孟加拉湾风暴对高原低涡降水的影响研究

作     者：林佳璐 

作者单位：中国气象科学研究院 

学位级别：硕士

导师姓名：李英

授予年度：2023年

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

主      题：高原低涡 孟加拉湾风暴 降水 暖湿气流输送 水汽追踪 

摘      要：孟加拉湾风暴(简称孟湾风暴)和高原低涡(简称高原涡)是影响青藏高原降水的两个重要天气系统。4-6月是两者活动的高峰期,孟湾风暴对高原低涡及其降水的影响是高原天气研究中值得关注的问题。本文首先基于《青藏高原低涡切变线年鉴》和JTWC最佳路径资料,统计高原低涡的活动规律,分析与孟加拉湾风暴同期的高原涡活动和降水特征。然后利用逐小时降水数据和ERA5再分析资料等,诊断分析2017年5月26-31日孟加拉湾风暴活动期间高原低涡影响青藏高原的一次大范围强降水过程,揭示风暴在其中的作用。并进一步利用HYSPLIT水汽轨迹模拟,对风暴相关水汽爬上高原的物理过程及其对低涡降水产生的贡献展开研究。获得以下结论:1998-2019年的统计研究表明,高原涡发生次数的年变化呈逐年增加趋势,高频期主要出现在4-8月,6月份最多。3月到10月是高原涡移出频发期,峰值在6月。其中东北、东南和向东路径各占移出低涡总数的36.56%、33.48%和17.62%。高原涡最终移入甘肃和四川的次数所占比例约为47.58%和26.87%。22年中11月份与风暴同期活动的高原涡比例最大,而5月份与风暴同期活动的高原涡个数最多。与高原涡的统计特征比较而言,与孟湾风暴同期出现的高原涡强度偏强,且更易发展东移,降水偏强。对2017年5月26-31日一次孟加拉湾风暴影响下高原低涡发展东移导致高原大范围强降水的典型个例进行诊断研究,发现风暴和南支槽共同作用建立孟加拉湾至青藏高原的水汽输送带,为高原低涡-切变线区域的降水提供水汽供应。在此过程中,南支槽后冷气流在青藏高原南部陡坡下沉形成冷垫,孟加拉湾偏南暖湿气流首先沿冷垫向北抬升,爬上青藏高原后进一步向北在高原切变线附近汇合并再次抬升,增加低涡活动区域地表至对流层高层大气中的可降水量。风暴偏南风暖湿气流与青藏高原北部干冷空气交汇产生锋生,大气湿斜压性显著增长,湿等熵线密集陡立导致垂直涡度剧烈发展,有利于高原低涡加强。同时风暴北上过程中其高层反气旋式出流加强了青藏高原槽前西南风高空急流,有利于低层切变线发展和高原低涡东移,产生大范围强降水。基于HYSPLIT模式进一步选取三个孟加拉湾风暴与高原涡共存阶段的水汽进行轨迹追踪,发现风暴低层水汽气旋式卷入台风环流后被抬升,可向北输送到青藏高原东南部,并通过高原涡气旋性环流以及切变线辐合进一步使水汽向北输送,对高原低涡活动及高原降水产生影响。