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渤海西岸暴雨中尺度对流系统的结构及成因

易笑园 李泽椿 孙晓磊 刘一玮 孙密娜 朱磊磊

易笑园, 李泽椿, 孙晓磊, 等. 渤海西岸暴雨中尺度对流系统的结构及成因. 应用气象学报, 2011, 22(1): 23-34..
引用本文: 易笑园, 李泽椿, 孙晓磊, 等. 渤海西岸暴雨中尺度对流系统的结构及成因. 应用气象学报, 2011, 22(1): 23-34.
Yi Xiaoyuan, Li Zechun, Sun Xiaolei, et al. The structure and origin of a rainstorm-inducing mesoscale convective system on western coast of Bohai Bay. J Appl Meteor Sci, 2011, 22(1): 23-34.
Citation: Yi Xiaoyuan, Li Zechun, Sun Xiaolei, et al. The structure and origin of a rainstorm-inducing mesoscale convective system on western coast of Bohai Bay. J Appl Meteor Sci, 2011, 22(1): 23-34.

渤海西岸暴雨中尺度对流系统的结构及成因

资助项目: 

公益性行业 (气象) 科研专项 GYHY201006005

中国气象局新技术推广项目预报员专项 CMATG2009YB04

国家科技支撑重点项目 2008BAC37B01/05

公益性行业 (气象) 科研专项 GYHY200906011

详细信息
    通信作者:

    易笑园, E-mail: yixy123@sina.com

The Structure and Origin of a Rainstorm-inducing Mesoscale Convective System on Western Coast of Bohai Bay

  • 摘要: 利用卫星、雷达和加密自动站等监测资料,结合VDRAS系统资料和1°×1° NCEP再分析资料,对造成黑昼和暴雨的中尺度对流系统的空间、热动力结构特征和发生、发展及维持原因进行了分析。结果表明:2004—2009年渤海西岸圆形α-中尺度对流系统有别于南方,其中只有16%可发展为中尺度复合体;黑昼现象是影响系统的特殊性所致。突发性暴雨的制造者是α-中尺度对流系统西端不断新生的β-中尺度对流系统,其发生、发展、维持与边界层内冷池外流、对流层低层 (1.3~2.4 km) 侵入的西北气流与西南气流形成的辐合线或交汇线有密切关系。α-中尺度对流系统的上升速度中心在500 hPa附近,多个β-中尺度对流系统分别具有独自的垂直气流和弱边界层环流。α-中尺度对流系统内部扰动温度呈下负上正的垂直分布,促使了不稳定层结趋于稳定;冷池呈东厚西薄的楔形结构,有利于β-中尺度对流系统发展维持。
  • 图  1  2009年6月16日13:00—20:00天津市区雷达反射率因子 (阴影) 的垂直分布和降水量 (实线) 演变

    Fig. 1  Time-height cross section of radar reflectivity (shaded area) and the precipitaion (solid line) in Tianjin from 13:00 to 20:00 on 16 June 2009

    图  2  2009年6月16日08:00天气形势

    (a) 850 hPa高度场 (实线, 单位:dagpm)、风场和水汽通量 (虚线, 单位:106 g·cm-2·hPa-1), (b) 1000 hPa高度场 (实线, 单位:dagpm)、风场和水汽通量 (虚线, 单位:106 g·cm-2·hPa-1), (c) 500 hPa高度场 (实线, 单位:dagpm)、700 hPa风场和850 hPa假相当位温 (虚线, 单位:℃)

    Fig. 2  Weather charts at 08:00 16 June 2009

    with 850 hPa (a), 1000 hPa (b) height (solid line, unit: dagpm), wind field and water flux (dashed line, unit: 106 g·cm-2·hPa-1), and 500 hPa height (solid line, unit: dagpm), 700 hPa wind field, 850 hPa potential pseudo-equivalent temperature (dashed line, unit: ℃)(c)

    图  3  2009年6月16日11:00—17:30 MαCS内AC/ASASSC/ASC值的演变

    Fig. 3  Evolution of AC/AS and ASSC/ASC in MαCS from 11:00 to 17:30 on 16 June 2009

    图  4  2009年6月16日FY-2C卫星资料TBB≤-52℃范围 (实线,单位:℃) 和同时刻组合反射率因子 (阴影) 叠加图

    (a)12:00, (b)13:00, (c)14:00, (d)15:00, (e)16:00, (f)17:00, (g) 沿图 4bAB直线所作的剖面

    Fig. 4  Composed radar reflectivity (shaded area) and FY-2C satellite TBB≤-52℃(solid line, unit:℃) on 16 June 2009 (a)12:00, (b)13:00, (c)14:00, (d)15:00, (e)16:00, (f)17:00, (g) cross section of radar reflectivity along line AB in Fig. 4b

    图  5  NOAA反演的总云量与地面观测总云量间的 CCA相关系数随时间变化

    Fig. 5  At different height, perturb temperature (shaded area), horizontal wind field (vector) and vertical velocity (shaded area) by VDRAS at 14:29 16 June 2009

    图  6  2009年6月16日不同高度不同时刻水平风场 (矢量) 和温度场 (阴影)

    Fig. 6  Wind field (vector) and perturb temperature field (shaded area) at different height and different time

    图  7  2009年6月16日不同尺度环流垂直剖面图 (a)14:00沿117°E做垂直速度剖面 (单位:Pa·s-1,“━”为MαCS位置), (b)14:29沿图 4bAB做剖面得到3 km内垂直速度图 (单位:m·s-1),(c)14:29 3 km内垂直环流与扰动温度叠加图 (阴影为扰动温度)

    Fig. 7  Vertical velocity in cross section along 117°E at 14:00 (unit: Pa·s-1, "━" is position of MαCS)(a), vertical velocity cycle in cross section (unit:m·s-1) along line AB in Fig. 4b at 14:29 (b) and its vertical circulation with perturb temperature (shaded area, unit:℃) at 14:29 (c) on 16 June 2009

    表  1  2004—2009年渤海西岸圆型MαCS (云顶TBB≤-52℃的面积在5×104 km2以上) 参数

    Table  1  Features of circular MαCS (the area of cloud top with TBB≤-52℃ is more than 5×104 km2) during 2004—2009 on western coast of Bohai Bay

    出现时间 TBB≤-62℃的面积/104 km2 TBB≤-52℃的面积/104 km2 云顶最低TBB/℃ 维持时间/h
    2005-06-23T17:00 7.15 12.45 -71 6
    2005-07-13T23:00 0.92 6.89 -68 4
    2005-08-16T17:00 0.97 6.83 -76 4
    2006-06-27T22:00 1.99 13.51 -67 8
    2007-06-25T22:00 4.66 7.42 -74 6
    2007-07-18T08:00 5.27 14.56 -80 6
    2007-07-31T00:00 7.44 14.4 -72 7
    2008-06-25T22:00 2.10 8.35 -71 5
    2009-06-16T12:00 2.98 10.45 -67 4
    2009-07-22T21:00 0.72 6.03 -64 2
    注:2005-05-31过程达到标准,但TBB资料缺失;2007-07-18和2009-06-16过程中由圆型变形后继续强烈发展。
    下载: 导出CSV
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出版历程
  • 收稿日期:  2010-03-29
  • 修回日期:  2010-11-25
  • 刊出日期:  2011-02-28

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