一次东移高原低涡影响四川暴雨的数值模拟分析

《一次东移高原低涡影响四川暴雨的数值模拟分析》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、论文实例一次东移高原低涡影响四川暴雨的数值模拟分析肖红茹1，陈静2（1.四川省气象台，成都，610072；2.国家气象中心，北京，100081）摘要：应用自动站雨量资料、常规观测资料和国家气象中心T213分析场资料，采用PSU/NCAR的高分辨率中尺度非静力数值模式MM5，模拟了2008年7月20日高原低涡东移引发的四川盆地暴雨过程。通过分析模式输出资料，结果得出高原涡东移影响四川盆地暴雨的一种物理触发机制：高原涡正涡度的东移促使四川盆地正涡度发展，正涡度的发展使得大气旋转上升加强，对流层高层强烈辐散，低层辐合，对流发展形成降水

2、，大气凝结释放潜热加热大气，使得高层等压面升高，负涡度发展，低层降压，正涡度发展，这样就形成了一个正反馈的循环机制，从而导致了四川盆地强降水。关键词：高原低涡四川暴雨数值模拟引言2008年7月20--22日，四川盆地自西向东出现了一次区域性暴雨天气过程（以下简称“08.7.20”暴雨）。在整个暴雨过程中，四川省有47县（市）累计雨量≥50mm，24县（市）累计雨量≥100mm，两县（市）累计雨量≥250mm，强降雨中心位于江油县，过程累计雨量为288.4mm。本次暴雨过程降水强度强，强降水持续时间短，在空间和时间上都具有明显的中

3、尺度特征。强降水造成滑坡、泥石流等地质灾害、洪涝和城镇内涝，造成严重的人员伤亡和财产损失，工农业生产也造成了严重影响和重大经济损失，尤其使得地震后的灾区状况雪上加霜。分析本次过程环流背景得知，高原低涡的东移触发了四川盆地暴雨的发生。对于东移高原低涡影响四川暴雨的研究中，杨克明等[1]、顾清源等[2]、Kuo等[3]的天气学分析指出，暴雨的加强与高原涡密切相关；刘富明等[4]、缪强等[5]、陈忠明[6]等通过动力学诊断方法分析指出，高原低涡的东移与西南低涡发生耦合作用后，激发了四川盆地暴雨的发生。由于四川盆地西邻青藏高原，南接云贵

4、高原，盆地内山地丘陵分布较多，地形复杂，而且常规资料在时间和空间尺度上的不连续，对引起夏季暴雨的中尺度系统的捕捉造成一定的难度，对于高原涡东移影响四川盆地暴雨的物理机制分析都不够充分。因此，有必要通过数值模拟，利用模式输出的高分辨率资料对此类暴雨发生的物理机制进行详细分析。本文将通过MM5模式模拟“08.7.20”暴雨，利用模式输出的高时空分辨率资料深入分国家自然科学基金项目“青藏高原低涡切变线的形成维持机制研究”（40775032）资助作者简介：肖红茹，硕士，工程师，主要从事天气预报工作，Email：calfdream@163

5、.com析高原涡东移引发四川暴雨的物理机制，以加深对高原涡暴雨天气过程的了解，为预报员在暴雨预报方面提供一定参考。1模式及试验方案本文采用美国PSU/NCAR的高分辨率中尺度非静力MM5模式V3.7版。利用东亚地区常规地面观测资料和探空资料，以T213资料作背景场形成模式的初值和侧边界条件。采用双向相互作用的双重嵌套网格，粗网格格距为45km，格点数为113×113，细网格格距为15km，格点数是139×139，垂直方向为不等距的23层。模式的物理过程包括可分辨尺度降水采用Reisner混合相方案，积云对流参数化方案两重均采用G

6、rell方案，边界层采用MRF高分辨率方案，辐射采用Dudhia云辐射方案。模式积分时间从2008年7月20日08时（北京时，下同）开始，至21日08时结束，涵盖了高原涡东移出高原全过程。以下诊断和结果分析都基于细网格模式输出。2模拟结果分析2.1雨量与形势场分析（a）（b）图12008年7月20日08：00～21日08：00雨量图（单位：mm）（a）24h累计雨量模拟（等值线）与实况（阴影）对比（b）小时雨量模拟与实况对比图1（a）是“08.7.20”暴雨过程20日08：00～21日08：00模拟和实况雨量分布，实况降水主要分

7、布在四川盆地西部，呈西南东北向，中心有两个，分别位于雨带北部的江油（288.4mm）和雨带南部的乐山（280.4mm），模拟降水雨带与实况非常接近，降水中心有多个，雨带北部中心大于250mm，与实况相符，但中心位置与实况比较略有偏差，雨带南部暴雨中心大于200mm，而小于250mm，比实况略偏弱，中心位置偏西1个经度、偏北半个纬度。图1（b）是模拟强降水中心（104°E，30.2°N）的小时雨量和暴雨中心乐山（103.75°E，29.57°N）实况小时降雨量的对比，从中可以看出，模拟在积分11h即20日19时降水开始逐渐增强，积

8、分15h即20日23时降水最强，一小时雨量67mm，然后降水开始逐渐减弱，21日05时降水结束。而实况降水是在20日18时就开始急剧增强，21时达到最强，小时降雨量达92.3mm，然后开始减弱，21日04时降水结束。由上分析可以看出，模拟雨带和实况基本吻合，强度