论文

河西西部一次大到暴雨过程诊断分析及数值模拟

  • 李江林 ,
  • 余晔 ,
  • 王宝鉴 ,
  • 荣裕良
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  • 中国科学院寒区旱区环境与工程研究所 寒旱区陆面过程与气候变化重点实验室, 兰州 730000;2. 中国科学院平凉雷电与雹暴试验站, 平凉 744015;3. 中国科学院大学, 北京 100049;4. 兰州中心气象台, 兰州 730020;5. 上海市松江区气象局, 上海 201620

收稿日期: 2012-04-25

  网络出版日期: 2014-08-28

基金资助

国家重点基础研究发展计划(2014CB441404);国家自然科学基金项目(41175009)

Analysis of Heavy Rain to Rainstorm Event on the West of the Gansu Corridor

  • LI Jianglin ,
  • YU Ye ,
  • WANG Baojian ,
  • RONG Yuliang
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  • Key Laboratory of Land Surface Process and Climate Change in Cold and Arid Regions, Cold and Arid Regions Environmental and Engineering Research Institute, Chinese Academy of Science, Lanzhou 730000, China;2. Pingliang Station of Lightining and Hailstorm Research, Chinese Academy of Science, Pingliang 744015, China;3. University of Chinese Academy of Science, Beijing 100049, China;4. Lanzhou Central Meteorological Observatory, Lanzhou 730020, China;5. Songjiang Meteorological Bureau of Shanghai, Shanghai 201620, China

Received date: 2012-04-25

  Online published: 2014-08-28

摘要

利用实况降水资料,NCEP/NCAR 1°×1°再分析资料和数值模拟结果,对2011年夏初河西走廊西部一次大到暴雨过程进行了分析。结果表明,这次暴雨过程的成因是“北高南低”的环流形势和南、北方暖湿空气与干冷空气交汇而形成的。此次过程水汽来源较多,为暴雨的发生提供了充分的水汽条件;暴雨发生前,大气能量有个积聚的过程,在暴雨发生时能量开始释放,最后到暴雨结束,能量释放完毕;暴雨发生时,降水落区上空整层均为上升气流,这种强上升运动不仅使暖湿空气辐合抬升,且在上升过程中释放潜热,加热大气,使垂直运动增强,形成正反馈;700 hPa Q矢量辐合区走向与雨区走向基本一致,出现降水区域的Q矢量辐合中心值要<-3×10-15 hPa-1·s-3,但Q矢量辐合强度与暴雨强度并没有较好的对应关系,这表明Q矢量的辐合区能较好的预报暴雨及较大降水的落区,但没有较好的预报出暴雨强度;通过数值模拟可知,实际降水大值中心基本上与模拟的大降水中心吻合,高分辨率的模拟结果能分析出此次降水过程影响系统的移动和发展,模拟的MCAPE和雷达反射率因子等物理量均对此次降水过程有较好的指示意义。

本文引用格式

李江林 , 余晔 , 王宝鉴 , 荣裕良 . 河西西部一次大到暴雨过程诊断分析及数值模拟[J]. 高原气象, 2014 , 33(4) : 1034 -1044 . DOI: 10.7522/j.issn.1000-0534.2013.00070

Abstract

A heavy rain to rainstorm event on the west of Gansu Corridor in 2011 was analyzed, using observated precipitation data, NCEP/NCAR reanalysis data and simulated results. The results show that: The cause of heavy rain was geopotential height which be high in north and low in south, and the convergence of airflow of warm and moist from south and cold air from north on the west of Gansu Corridor. So much water vapor was provided by three vapor sources for this heavy rain process. Before the rainstorm, the atmospheric energy is accumulated, then the energy began to release when heavy rain occurred, and finally to the end of the rainstorm, the energy release over. The entire layer was updraft over the precipitation area when the heavy rain occurred. The strong updraft not only made the warm and moist air convergence and uplift but also released potential heat and heated atmosphere during the ascent, then formed positive feedback and made the vertical movement enhance. The Q-vector was analyzed. It is showed that distribution of Q-vector was in accordance with the precipitation area. There was no good correlation between the intensity of the Q-vector convergence and the intensity of rainstorm, but center value of Q-vector convergence less than -3×10-15 hPa-1·s-3 if only there is precipitation. So Q-vector convergence zone can be better forecast rainstorm and large rainfall districts, but not able to forecast rainstorm intensity. Finally, through numerical simulation, the actual precipitation value center was coincidence with simulated precipitation center. The movement and development of atmosphere circulation was analyzed by high space and time resolution numerical model results. Simulation of the MCAPE and radar reflectivity factor and other physic index has good instruction significance to this precipitation process.

参考文献

[1]倪允琪, 周秀骥, 张人禾, 等. 我国南方暴雨的试验与研究[J]. 应用气象学报, 2006, 17(6):690-704.
[2]周秀骥, 薛纪善, 陶祖钰. 98 年华南暴雨科学试验研究[M]. 北京: 气象出版社, 2003: 1-228.
[3]陶诗言, 倪允琪, 赵思雄, 等. 1998 夏季中国暴雨形成机理与预报研究[M]. 北京: 气象出版社, 2001: 1-184.
[4]伍荣生, 高守亭, 谈哲敏, 等. 锋面过程与中尺度扰动[M]. 北京: 气象出版社, 2004: 1-168.
[5]孙建华, 张小玲, 卫捷, 等. 淮河流域暴雨过程的诊断分析和模拟[J]//张庆云, 王会军, 林朝晖, 等. 中国天气气候异常成因研究——2003 年. 北京: 气象出版社, 2004: 21-88.
[6]张文建, 许健民, 方宗义, 等. 暴雨系统的卫星遥感理论和方法[M]. 北京: 气象出版社, 2004: 1-429.
[7]程明虎, 刘黎平, 张沛源, 等. 暴雨系统的多普勒雷达反演理论和方法[M]. 北京: 气象出版社, 2004: 1-254.
[8]丁士晟. 吉林省大暴雨的统计分析[J]. 大气科学, 1983, 7(4): 432-437.
[9]卢娟, 孟莹, 潘静, 等. 近42年辽宁极端降水事件分析[J ]. 辽宁气象, 2004(4): 8-9.
[10]景学义, 方丽娟, 郭家林, 等. 黑龙江省暴雨的特征及天气学分类[J]. 自然灾害学报, 2005, 14 (1): 54-58.
[11]刘实. 东北地区夏季降水的气候变化区划[J]. 吉林气象, 2000(3): 12-14.
[12]何由, 阳坤, 姚檀栋, 等. 基于WRF模式对青藏高原一次强降水的模拟[J]. 高原气象, 2012, 31(5):1183-1191.
[13]姜学恭, 李夏子, 李彰俊, 等. 一次阻塞型华北对流性暴雨过程的诊断分析和数值模拟[J]. 高原气象, 2012, 31(5):1283-1393.
[14]赵玉春, 许小峰, 崔春光. 中尺度地形对梅雨锋暴雨影响的个例研究[J]. 高原气象, 2012, 31(5): 1268-1282.
[15]李安泰, 何宏让, 张云. WRF模式陆面参数扰动对一次西北暴雨影响的数值模拟[J]. 高原气象, 2012, 31(1):65-75.
[16]谌芸, 李泽椿. 青藏高原东北部区域性大到暴雨的诊断分析及数值模拟[J]. 气象学报, 2005, 63(3):289-300.
[17]王劲松, 李耀辉, 康凤琴, 等. 西北区东部一次暴雨的数值模拟试验[J]. 高原气象, 2002, 21(3):258-266.
[18]井喜, 李栋梁, 李明娟, 等. 青藏高原东北侧一次突发性大暴雨环境场综合分析[J]. 高原气象, 2008, 27(1):46-57.
[19]任余龙, 寿绍文, 李耀辉. 西北区东部一次大暴雨过程的湿位涡诊断与数值模拟[J]. 高原气象, 2007, 26(2):344-352.
[20]杜继稳, 李明娟, 张弘, 等. 青藏高原东北侧突发性暴雨地面能量场特征分析[J]. 高原气象, 2004, 23(4):453-457.
[21]张家宝, 邓子风. 新疆降水概论[M]. 北京:气象出版社, 1987: 1-31.
[22]西北暴雨编写组. 西北暴雨[M]. 北京:气象出版社, 1992: 1-24.
[23]白肇烨, 徐国昌. 中国西北天气[M]. 北京:气象出版社, 1988: 1-443.
[24]董安祥, 谩启宝, 向军. 西北地区降水之最[J]. 甘肃气象, 1977, 15(2): 12-13.
[25]栾晨, 宋敏红, 蔡英, 等. 西北区西部夏半年强降水分布与变化特征[J]. 高原气象, 2012, 31(3):629-637.
[26]文宝安. 物理量计算及其在暴雨分析预报中的应用——水汽通量与水汽通量散度[J]. 气象, 1980, 7: 34-36.
[27]戴兴刚, 李维京, 马柱国. 近几十年新疆水汽源地变化特征[J]. 自然科学进展, 2006, 16(2):1651-1656.
[28]杨莲梅, 张云惠, 汤浩. 2007年月新疆三次暴雨过程的水汽特征分析[J]. 高原气象, 2012, 31(4):963-973.
[29]陶诗言. 有关暴雨分析预报的一些问题[J]. 大气科学, 1977, 1: 64-72.
[30]苗爱梅, 贾利冬, 李智才, 等. “091111”山西特大暴雪过程的流型配置及物理量诊断分析[J]. 高原气象, 2011, 30(4):969-981.
[31]Hoskins B J, Pedder M. The diagnosis of middle latitude synoptic development[J]. Quart J Roy Meteor Soc, 1980, 106(450):707-719.
[32]杨小艳, 曹希孝. 准地转Q矢量诊断场与暴雨关系的分析[J]. 气象, 1995, 21(11):17-21.
[33]张杰. 中小尺度天气学[M]. 北京:气象出版社, 2006.
[34]董安祥, 郭蕙, 贾建颖, 等. 青藏高原东部一次大雪过程的Q矢量分析[J]. 南京气象学院报, 2001, 24(3):406-409.
[35]Dosell III C A, Ramsmussen E N. The effect of neglecting the virtual temperature correction CAPE calculations[J]. Wea Forecasting, 1994, 9: 625-629.
[36]俞小鼎, 姚秀萍, 熊廷南, 等. 多普勒天气雷达原理与业务应用[M]. 北京:气象出版社, 2006: 17-45.
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