地形对山西暴雨影响的数值模拟研究

为了深入研究地形对暴雨的影响,提高暴雨预报的精准度,利用逐6 h NCEP 1°×1°再分析资料和中尺度模式WRF V3.2.1,对2007年7月29-0日发生在山西南部的一次特大暴雨过程做了地形敏感性数值模拟试验,探讨地形改变后对此次暴雨过程的影响。结果表明:特大暴雨是在有利的环境场及特殊地形作用下发生的,与地形的影响密切相关。山西海拔高度和地形起伏对暴雨落区和强度有重要的影响,降低全省的海拔高度会使暴雨强度减小,落区向西北偏移。在降低晋东南太行山海拔高度的同时去掉地形起伏,则会使低空偏南暖湿气流不再受太行山阻挡,一直北上到晋中吕梁山的东侧才受地形阻挡辐合抬升,导致暴雨北移到吕梁山东侧且落区增大。地形对低层水平风场和水汽的影响也很大,改变地形会迫使近地层水平流场辐合线的位置和强度发生改变,也会改变水汽的分布。喇叭口地形对暴雨有非常大的增幅作用,破坏掉喇叭口地形之后,降水强度大为减弱。喇叭口地形对垂直环流及散度、涡度等物理量场的分布也有很大影响。     

地形对海南岛冬季暴雨影响的数值试验

利用中尺度WRF模式,针对2013年12月14-15日海南岛东南沿岸(五指山山脉的迎风坡)出现的罕见暴雨过程,从地形角度出发设计了一组控制试验和两组敏感性试验,探讨地形对冬季暴雨的影响及可能机制。结果表明:WRF模式能够较合理地模拟出本次降水过程特征以及相关气象要素的变化过程。五指山脉可使对流层低层偏东风和东南风在山前加强、汇合形成辐合带并长时间维持,降水出现在辐合带上。在偏东气流影响下,地形促使其东侧出现有利于水汽抬升的"低层辐合、高层辐散"环流配置,同时阻挡了中低层暖湿气流向西输送,造成地形东侧水汽大量聚集,为暴雨发生发展提供动力条件和充足的水汽。地形均一试验进一步表明,地形高度及起伏共同作用对水平流场分布、垂直运动发展以及水汽输送等影响更为显著,对暴雨增幅作用更为明显,使得降水的分布形式更为复杂。     

桐柏地形对汛期暴雨的影响

桐柏位于南阳市东南部。自南阳市的邓州往东，地势逐渐增高，由海拔８ｍ增到到１０００ｍ以上。因此，在偏南或西南气流影响下，桐柏处在迎风波，由于地形抬升，使降水增大。桐柏西部是向西扩开的嗽叭口，由于狭管效应，此处降水加强，是桐柏的一个暴雨中心。位于县境南部的本站和月河，南邻１０００ｍ以上的山脉，由于山脉胎升作用，迎风波降水量加大，该处暴雨，特大暴雨次数和雨量，均为全县之冠，为桐柏第一暴雨中心。     

高原地形对四川盆地西部突发性暴雨影响的数值试验

用η模式对1995年8月24日四川盆地西部一次突发性暴雨进行了数值模拟和地形减半、无地形数值试验。由对数值模拟与试验的结果分析得出:（1）青藏高原地形有利于高原东麓暴雨区的扩大与强度加大。（2）高原地形对其以北的天气系统南伸和以南的天气系统北扩有阻碍作用。（3）高原地形可影响高原附近以东地区的物理特征场分布,从而影响暴雨区的位置与强度。     

太行山地形对一次河北暴雨过程影响的数值研究

应用MM5模式对2000年7月5日河北省中南部的暴雨个例进行数值模拟及诊断分析,探讨了太行山脉对于河北省暴雨的影响.结果表明:降水分布在太行山东部迎风坡上,且强降水中心与喇叭口地形相对应,地形雨特征明显.在高分辨率模式模拟中,地形资料越精细,对迎风坡地形暴雨特征模拟能力越好.本次个例中低层东风越大,造成的迎风坡降水越强.近地面层受地形影响,气流表现为局地环流特征,随山脉的起伏,各物理场均有波动的特征.     

西昌卫星发射场大-暴雨的预报集成

综合集成是提高预报产品应用效能的一种有效的方法，将集对分析中的联系度概念用于西昌发射场大-暴雨过程预报综合集成，首先对大-暴雨天气过程进行分型，确定国家气象中心T213模式预报、西昌发射场降水模式的客观预报、预报员经验预报与西昌发射场大-暴雨过程的联系度，用权重法将大-暴雨预报进行集成，从而给出集不同预报于一体的西昌发射场大-暴雨过程预报集成方法。     

喇叭口地形对一次暴雨影响的数值试验

对2006年8月27～28日甘肃省中南部大暴雨过程进行数值模拟,模拟结果较好地复制了此次暴雨过程以及与之相联系的影响此次过程的中尺度对流系统的发生、发展过程。喇叭口地形使甘谷降水增加明显,抬高地形对地形迎风坡上空低层辐合及上升运动有显著的加强作用,且其动力抬升作用主要体现在降水发生前和发生时。     

西昌卫星发射场大-暴雨的预报集成

综合集成是提高预报产品应用效能的一种有效的方法,将集对分析中的联系度概念用于西昌发射场大-暴雨过程预报综合集成,首先对大-暴雨天气过程进行分型,确定国家气象中心T213模式预报、西昌发射场降水模式的客观预报、预报员经验预报与西昌发射场大-暴雨过程的联系度,用权重法将大-暴雨预报进行集成,从而给出集不同预报于一体的西昌发射场大-暴雨过程预报集成方法.     

登陆台风暴雨地形增幅的数值试验

研究了７８０５号登陆台风暴雨地形增幅效应问题。数值试验表明，台风外围环流，环境场副热带高压系统及其边缘次天气尺度强风带与地形强迫因素的相互作用对于变性台风移动路径，台风暴雨落区分布及其降水强度有显著的影响。     

鲁中山区地形对一次台风暴雨影响的数值试验

利用中尺度数值预报模式MM5和30″×30″的高分辨率地形资料,对一次暴雨天气过程进行数值模拟和无地形的对比数值试验,分析鲁中山区地形对暴雨的影响。结果表明,鲁中山区的地形强迫抬升和阻挡作用促使山区迎风坡对流层低层水平辐合和上升运动加强,有利于对流云的发展,对整个鲁中山区的降水量起增幅作用,而使鲁西地区降水量减少。同时,地形抬升和阻挡作用使迎风坡对流层低层水汽凝结加快,而整个山区对流层上层空气相对湿度和饱和度增大。     

“03.8”辽宁地区暴雨过程成因的诊断分析

对2003年8月5～6日辽宁地区暴雨过程的环流形势及雷达回波进行了分析。并利用中尺度MM5模式对这次暴雨过程的模拟结果进行了诊断分析，探讨了过程中主要影响系统——华北气旋在渤海西岸生成后迅速发展加强的原因。结果表明。中纬度短波槽的充分发展引导贝加尔湖冷空气的南下、副高的稳定与加强和低空急流的建立输送大量暖湿气流是华北气旋生成的重要条件。而“干侵入”则是造成此次华北气旋迅速发展加强的重要原因。     

台风云娜后部强降水分析

通过对中尺度自动站、常规气象要素、1°×1°NCEP格点资料和多普勒雷达资料的诊断分析,发现台风云娜登陆后西行路径对其后部的强降水起了关键性作用;高层辐散和低层辐合差加大,抽吸作用加强,上升运动加剧是后部降水加强的动力原因;沿海较冷的温度场配合台风后部强烈的东南偏南水汽输送,是台风后部降水加强的热力原因;台风后部海面上形成北上的螺旋雨带是造成台风后部强降水的直接原因;浙江东部地形与台风后部强烈的东南偏南水汽输送正交是造成台风后部降水增幅的重要原因。该分析结果对今后台风预报服务实际工作具有一定的参考作用。     

太行山地形对“96.8”暴雨影响的数值试验研究

利用ＭＭ４模型,设计了４种模式地形方案,讨论了太行山地形对“９６．８”暴雨降水量的贡献;并利用垂直运动和水汽通量等物理量,探讨了太行山地形对本次暴雨过程增幅作用的机制。结果显示,太行山地形对本次暴雨过程的降水中心强度及位置有显著影响,具有６０％增幅作用。太行山地形对垂直运动及水汽辐合也都具有增幅作用。模式地形越真实,预报结果越好,地形越高,降水增幅作用越明显。     

青藏高原东侧一次连续大暴雨过程湿Q矢量分析

利用常规探空和地面实测资料，对2005年7月18—19日出现在青藏高原东侧的一次区域性大暴雨天气过程进行了非地转湿Q矢量诊断分析。结果表明：（1）暴雨出现在湿Q矢量散度负值中心激发的非地转上升气流区附近，在强降水期散度负值中心达到最强，范围较窄，与暴雨区对应得较好。（2）700hPa湿Q矢量涡度正值中心与其散度负值中心重叠的区域是中尺度低值系统发展的有利区域，与暴雨区对应。（3）700hPa湿Q矢量锋生中心可以对应12小时后的暴雨区；当有不稳定能量大量释放后，有锋消作用，暴雨将逐渐减弱。     

一次青藏高原东侧大暴雨过程的诊断分析

利用常规的探空和地面观测资料以及中尺度模式所提供的高时空分辨率资料，对2002年6月8～9日发生在青藏高原东侧陕西省的一次罕见大暴雨过程的环流形势及位涡场特征进行了诊断和分析。结果表明，湿位涡的时空演变对中尺度气旋及暴雨的发生发展有指示意义，强降水发生在对流层低层较大的正负湿位涡区域交界处，中尺度气旋的迅速发展与对流层高层位涡扰动的下传有密切联系。     

一次中天山暴雨天气的诊断分析

利用常规气象资料、T213物理量、风云2c红外云图及多普勒雷达探测资料,对2008年7月25日17时-26日08时发生在中天山的暴雨天气过程进行了特征分析。结果表明：此次暴雨过程由天气尺度的冷锋暴雨云团造成,暴雨落区出现在高空西南急流轴南侧,各测站的短时强降水由冷锋暴雨云团中的中尺度雨团所致。     

低涡与怀柔暴雨

对产生怀柔县暴雨的三类低涡（蒙古低涡、西北涡和西南涡）进行了统计分析。对各类低涡暴雨的个例对比分析发现，三类低涡暴雨有相同的不稳定度和水汽条件，但垂直运动条件则不同，这些为暴雨预报提供了依据。     

一次暴雨空报的诊断分析

实时天气系统的时空分布、多个物理要素、雷达回波特征都表现出24小时内鄂东地区及武汉单站有暴雨天气发生,结果暴雨空报。为了找到暴雨空报原因,对T213数值预报产品中多个物理要素进行诊断分析。首先根据物理量场分析鄂东地区暴雨是否产生;其次根椐物理量值分析武汉单站有否暴雨。结果表明：鄂东及武汉单站多个物理要素场和值不支持有暴雨产生。如：没有能量锋区、湿度锋区和水汽的辐合支持降水天气系统继续发展和加强,鄂东不会产生区域性暴雨。武汉单站涡度平流反映出低层正值高层负值,这种配置没有动力作用。垂直速度表明在汉口上空整层为下沉气流区,产生不了动力不稳定。单站ra和rf值表现出,前者为正值的水汽辐散;后者为小值。K指数不但没有达到K≥35℃以上,而且表现出逐日递减。这几种要素值都不支持单站次级环流的产生,所以,武汉不会发生暴雨。     

1998年7月21～22日鄂东沿江连日特大暴雨成因探讨

分析了1998年7月21～22日连续两天发生在鄂东沿江的特大暴雨的环流背景特点和中尺度演变过程,并对其成因作了初步探讨.揭示了一种晚梅雨期特有的能把沿江东移的暴雨系统阻滞在鄂东形成持续和重复大暴雨的环流形势.结合当时的环境气流背景,讨论了大别山与鄂东南山地之间的NW-SE向河谷地形导致暴雨在夜间沿河谷产生和持续的可能机制.其中包括地形的机械和热力作用导致的中尺度环流变化,和在此情况下形成的一种长生命,强对流云系动态结构.