中国西部地区暴雨过程高、低空急流耦合影响机制的个例研究

作     者：段海霞 姚秀萍 刘新伟 周甘霖 赵采玲 DUAN Haixia;YAO Xiuping;LIU Xinwei;ZHOU Ganlin;ZHAO Cailing

作者机构：中国气象局兰州干旱气象研究所甘肃省干旱气候变化与减灾重点实验室/中国气象局干旱气候变化与减灾重点开放实验室兰州730020 中国气象局气象干部培训学院北京100081 兰州大学兰州730000 

出 版 物：《大气科学》 (Chinese Journal of Atmospheric Sciences)

年 卷 期：2023年第47卷第6期

页      面：1907-1924页

核心收录：

学科分类：07[理学] 070601[理学-气象学] 0706[理学-大气科学] 

基　　金：国家自然科学基金项目U2142208、42030611 灾害性天气国家重点实验室开放项目2021LASW-B17 西北区域数值预报创新团队项目GSQXCXTD-2020-02 甘肃省自然科学基金项目21JR7RA697 

主　　题：西部暴雨 高、低空急流耦合 数值模拟 动量下传 次级环流 

摘      要：高、低空急流对中国暴雨有重要影响,但是其对中国西部地区暴雨影响的深入研究缺乏,其耦合过程及机制的研究更少。本文利用常规观测、加密自动气象站降水资料以及NCEP/NCAR再分析资料,借助数值模拟,研究高、低空急流耦合效应对2018年7月8~11日中国西部一次特大暴雨过程的影响及其发生机制。结果表明:(1)此次暴雨过程是在中高纬东移冷涡低槽与副高西伸北抬的有利背景下产生的,高、低空急流耦合有利于暴雨的发展。(2)高、低空急流耦合主要通过次级环流和动量下传得以实现:高空急流加强高层辐散下沉,同时低空急流加强低层辐合上升,促使高、低空急流之间形成次级环流,其下沉支引导高层高值位涡向下层传播,形成动量下传,与中层高值位涡区相衔接,高、低空急流在中层耦合。(3)高、低空急流的耦合,加强了中层不稳定能量的聚集,促使低空急流加强发展;进而增强了辐合强度,促使上升运动加强,从而增强了降水强度。通过增减高、低空风速的敏感性试验发现,高低层风速的增减能够改变中低层最大位涡的增减,其基本对应了强降水时段,且位涡值越大降水强度越强。(4)高、低空急流强度共同对降水强度有重要影响:数值模式敏感试验表明,当同时增加高低空急流强度,降水强度将增强,而仅增加高空或低空急流,降水强度变化不大,但减弱高空或低空急流强度,降水强度均会减弱。