国 内外有关 湖泊对 降水影 响的研究进程 和成果 ， 介绍 了国外湖效应 降水 的定 义 、 响 因素 、 报 影 预
指 标等 ， 指出 了加强我 国湖效应降水研究 的必要性 ， 并对未来湖效 应降水 的研究进 行了展望 。
关 键词 ：湖效应降水 ， 湖气温差 ， 预报指标 ， 数值模 拟 。
事 件 ， 现 湖效 应 降水 事 件 夏末 就 开 始 出现 ，０月 发 １
过五大湖的典型个例进行 了数值模拟分析 ， 模拟分 为４ 种情况 ： 含所有湖 、 不含湖 、 仅有 Ｍ ｃｉ ｎ湖 、 ｉ ｇ ｈａ 仅 有 Ｅｉ 和 Ｏ ｔ ｉ 。结 果 表 明 ，湖 泊 对 ｒ ｅ湖 ｎｒ ａ ｏ湖
湖 泊 对 降 水 的 影 响 研 究 回顾
刘 熙 明 ，傅敏 宁 ２ ，邹 海波 ， ３
１ 江西省气 象科学研究所 ， ． 江西 南 昌 ３ ０ ４ ３０ ６ ２ 南京信息工 程大学 ，江苏 南京 ． ２ ０４ １０ ４ ３ 江西省气象 局 ，江西 南 昌 ３ ０ ４ ． ３０６
第 ３ 第 １ ５卷 期 ２ １ ３月 ０ ２年
气 象 与 减 灾 研 究
ＭＥＴ ＯＲＯＬ Ｅ ＯＧＹ ＡＮ Ｄ ＤＩ ＡＳ Ｅ Ｓ Ｔ Ｒ ＲＥ ＤＵＣ ＯＮ ＲＥ Ｅ ＴＩ Ｓ ＡＲＣＨ
Ｖｏ ．５ １３ Ｎｏ １ ． Ｍ ａ ．２ ２ ｒ ０ｌ
刘 熙明 ， 敏宁 ， 傅 邹海波． 湖泊对 降水 的影 响研究 回顾 ［ ］ 气象与减 灾研究 ，０ ２ ３ （ ） １ ６ Ｊ． ２ １ ，５ １ ：－
１ ０ ｍ， 占的水域 面积非 常大 （ ２５６０ｋ ， ０ｋ 所 ４ 约 ４ ６ ｍ ） 来 自北 方 的冷 空气 经 过五 大湖 时持 续 时间 长 ， 不 并
断受湖的影响。 尤其是当天气系统相对较弱或移过 湖面较慢时 ， 湖体作用更显明显 。Ｌｖｉ 发现 ａｏ ｅ Ｅ 湖一 气温差是湖效应降水强度 的很好预报指标 ， 当 湖一 气或湖一 陆温差超过一定 阀值时 ，湖泊对秋季 降水 和冬季雪暴 的发展是有影响的。Ｈ ｌ ｙ ［ 和 ｏ ｏｄ ３ ｒ Ｂ ｒ 旧认 为 ， 与 ８０ｈ ａ之 间 的温差 至 少应 该 ｙｄ等 湖 ５ Ｐ
为止 ， 于湖 泊对 降水 的影 响 研究 主 要 集 中在 欧美 关
型湖泊等特殊地表对局地天气气候 的影响研究。
我 国共 有 ｌ 面 积 超 过 ｉ００ｋ 的 大 型 湖 ０个 ０ ｍ
泊 ｌ， ２ 按面积大小顺序分别是 ： 青海湖（ ５ ｍ ） ４２５ｋ ｚ 、 鄱 阳湖 （ ０ ｍ ） 洞 庭 湖 （ １ ｍ ） 太 湖 ３ ２７ ｋ 、 ２６４ ｋ 、 （ ５７ ｍ ）呼伦湖（ ４ ｍ ）色林错（ ９ ｍ） ２ ３ 、 ｋ ２ ０ 、 ２ ｋ ２ ２ １ ｋ 、 纳木 错 （ ４ ｍ ） 洪泽 湖 （ ６ ｍ ） 兴 凯湖 ２０ １ 、 ｋ １ ３ｋ ｚ、 ６ （ ５ ｍ ） １ ７ 和博斯腾湖（ ０ ｍ ） ０ ｋ １ ４ｋ ｚ。其 中， ０ 面积最
的通量 和垂 直结 构 同样 对 湖效应 降雪 起重 要作
用 Ｅ］另 外 ， ｉ ｓ 等 口 在分 析 Ｅｉ湖 对一 次 致洪 ３。 ６ Ｎｃ ｉ ｏａ ｒ ｅ 暴 雨 的影 响后 指 出 ， 层 无 风速 切 变 、 一 温 差 低 湖 陆
以及无切变层的风向辐合有利于过湖低压的加强。 数值模式是研究 湖泊对降水影响机理 的很好 工具。 ａａ 等 、ｏｄａ Ｄ ｎｒ ｄ Ｂ ｕｒＥ模拟有 、 。 无五大湖影响 时发现 ， 五大湖能使地面气压降低 ５ Ｐ ，５ Ｐ 的 ａ８０ｈ ａ ｈ 温度上升 ５℃， 并能使地面降水增加 。 ｈ ａｇ ３ Ｃ ｕｎ 等Ｉ ８
大 的前 五位 中的大 部 分位 于 内 陆地 区 ， 甚至 一 些 湖 泊周 边 社 会 经 济 活 动 高 度集 中 ， 口非 常 密 集 （ 人 如
地区。譬如 ，在北美 ，许多气象学家应用探空 、 雷 达、 卫星云 图、 地面观测等各类综合 资料 以及数值
模 式 ， 用 统 计 分 析 、 断 、 值 模 拟 等 方 法 ， 天 采 诊 数 从 气 、 候 角 度 针 对 五 大 湖 （ ｒａ Ｌｋｓ 和 大 盐 湖 气 Ｇ ｅｔ ａｅ ）
源而对 区域气温 、 降水 、 蒸发等天气气候要素特征
产 生 影 响 ［３ １］ 且 ， 于水 陆地 表 性 质 的不 均 匀 －。而 由 性， 导致 地表 的热 力 差 异 ， 影 响 感 热 和 潜 热 通 量 会
的分布 ， 对积云和降水 的形成 ］ 、 边界层的温湿结 构 等 有 显 著 影 响 ， 且 可 能 导 致 非 典 型 中尺 度 并 环流的形成［， 响降水 的分布［ １。 影 １２ 但是 ， 目前 ０］ － 到
７ ０ｈ ａ之 间 的温 差 至 少 要 ｌ ｌ，０ Ｐ ０ Ｐ ７ ｅ ７ ０ｈ ａ附 近 或 Ｃ
温度高出一定值时 ， 湖泊常常能激发降水 ］Ｍ ｎｒ 。 ｉ ｅ
等［指出 ， 、 季节 ， １ 秋 冬 当北 方 冷 空气 流经 湖 面 时 ，
以下 无 稳定 层 或 逆 温 层 ，０ Ｐ ７０ｈ ａ风 向可 用 来 预 报
基金项 目：国家 自然科 学基金项 目（ 号 ：０ ６ ０ １ ； 编 ４ ９ ５ ０ ） 中国气 象科 学研究 院灾害 天气 国家重 点实验 室基金项 目（ 编号 ：０ ９ Ａ Ｗ— ０ ）江 ２０ Ｌ Ｓ Ａ ２ ；
西 省 ２０ 年度 自 ０９ 然科 学基金项 目（ 编号 ：０ ９ Ｚ ０ ５ ） ２０Ｇ Ｈ ０ １． 作者简介 ： 熙明（ ９ ３ ）男 ， 刘 １６ 一 ， 正研 级高级工程 师 ， 博士 ， 主要 从事大气边 界层和天气气 候研究． — ａ ： ＿ ｕｉ ｉ ＠ ２ ． ｍ Ｅ ｍ ｉｊ ｌｘ ｎ １６ ｏ ｌｘｉ ｍ ｇ ｃ
应 用 ＭＭ５模 式 ，模 拟分 析 了有 、无 湖泊 作用 的结 果 ， 现 湖泊 能 导 致 或加 强 暖锋 ， 能激 发 中尺 度 发 并 扰 动 。Ｓｕｏｎｓ ｎ 对一 次 冷 空 气 爆发 后 弱 槽 移 ｏｓｕ ｉ等 引
旬） 湖泊对 降雪 （ ｋ—ｆ ｃ ｓｏ ） 产生影 响。为 １ ｅ ｅｅｔ ｎｗ 会 ａ ｆ 了研究 Ｅｉ 湖对降水 的影响 ， ｉ ｒ ＿给 出了有 ｒ ｃ Ｍｎ 等 ｌ ｅ ６ 关湖效应降水的定义 ： 湖的上空或下风区存在持续
时 间 至少 ６ｈ的 降水 回波 ，对 流层 中 低层 为冷 平 流 ， 且 ， 面 到 ８０ｈ ａ之 间 的温 度 递减 超 过湿 并 水 ５ Ｐ 绝热 递减 率 。 此 ， 们 分析 了 １８— １９ 据 他 ９ ８ ９４年五 大
湖东南部 的 Ｅｉ 湖 的秋季 （— １ 月 ） ｒ ｃ ９ １ 湖效应降水
大湖和大盐湖的湖效应降水的研究。 湖泊对 降水 的影 响随季节变化 ： 在暖季 ， 湖水
温 度 相 对 较低 ， 地 面 易 形 成稳 定 层 结 结 构 ， 午 近 对 后 阵雨有抑制作用 ； 在 冷季 ， 而 当湖 温 较 ８０ｈ ａ ５ Ｐ
现 ， 气温差越大 ， 湖一 湖效应降雪越强。Ｃ ｒｅｔ ａ ｎｒ ｐ ｅＥ 圳 对大盐湖湖效应降雪个例进行 分析得到 ， ０ｈ ａ ７ Ｐ ０ 资料可用于预报湖效应降雪的发生及落 区，湖与
渐 建 立 了包 括新 一 代 天气 雷 达 、闪电 定位 仪 、 Ｐ ／ Ｇ Ｓ
收 稿 日期 ：２ １— １ ２ ． ０２ ０— ２
中主要通过 回顾 国内、 尤其是 国外 ） 外（ 在湖泊对降
水 的影 响研 究方 面 的工 作 ， 我 国开 展湖 泊 对 区域 为 天 气气 候 的影 响研究 提 供参 考 。
（ ｒ ｔ ａ ａｅ 等大型湖泊 的湖效应 降水 （ ｋ — Ｇｅ ｌＬ ｋ ） ａＳ ｔ １ ｅ ａ ｅｆｃ ｐｅｉｉ ｔ ｎ ｆ ｔ ｒｃｐｔ ｉ ）开展 了包 括 环 流背 景 、物理 过 ｅ ａｏ 程 、 响因素 、 影 预报指标等方面 的综合分析与研究 ，
并 取 得 了大 量 的研 究 成果 和 业 务效 应 Ｅ－］ 而 在 国 １１。 ３８
中图分类号 ：Ｐ ６ ４ １． ５ 文献标 识码 ：Ａ 文章编 号 ：０ ７ ９ ３ （０ ２ ０ — ０ １ ０ １０ — ０ ３ ２ １ ） １ ０ ０ — ６
ＭＥ Ｔ监 测 站 、中尺 度 自动 气象 站 等 的高 密度 综 合
０ 引 言
研 究表 明 ， 的 湖泊 因其 丰 富的水 汽 和 热量 资 大
的 Ｓｐｒ ｒ ｕｅ ｏ 湖和 Ｍ ｃｉ ｎ 的湖效 应降水 Ｅ变化 ｉ ｉ ｇ 湖 ｈａ ｔ
特 征 时 得 到 ， 效 应 降 水 主要 发生 在 上 午 ， 后 到 湖 午 夜 间最 少 。 而 Ｒ ｈ 等 Ｅ］分 析 了 １８－ ２０ ｕｆ ２ ９ ９ ０－０ ０年 Ｍｉ ｉａ ｃ ｇｎ湖 ２ ｈ Ｏ个 冬 季 （ ２月 至 次 年 ２月 ） 效 应 １ 湖