山西高原地形對(duì)區(qū)域性暴雨影響的數(shù)值試驗(yàn).pdf

1、地形對(duì)中小尺度天氣系統(tǒng)和暴雨的影響機(jī)制長(zhǎng)期以來(lái)一直是人們所關(guān)注的焦點(diǎn)之一。近些年來(lái)，中尺度數(shù)值模式的發(fā)展為人們進(jìn)行地形影響的研究提供了一種更為方便、有效的手段。在我國(guó)，人們利用數(shù)值模式對(duì)華南山區(qū)的地形影響研究較多，得出了許多有意義的結(jié)論，但對(duì)于山西高原地形影響的研究卻很匾乏。由于山西高原位于中緯度地區(qū)，各種尺度天氣系統(tǒng)活動(dòng)較為活躍。山西高原表里山河，特殊的地形條件使得這里的天氣現(xiàn)象復(fù)雜多變，降水分布不均，因此它具有特殊的研究?jī)r(jià)值。本文選

2、用0.1度(約10km)分辨率中尺度大氣非靜力模式GARPES-Meso對(duì)發(fā)生在山西高原的一個(gè)典型的夏季區(qū)域性暴雨過(guò)程進(jìn)行了數(shù)值模擬，在模擬效果比較合理的情況下，設(shè)計(jì)了兩組地形敏感性實(shí)驗(yàn)，利用模式輸出結(jié)果，著重分析了山西高原對(duì)造成區(qū)域性暴雨的天氣系統(tǒng)的影響，部分揭示了山西高原對(duì)天氣系統(tǒng)和區(qū)域性暴雨的影響機(jī)理。 本文首先用常規(guī)實(shí)況資料從預(yù)報(bào)員的角度對(duì)2005年8月16日發(fā)生在山西高原區(qū)域性暴雨過(guò)程進(jìn)行了天氣學(xué)分析，確定此次暴雨過(guò)程

3、是在西風(fēng)槽、臺(tái)風(fēng)變性低壓和副熱帶高壓共同作用下形成的。山西高原前期受副熱帶高壓控制，低層大氣具有高溫高濕的特征，臺(tái)風(fēng)“珊瑚”減弱后的變性低壓和副高之間形成低空急流，急流的出口到達(dá)山西高原南部，左側(cè)的風(fēng)速切變可形成較強(qiáng)的大氣輻合，并直接造成上升運(yùn)動(dòng)，加上臺(tái)風(fēng)外圍流場(chǎng)對(duì)變性低壓持續(xù)提供水汽和能量，使得變性低壓的生命期延長(zhǎng)，強(qiáng)度增大。這樣的形勢(shì)有利于副熱帶高壓把臺(tái)風(fēng)帶來(lái)的豐沛的水汽輸送到山西高原。同時(shí)，位于河套的西風(fēng)槽東移使南下冷空氣和副高邊

4、緣的暖濕氣流在山西高原交匯。而這一點(diǎn)衛(wèi)星云圖上也得到了驗(yàn)證，高空云帶不斷東移南下，與低空急流卷云系結(jié)合，在山西高原中南部激發(fā)出MCS云團(tuán)，從而造成山西中南部區(qū)域性暴雨和局地大暴雨。 其次利用中尺度數(shù)值模式GARPES-Meso模擬了“8.16”山西高原區(qū)域性暴雨天氣過(guò)程，模擬結(jié)果對(duì)臺(tái)風(fēng)變性低壓的位置預(yù)報(bào)較好，對(duì)山西南部風(fēng)切變的也模擬的相對(duì)一致，副熱帶高壓的減弱南退也被模擬出來(lái)，但是南退幅度較大。在成功地用GRAPES-Meso模

5、式模擬這次天氣過(guò)程影響系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，利用輸出結(jié)果分析了此次區(qū)域性暴雨過(guò)程，山西高原南部呈850hPa低層輻合，700hPa、500hPa中高層輻散的結(jié)構(gòu)，而山西高原北部呈850hPa、700hPa中低層輻散，500hPa高層輻合的結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)形成南部為上升氣流，北部為下沉氣流的經(jīng)圈環(huán)流，有利于南部對(duì)流的發(fā)生，同時(shí)與該過(guò)程南部強(qiáng)降雨的時(shí)間段有很好的對(duì)應(yīng)關(guān)系。@@ 最后通過(guò)兩組地形敏感性試驗(yàn)研究對(duì)比發(fā)現(xiàn)，在副熱帶高壓減弱東退后，山西