一次青藏高原短时强降水的数值模拟及成因分析
- 格式:doc
- 大小:19.50 KB
- 文档页数:4
农业灾害研究2021,11(1)2018年香日徳一次典型大雨天气成因分析严继云,王敏,陈晶青海省黄南州气象台,青海黄南州811399摘要 利用高空、地面、物理量场、卫星云图、地面自动站等资料对2018年香H 德典型大雨 过程成因进行分析。
得出预报此次单点大雨着眼点:东移入境的藏北低涡切变线为此次过程 主要够响系统;地面上来自新疆的冷锋未形成锢囚锋、槽笛移动和冷锋后期无强冷空气支持 给具体大雨落区带来较大不确定性,但冷空气在爬坡消耗时维持在雨区;涡度、散度、垂直速度叠置区及地面至中高层湿区与水汽通量散度汇合区域对大雨落区有较好指示;气团在山 脉迎风坡前堆积抬升对较大降水有利,单点降水需更多着眼于地形和中小尺度分析。
关键词 单点大雨;中尺度;自动站;地形;香日德中图分类号:P45& 121.1文献标识码:B 文章编号:2095-3305(2021)01-0033-03青海省位于中国西部,青藏高原东 北部,地形复杂,全省降水主要集中在夏季叫受下垫面、地理位置和高原地形影响,强对流天气出现频率^常高[2]o 针 对暴雨和强降水成因及形成机制已有大 量分析和研究W 不管是从冷空气方面入手,还是从中尺度开始分析,暴雨成因都值得气象工作者反复仔细推敲叫2018年6月7—8日青海省受低涡切变系 统影响,普遍有一次降水降温过程,其中,海西西部、海南大部、黄南南部出现 较大量级降水,同时,都兰县香日德农场出现34.9 mm 单点大雨,各家模式预报对此次单点大雨均出现空报。
针对此 表1 2018年6月7日07:00—8 0 07:00降水量统计站号所属地区站名降水量/mm52838海西州都兰县香日德农场34.9X5009黄南州同仁市加吾乡30.7X2029海西州都兰县夏日哈镇30.2X5006黄南州河南县宁木特乡29.6X5070黄南州河南县宁秀乡赛日庆村27.652957海南州同德县同德27.6X3085海南州同德县唐谷镇尤龙村27.5X5041黄南州同仁市唯哇村27.352942海南州兴海县河卡镇27.0X5046黄南州同仁市多哇村26.8X5030黄南州泽库县麦秀林场26.6X3055海南州兴海县子科滩镇赛宗滩25.7X5061黄南州泽库县特克崔尔山坯口25.2次大降水过程,尤其是都兰县香日德农场出现的大雨天气,利用高空、地面、物 理量场、卫星云图、地面自动站等资料对其成因进行分析,并探讨单点大雨预报着眼点,以便提高此类天气预报水平。
青藏高原东侧四川地区夜雨时空变化特征胡迪;李跃清【摘要】本文利用四川地区1971~2012年29个气象站逐小时降水资料,计算四川地区雨季(5~9月)夜雨比例、夜雨强度和夜雨频次,并通过区域平均与趋势分析等统计方法,分析了其空间差异与时间变化特征,结果表明:(1)四川地区雨季夜雨占日降水量的比例较大,且具有显著的区域性差异,盆地西南部的夜雨占日降水量的比例最大,川西高原东北与川东北则为明显的两个低值区;(2)川东北地区雨季具有夜雨占日降水量的比例较小、夜雨发生概率也较低、但其夜雨强度却较大的特征,川西高原则与之相反,而盆地西南部的夜雨发生频次虽然不是很高,但夜雨强度和夜雨比例都较大;(3) 42年平均四川地区雨季逐日变化,夜雨占日降水量的比例表现为先下降、后上升的特征,夜雨强度与夜雨比例相反,呈先上升、后下降的波动趋势,而夜雨频次的逐日变化呈现出明显的双峰特征;(4)四川地区夜雨比例、夜雨强度和夜雨频次的年变化具有一定差异.20世纪70、80年代,其夜雨频次和夜雨比例均较大,但呈减少趋势,而夜雨强度20世纪70年代较小,80年代较大,呈增大趋势.20世纪90年代,夜雨强度、频次和比例都处于较低状态;21世纪,夜雨强度和夜雨比例都开始明显增大,而夜雨频次增大相对滞后,其中,21世纪夜雨频次和夜雨比例波动明显.【期刊名称】《大气科学》【年(卷),期】2015(039)001【总页数】19页(P161-179)【关键词】夜雨;四川省;时空变化;气候特征【作者】胡迪;李跃清【作者单位】成都信息工程学院,成都610225;中国气象局成都高原气象研究所,成都610072;中国气象局成都高原气象研究所,成都610072【正文语种】中文【中图分类】P463夜雨作为一种重要的降水现象,对于空气和土壤湿度、温度、云辐射收支日循环,以及气候生态环境的构成等都具有潜在的重要影响(Rickenbach, 2004)。
研究表明:夜雨存在于世界上不少特别的区域,其中不乏一些较显著的地区(Monaghan et al., 2010;吕炯,1942;曾庆存等,1994)。
资源与环境科学现代农业科技2020年第14期摘要2015年6月28日8:00至29日8:00,甘南藏族自治州普降雷阵雨,舟曲局部地区出现暴雨。
本文利用MICAPS 资料对本次降水过程进行分析。
结果表明,本次降水过程中最主要的影响系统是巴湖东移南下的低压槽与700hPa 的暖湿气流;本次降水强度最大的柏林站最强降水出现于28日13:00—14:00,小时降水量达到60mm ,与降水落点符合较好的是700hPa 切变线的位置,为短时强降水提供了良好的抬升力条件,且短时强降水前期,700hPa 偏南气流维持时间较长,全州处于高温高湿的环境中。
关键词短时强降水;切变线;甘肃甘南;2015年6月28日中图分类号S161.6文献标识码A 文章编号1007-5739(2020)14-0182-02开放科学(资源服务)标识码(OSID )Analysis on Local Short-term Heavy Rainfall in Gannan Area on June 28,2015WANG Cheng-fu AO Ze-jian LUO Wang-jun(Gannan Meteorological Bureau of Gansu Province ,Hezuo Gansu 747000)Abstract From 08:00,June 28,2015to 08:00,June 29,2015,thunderstorms fell all over the Gannan Prefecture,and rainstorms occurred in some parts of Zhouqu.MICAPS data were used to analyze the precipitation process in this paper.The results showed that the main influence system of this precipitation process was the low-pressure trough moving eastward and southward of Ba Lake and 700hPa warm and humid air flow;the largest precipitation intensity occurred at 13:00-14:00,on June 28at Berlin station,with hourly precipitation reached 60mm,the location of 700hPa shear line was in good agreement with the precipitation falling point,which provided a good lifting condition for the short-term heavy rainfall.In the early stage of the short-term heavy rainfall,the 700hPa South air flow maintained for a long time,and the whole prefecture was in a high temperature and humidity environment.Key words short-term heavy rainfall;shear line;Gannan Gansu;June 28,20152015年6月28日甘南地区局地短时强降水天气过程分析王成福敖泽建罗王军(甘肃省甘南藏族自治州气象局,甘肃合作747000)青藏高原是世界上最高的高原,甘南州处于青藏高原边坡地带,地势复杂,夏季多出现短时强降水天气,对国民经济造成一定的影响。
一次强对流暴雨天气的卫星云图特征分析摘要:强对流暴雨天气是在一定的大尺度环流背景中产生的,是各种物理条件相互作用形成的中、小尺度天气现象。
这种现象有它自己明显的特征,即生命史短,空间范围小,天气变化剧烈。
本文对武汉地区1998年7月21日所遭受的百年罕见特大暴雨的环流背景、红外云图、水汽云图,地面、高空各高度场的天气图,以及降水量进行分析,结果表明:MCS,MCC所造成的大范围暴雨可以长时间维持在同一地区。
关键词:强对流暴雨切变线中尺度对流云系不少学者对强对流天气进行了相关研究,如章名立[1]从西太平洋云量的变化着手研究副高与我国东部降雨的关系,发现我国东部的旱期出现在西太平洋副热带地区云量偏多的时期,也即副高偏南、偏弱的时期,涝期则相反。
还有,旱涝气候演变[2~4]、暴雨洪涝[5~6]以及热带气旋对降水的影响[7]等方面的研究。
武汉地区1998年7月21日所遭受的百年罕见特大暴雨,从21日凌晨5时至16时,武汉市普降暴雨,降水量达280多毫米,其中汉阳地区降水量达438毫米。
降水强度为有历史记录以来最大的一次。
全市各区县出现不同程度的渍水。
这场罕见的连续两天的特大暴雨,暴雨中心的48小时累计雨量值高达546.3mm。
本文将通过卫星云图资料、天气图观测资料对该次特大暴雨过程进行分析。
1 资料和方法强对流暴雨天气是华南地区降水的主要类型之一。
由于其产生的累积降水量、小时降水量均较大,所以是气象业务的主要研究问题之一。
强对流暴雨天气与中小尺度系统相联系,因中小尺度天气系统的生命史短,空间尺度小,用常规天气图资料分析其活动存在一定困难,而GMS气象卫星可对同一地区进行短时间隔的连续观测,通过分析云图资料,可以监视中小尺度系统的发生发展演变,进而分析和预报强对流暴雨的天气活动。
本研究主要通过以下几方面,对这次强对流暴雨天气进行研究。
(1)对影响、产生强对流暴雨天气的大尺度环流背景和主导系统进行分析;(2)分析强对流暴雨天气过程以及相应的卫星云图的主要表现;(3)分析其外形,结构,尺度,强度,环境场,云型等特征及其与降水量的关系;(4)为利用卫星云图预报该类型暴雨发生发展提供一定的依据。
2024届高三学业质量评价联考(T8联考)高三地理注意事项:1.答卷前,考生务必将自己的姓名、考生号等填写在答题卡和试卷指定位置。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。
如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。
回答非选择题时,将答案写在答题卡上。
写在本试卷上无效。
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
一、选择题:本题共16小题,每小题3分,共48分。
每小题只有一个选项符合题目要求。
乌蒙山区地处云贵高原,山高谷深,其人口垂直分布存在差异。
人口耕地弹性系数,即耕地面积百分比和人口百分比之比,系数越小,表明人口密度越大,人口耕地紧张度越大。
读乌蒙山区各海拔地带人口耕地弹性系数变化图,完成下面小题。
1.与2000年相比,2005年人口耕地关系趋于紧张的在()A.海拔1000~1300m处B.海拔1300~1600m处C.海拔1600~1900m处D.海拔1900~2200m处2.2000~2005年间,海拔>2500m地带人口耕地弹性系数发生变化的原因是()A.退耕还林B.人口外迁C.生态改善D.耕地增加西南非海岸盆地位于非洲西南部的南非、纳米比亚的大西洋沿岸地区,具有“南低北高”的构造格局。
西南非海岸盆地由多个小型的次盆组成,自北向南依次为沃尔维斯次盆、鲁得里茨次盆及奥兰治次盆。
下图示意西南非海岸盆地中生代(距今2.52亿年~6600万年)断裂各时期分布特征。
据此完成下面小题。
3.构成沃尔维斯次盆的基岩主要为()A.岩浆岩B.变质岩C.沉积岩D.大理岩4.裂谷Ⅱ期背斜的主要成因是()A.新洋壳不断挤压,岩层发生变形B.裂谷内沉积物堆积,形成海底山脉C.岩浆大规模喷发,形成海底火山D.大陆板块发生张裂,洋壳逐渐隆升5.西南非海岸盆地中生代断裂各时期中()A.①时期断裂数量最多B.②时期的岩浆活动达到峰值C.③时期洋壳向南扩张D.④时期沉积中心位于北部次盆新疆是我围棉花产量最大的省级行政区,2023年棉花总产量占全国的94%。
2019年8月初迪庆香格里拉机场一次暴雨天气过程成因分析发布时间:2021-09-07T09:28:55.738Z 来源:《探索科学》2021年7月下14期作者:壮海琴1 培楚卓玛2 [导读] 本文利用自动气象站资料、NCEP再分析资料等相关气象资料对2019年8月初迪庆香格里拉机场一次暴雨天气过程成因进行分析,结果表明:本次迪庆香格里拉机场暴雨主要是在青藏高压、南海台风、孟加拉湾低压、低空切变、南海台风的共同作用下形成的。
来自低纬的暖湿气流过程带来大量的水汽,和青藏高压引导南下的冷平流共同产生不稳定层结,促进了暴雨天气的发生发展。
1.迪庆香格里拉机场壮海琴1 6744002.昆明航空有限公司培楚卓玛2 650000摘要:本文利用自动气象站资料、NCEP再分析资料等相关气象资料对2019年8月初迪庆香格里拉机场一次暴雨天气过程成因进行分析,结果表明:本次迪庆香格里拉机场暴雨主要是在青藏高压、南海台风、孟加拉湾低压、低空切变、南海台风的共同作用下形成的。
来自低纬的暖湿气流过程带来大量的水汽,和青藏高压引导南下的冷平流共同产生不稳定层结,促进了暴雨天气的发生发展。
此次迪庆香格里拉机场暴雨过程中云南西北水汽输送通道主要包含2条:其一是由孟湾低压东边的西南气流通过缅甸后转向进入云南的偏西水汽通道,第2条是地处中国东南沿海的台风外围所带来的南海、西太平洋的偏东水汽通道,这2条通道共同为云南省西北降水落区给予了丰富的水汽条件;此外,此次暴雨天气发生过程中迪庆香格里拉机场上空区域的相对湿度很大,这有利于迪庆香格里拉机场强降水天气的发生发展。
强降水发生期间整层大气都属于上升运动,尤其是强降雨天气主要时段分布着垂直速度大值中心,对流层中高层有很强烈的垂直上升运动,高层辐散、低层辐合的动力抽吸机制,为本次迪庆香格里拉机场暴雨天气的发生提供了有利的动力条件。
关键词:迪庆香格里拉机场;暴雨;天气形势;物理量场;成因 1天气实况2019年8月初云南西北部发生了一次大到暴雨、局部大暴雨的,并且还夹杂着雷电、短时强降水天气。
青海科技2019年第2期2015年秋季青海东部一次罕见暴雪天气成因分析雷生国谭丽娜(青海省海东市气象台,海东810600)摘要:本文利用常规气象观测资料,对2015年10月30日发生在青海东部地区一次大到暴雪天气过程的成因进行了分析,结果表明:①此次过程是一次秋季大到暴雪过程,降水强度大、局地性强、持续时间长、相态复杂;②影响系统主要为500hPa新疆东移南下的切断低压减弱后的低压槽南下,配合700hPa低涡及切变线,以及地面锢囚锋、地面中尺度辐合线和东部河谷地形等共同影响造成;③此次过程降雪量大的另一个原因是中、低层水汽充沛,并持续向暴雪区输送,形成水汽汇;另外,由于高空急流出口区左侧的强辐散抽吸作用和高、中、低空影响系统的配合为暴雪区提供了强烈的上升运动,为西宁和互助地区出现暴雪天气提供了必要条件。
关键词:青海东部;秋季暴雪;成因分析暴雪是青藏高原常见的气象灾害,尤其是青南牧区。
青海的暴雪一般出现在4月和10月,这是因为这两个月份正是青海季节转换的时期,高原上冷空气活动和暖湿水汽输送都比较频繁[1]。
2015年10月30日出现在河湟谷地的暴雪,降雪量大、积雪深,在青海东部实属罕见,分析此次暴雪天气发生过程的成因,有助于为日后预报此类天气提供参考。
1天气实况2015年10月29日08时至30日08时,青海省东部地区出现了一次大到暴雪天气过程,降雪落区为西北东南向分布,暴雪集中在河湟谷地。
此次暴雪过程范围小,单点降水强度大,按24h标准,全省共计出现大暴雪1站(互助,降雪量24mm),最大雪深22cm;暴雪1站(西宁,降雪量14mm,雪深12cm);大雪1站(海晏,降雪量6mm,雪深3cm)。
且此次过程持续时间长,相态复杂,雨、雨夹雪、雪均有出现,并随时间转换。
2成因分析2.1环流形势和天气系统此次天气过程中500hPa欧亚中高纬度为两槽一脊的环流形势,两槽分别位于乌拉尔山和鄂霍次克海,乌拉尔山以东到贝加尔湖以西为高压脊控制,高压脊前的偏北气流携带冷空气在新疆北部堆积形成低压系统,最强时有两根闭合等高线。
一次连续性暴雨天气过程成因分析研究摘要:通过常规天气资料、探空资料、物理量及雷达资料分析,对江津地区9月10~12日暴雨天气过程进行综合分析发现:在大气层结稳定的情况下(低温低能),低涡的动力抬升作用造成了局部地区的强对流天气发生,但由于冷空气的影响较弱,使得对流系统难以长时间维持,生命史较短。
持续较强的暖平流输送是降雨时间较长的重要原因之一。
多普勒雷达径向速度资料的应用对对流系统的临近预警预报有很好的效果。
关键词:暴雨;低涡;动力抬升作用中图分类号:p458.121文献标识码:a 引言丁一汇等[1]研究了我国暴雨的成因,指出我国暴雨的发生受三个大尺度因子的影响:来自印度洋和西太平洋的夏季风,西太平洋和青藏高原副热带高压,北半球尤其是东亚中高纬地区的异常大气环流。
陈兴芳[2]研究也指出,大气环流的异常是导致降水异常的一个最直接的原因。
陈智强等[3]在对1999年6月23~28日的连续性暴雨过程进行分析后指出,暴雨发生后,当雨区上游存在高能中心,且以平流方式向暴雨区输送时,不稳定能量得以重建,这种不稳定能量的补充是暴雨得以维持的重要条件。
进入21世纪后,在气候变暖的大背景下,极端天气事件频发,连续性暴雨对我国的国民生产、人民生活都造成了极大的威胁,沿海地区是连续性暴雨的多发区域,而作为内陆地区的重庆发生连续性暴雨天气是很少的,所以有必要对此次连续性暴雨天气进行分析研究。
1 过程综述此次降水过程中(9月10日20:00~12日20:00),江津共有5个雨量站雨量超过100mm,其中羊石雨量最大,达137.4mm,24个雨量站雨量超过50mm。
2 环流形势分析2.1 500hpa10日8:00欧亚地区环流形势为一槽一脊型,横槽位于贝湖到蒙古西部地区,槽后偏北风将冷空气向槽内输送堆积。
盆地上空有一波动槽,重庆受槽前西南气流影响,副高开始有东退南调的趋势。
10日20:00到12日8:00,横槽逐渐转竖东移,其携带的冷空气也逐渐南下影响重庆。
龙源期刊网 http://www.qikan.com.cn 一次青藏高原短时强降水的数值模拟及成因分析 作者:尤桑杰 丁治英 滕浩添 来源:《安徽农业科学》2014年第04期
摘要利用NCEP/NCAR提供的水平分辨率为1°×1°的格点资料和WRF模式对2011年8月发生在青藏高原的一次短时强降水进行了数值模拟,并利用模式输出的高分辨率资料对此次降水进行诊断分析。结果表明,WRF模式能够较好地模拟此次高原强降水,较成功地再现了造成降水的系统;降水发生前,35°N附近低层大气有一条东西走向的强气流辐合带生成并东移扩张,这条辐合带在17日16:00开始影响降水中心,使得降水中心低层出现短时的强辐合运动,加上充沛的水汽供应,导致短时强降水的爆发。
关键词青藏高原;强降水;WRF模式;诊断分析;成因 中图分类号S161.6文献标识码A文章编号0517-6611(2014)04-01109-05 基金项目国家重点基础研究发展项目规划“973”(2013CB430103);国家自然科学基金(41375058)。
作者简介尤桑杰(1988- ),男,青海西宁人,硕士研究生,研究方向:中尺度气象学。 青藏高原约占我国国土总面积的1/4,平均海拔高达4 000 m以上,是世界上面积最大、海拔最高、地形最为复杂的高原,享有“世界第三极”的称号。复杂的地形和大气环流系统造成了高原地区降水分布极不均匀,强对流事件的发生也较其他地区更为频繁,有些地区出现的强降水是“单点暴雨”,局地性强、时间短、强度大,给预报工作带来很大难度。另外地面气象站点稀缺,致使气象资料十分缺乏,根据目前的资料对青藏高原强降水进行研究难度较大,因此利用数值模式对高原强降水等中小尺度天气研究是十分必要的。
利用数值模式对青藏高原强降水的研究已有不少[1-3],如谌芸等利用MM5模式对青藏高原东北部区域的大到暴雨进行模拟,指出MM5非静力模式能很好地模拟青藏高原大到暴雨过程,为青藏高原暴雨的发生和发展的诊断分析提供高分辨率资料[1];郭英香等针对高原东部的一次降水过程设计了不同水平分辨率的数值模拟,并对结果进行对比,指出无论何种水平分辨率均能较好地模拟高原地区的大到暴雨[2];何由等运用WRF模式对2011年8月青藏高原一次强降水过程进行模拟,对比了不同嵌套、不同方案对高原强降水模拟的结果,并作出ETS评分[3]。以往的研究多着眼于模式对青藏高原强降水模拟的适用性,而缺少对个例的实际分析。基于前人对青藏高原强降水的研究,笔者利用WRF模式对2011年8月青藏高原一次短时强降水过程进行模拟和诊断分析,检验WRF模式对青藏高原强降水的预报能力,提高青藏高原强降水预报的准确率。 龙源期刊网 http://www.qikan.com.cn 1资料与方法 1.1模式简介WRF模式是由NCAR、NCEP等许多美国研究部门联合开发研制的新一代细网格中尺度数值模式,集科研与业务预报于一体,其网格设计分辨率可达1~10 km。WRF采用全可压非静力方程,水平方向采用ArwkrawaC型网格。
1.2参数简介基于最新的WRF3.5版本,采用3层嵌套方式,积分区域中心为90°E、35°N,最外层网格格距为45 km,格点数为110×110,第2层网格格距为15 km,格点数为274×292,第3层网格格距为5 km,格点数为603×486,积分步长为180 s。在模式微物理过程的参数选择上,粗细网格均采用WSM3方案;长波辐射均选用RRTM方案;短波辐射均采用Dudhia方案,近地面方案采用MoninObukhov方案,指定陆面过程方案采用RUC方案;积云参数化方案采用KF方案。其中外层每3 h输出一次数据,内层每1 h输出一次。
1.3资料选取采用的WRF初始场和边界场资料来自NCEP提供的FNL资料,水平分辨率为1°×1°,时间分辨率为6 h;国家卫星气象中心提供的逐日逐时TBB资料,其空间分辨为0.1°×0.1°,时间分辨率为1 h。由于青藏高原台站分布较少,普通的台站资料不能很好地描述青藏高原降水情况,因此降水资料采用中国自动站与CMORPH降水产品融合的逐时降水量网格数据集,该资料是利用质量控制后的全国自动站小时降水观测数据,再用概率密度匹配法(probability density function,PDF)对CMORPH卫星反演降水产品误差订正的基础上,利用最优插值方法(optimal interpolation,OI)生成的我国区域逐小时、0.1°×0.1°分辨率的降水量融合产品。
2雨情概况及大尺度环流背景 2011年8月17~18日青藏高原东部有一次短时间强降水过程,卫星降水资料显示,此次降水雨区呈大致东西走向的一条狭长雨带,东起青海东部,西至西藏中部,雨带范围较广。强降水中心青海东部的河南县(101.60°E、34.73°N)在17日17:00之前未测得降水,17:00开始降水突然爆发,短时间内达到峰值,18:00的1 h降水量达23.0 mm,随后降水开始逐渐减弱。这次过程使该站17日08:00~18日08:00雨量达43.5 mm,其中有350 mm的降水集中在17日17:00~20:00,其降水强度之大、时间之短在青藏高原地区是较为少见的。
利用时空高分辨率的TBB资料不仅可以观测大范围云系分布,还可以观测中小尺度云系的发生、发展、成熟和消散演变的全过程[4]。从8月17日12:00~20:00每隔2 h的TBB演变可以看到,12:00青藏高原上对流云体分布很少,说明此时青藏高原地区还未有对流云团;随后对流云团开始逐渐发展,到14:00青藏高原上已有一些细小的对流云团生成,个别云团最低TBB达-52 ℃以下,并可以看出云带的基本走向;至16:00云团进一步发展,细碎小云团逐渐发展连成一片,整个云团TBB
由8月17日14:00 200 hPa流场(图1)可见,高纬度地区有2个低压存在,低压中心分别位于乌拉尔山至西西伯利亚地区和鄂霍次克海北部;中纬度地区,南亚高压呈两中心形势,龙源期刊网 http://www.qikan.com.cn 高压脊线大致位于30°N附近,其西侧中心位于阿拉伯半岛,东侧中心位于青藏高原东部,两中心形成一个明显的鞍型场;青藏高原绝大部分地区受高压东部中心控制,其中青海大部分地区和西藏西部地区由南亚高压脊线北侧的西南气流控制。
图12011年8月17日14:00 200 hPa亚欧大陆环流形势(流线,m/s)3数值模拟结果与分析
3.1模拟结果 3.1.1流场与降水云团模拟。从模式积分12 h后(8月17日20:00)输出的200 hPa流场和TBB(图2)对比发现,模式对位于30°N附近南亚高压脊线及其东侧中心的位置(96°E、31°N)的模拟与实况近似一致,实况云带位置和走向与模拟结果非常一致,青藏高原东部也有相应的强对流中心存在,TBB数值总体较实况略微偏低;虽然云带的西半部分云带比实况略宽,云带略微偏北,但整体模拟比较成功,能够较好地反映出此次过程的对流云团活动,说明模式具有良好的模拟能力。
3.2.1高低层影响系统。从8月17日150 hPa的散度风可以清晰地看到,从09:00开始,南亚高压中心逐渐向东移动,降水中心开始处于高压北侧偏西气流控制中,500 hPa低层青藏高原北部有一条较为深厚的槽,槽后西北气流与青藏高原南部西南气流形成一条长的气流辐合带,槽前也有辐合生成,2条辐合带在青藏高原西北形成一条长的辐合带。13:00,由于高压中心的西移,降水中心慢慢处于高压东北侧,此时降水中心北侧气流逐渐转向偏西南气流,南侧逐渐成为偏西北气流,降水中心高层开始有弱辐散,东部有少许对流云团产生(图5a1);西部青藏高原低层的辐合带继续发展并有向东南移动的趋势(图5b1),对应高层开始有辐散产生,此时西部对流云团开始逐渐产生,同时有少量降水开始出现。16:00,高压中心继续西移,强降水中心高层辐散加强(图5a2),相应低层辐合加强(图5b2),对流发展迅速,另一方面低层青藏高原西部低槽的东移使高层出现一条相应东西走向的带状强辐散区,可以清楚地看到该辐散带和强降水辐散中心之间有辐合,说明此时东西两辐散中心相对独立;低层辐合带偏北气流加强,整体向东南方向推进,越来越靠近东部辐合中心,两侧对流云团继续发展,对流云团面积增大,同时东侧对流云团中心有向东移动的趋势;此时东部中心有弱降水产生,西侧也开始出现东西走向的雨带。至17:00,高层东西辐散中心合并(图5a3);低层从西侧南压的辐合带与东部辐合中心相接(图5b3),形成一条东西走向的强辐合带,两辐合带的融合使得东部降水中心底层的辐合突然加强,东侧强降水爆发,西侧雨带也有降水,两侧对流云团合并。随后对流云团逐渐扩大,但东侧对流活动中心东移出青海境内,降水骤减,至19:00,东西两侧对流云团已完全融合成一个整体,此时,高层南亚高压中心环流消失,高压中心被强辐散带替代。
3.2.2水汽条件。模拟结果显示此次强降水过程中,河南县站1 h最大降水量出现在17日17:00,即16:00~17:00累积降水量最大,达24.3 mm。从17日16:00 500 hPa水汽通量(图6)可以看到,青藏高原地区自西南向东北有一条非常强的水汽输送带,水汽通量的大值区与低层辐合线位置一致。在整个强降水过程中,青藏高原地区一直有这条强水汽输送带存龙源期刊网 http://www.qikan.com.cn 在。由8月17日16:00相对湿度沿101.6°E的垂直剖面(图7)可见,强降水区上空的相对湿度较之周围地区差异很大,相对湿度在90%以上的区域甚至延伸至中层大气,这对该区域强降水产生的水汽供给极其有利;另外,强降水区的温度露点差也比较突出,水汽饱和区甚至深入至200 hPa,可见该地区已经具备产生强降水的水汽条件。
3.2.3抬升条件。 3.2.3.1垂直运动。对17日16:00垂直环流分别沿101.6°E和34.73°N作剖面,从经向v-w流线(图8a)可以看到,降水中心附近低层大气上升运动的趋势虽然较弱,但仍然有上升运动速度的大值区与之对应,说明低层的上升运动是较强的;从纬向剖面图(图8b)可以看到此时降水中心中高层均有强烈的上升运动。进一步对降水区域的垂直速度随时间变化进行分析,发现在17日15:00前后,垂直运动发展迅速,中层大气中的垂直运动的强度最强范围最广,强烈的垂直运动使得大气层结不稳定能量快速释放,致使对流天气增强并得以维系。
42卷4期尤桑杰等一次青藏高原短时强降水的数值模拟及成因分析3.2.3.2涡度和散度。从17日16:00降水中心(101.6°E、34.73°N)的涡度、散度随时间变化的剖面图(图9)可以看到,在降水发生前降水中心上空低层有弱的辐合存在,13:00开始由于南亚高压中心的西移使东侧降水中心高空(150 hPa)辐散增强,对应低层随后有相应的辐合产生;之后降水中心上空高层辐散中心高度逐渐升高,从150 hPa升至100 hPa,低层辐合一度有减小的趋势,但随着西侧辐合带的逐渐靠近,使降水中心低层辐合达最大,此时低层正涡度值也达最大,降水达到顶峰;之后低层辐合逐渐减弱,到17:00降水区上空低层和高层开始出现强辐散中心,在中层大气,高低注:a1、b1为13:00;a2、b2为16:00;a3、b3为17:00。流线代表流场,单位为m/s;矢量箭头代表散度风,单位为m/s;阴影代表TBB,单位为℃。