太行山东麓短时强降水的模拟研究

作     者：王玉 

作者单位：南京信息工程大学 

学位级别：硕士

导师姓名：李艳

授予年度：2022年

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

主      题：短时强降水 太行山地形 数值模拟 诊断分析 

摘      要：太行山由于影响东南或偏东低空急流,有利于在山脉附近靠近平原一侧出现沿地形走向分布的两个强降水中心,一个位于太行山中部约37°N附近,一个位于太行山南部约35.5°N附近。本文基于中国台站逐时降水观测资料及再分析资料,通过两个不同个例的实况和模拟分析,深入了解不同天气背景下,太行山中部、南部复杂地形在短时强降水天气发展过程中的作用。主要结论如下:(1)对流单体群均是沿着地形走向移动,其移动路径均在山脉坡度较大的位置。“5·22强降水过程主要受到两组对流单体群影响,第一组对流单体生成后随着地形由西北-东南向转为东北-西南向,第二组对流单体移至海拔高度400 m附近后,再持续沿此地形高度向西南移动。(2)太行山中部东麓山脉-平原的陆面特征在日辐射的作用下会形成气候场上的地形辐合带。此地形辐合区在冷锋系统的动力抬升作用下形成了更强的地形辐合带,从而促进了对流单体群在此地形辐合带中的触发。(3)对流系统的强度变化与太行山东部的山脉—平原环流系统(Mountain-Plains Solenoid;MPS)密切相关。一方面,MPS的近地层东风异常与太行山脉东麓地形相耦,增强了太行山山脚附近对流发展的动力抬升作用;另一方面,东风气流增强了来自东部平原地区的水汽输送。暖湿气流在地形抬升和MPS上升支的共同作用下,增强了对流单体的降水强度。(4)太行山南部喇叭口地形起到汇聚水汽、积聚能量、增加湿绝对不稳定层(Moist Absolutely Unstable Layer,MAUL)厚度从而加强降水强度的作用。当持续不断的偏东暖湿急流到达山脚后,在地形的阻挡和抬升作用下,会产生持续的强烈上升运动,一方面上升运动会抬升MAUL的高度,使当地上空的湿层厚度增加;另一方面MAUL长时间的稳定维持,有利于对流的触发和对流单体的重复形成。