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“98.7”特大暴雨中尺度系统发展的热量和水汽收支诊断

冯伍虎 程麟生

冯伍虎, 程麟生. “98.7”特大暴雨中尺度系统发展的热量和水汽收支诊断. 应用气象学报, 2001, 12(4): 419-432..
引用本文: 冯伍虎, 程麟生. “98.7”特大暴雨中尺度系统发展的热量和水汽收支诊断. 应用气象学报, 2001, 12(4): 419-432.
Feng Wuhu, Cheng Linsheng. Diagnoses of the mesoscale heat and moisture budgets during the '98.7' extraordinary heavy rainfall. J Appl Meteor Sci, 2001, 12(4): 419-432.
Citation: Feng Wuhu, Cheng Linsheng. Diagnoses of the mesoscale heat and moisture budgets during the "98.7" extraordinary heavy rainfall. J Appl Meteor Sci, 2001, 12(4): 419-432.

“98.7”特大暴雨中尺度系统发展的热量和水汽收支诊断

资助项目: 

国家重点基础研究项目 G1998040907

DIAGNOSES OF THE MESOSCALE HEAT AND MOISTURE BUDGETS DURING THE "98.7" EXTRAORDINARY HEAVY RAINFALL

  • 摘要: 1998年7月20~23日 (“98.7”) 发生在鄂东和鄂西南地区的特大暴雨过程, 不仅与700 hPa上低涡切变线的生成和持续发展密切相关, 而且与沿低涡切变线相继生成和强烈发展的MαCS与MβCS直接关联。利用非静力模式MM5.V2.12成功模拟提供的高分辨输出资料对这次特大暴雨中尺度系统发展的热量和水汽收支进行了诊断。结果发现:当有强对流发生并伴有强降水时, 就会有强的视热源Q1和视水汽汇Q2出现, 而强的Q1Q2和强降水区基本是对应的; Q1随高度增高而增大, 最大加热位面基本上都在486.1 hPa (σ=0.54) 附近; 在对流层深厚的中空加热层是积云对流活跃和强暴雨持续发生、发展的一种重要热力机制; 在对流层上半部的相对冷层为暴雨区上空积云对流提供了极为有利的热力不稳定条件, 积云对流在中、低空的凝结潜热不仅加热对流层中层大气, 而且向高层输送, 加热高层的环境大气; 在暴雨初期, Q2的双峰结构与低空层积云及中空积云对流凝结变干有关; Q2的中空峰值大体与Q1的峰值相应, Q2的深厚变干层与Q1的深厚加热层非常一致。 诊断结果表明, 用非静力中尺度模式成功模拟的高分辨输出资料对Q1Q2进行数值诊断是可行的。通过对强暴雨过程Q1Q2的诊断, 可为改进积云对流参数化中加热和增湿廓线提供可靠的物理依据。
  • 图  1  1998年7月20日08:00至22日20:00湖北省24 h (a)、36 h (b)、48 h (c) 和60 h (d) 的累积降水量 (mm) 分布

    (图中+和●是间隔1°的经、纬线, 粗虚线是长江, 图 (a) 中 ■、▲和●分别代表黄石、武汉和来凤)

    图  2  “98.7”过程特大暴雨时段 (7月20日20:00至22日20:00) 武汉 (a) 和黄石 (b) 的逐时降水量时变直方图

    图  3  1998年7月21日08:00至22日20:00 700 hPa位势场 (细实线)、温度场 (虚线) 及风场 (每长杆4 m/s),

    (粗黑线为切变线) (a) 21日08:00, (b) 21日20:00, (c) 22日08:00, (d) 22日20:00

    图  4  1998年7月20日22:00UTC至21日02:00UTC武汉和黄石周边特大暴雨时段的GMS IR云图, 标a和b的分别为MβCS-a和MβCS-b

    图  5  24 h的视热源Q1 (a) 和视水汽汇Q2的垂直积分 (b)

    图  6  36 h的视热源Q1 (a) 和视水汽汇Q2的垂直积分 (b)

    图  7  48 h的视热源Q1 (a) 和视水汽汇Q2的垂直积分 (b)

    图  8  7月21日08:00贡献于视热源的诸分量垂直积分

    (a) 温度局地变化项 (b) 温度水平平流项 (c) 温度垂直平流项 (d) 压缩功率项

    图  9  Q1 (a) 和 Q2 (b) 各时次区域平均垂直廓线 (24 h: —●—, 48 h: —○—)

    图  10  7月21日08:00的Q1 (a) 和Q2 (b) 诸分量平均垂直廓线

    (a) (压缩功率项: —○—; 温度局地变化项: —●—; 温度水平平流项: —□— ; 温度垂直平流项: —■—) (b) (比湿垂直平流项: —○— ; 比湿局地变化项: —●— ; 比湿水平平流项: —■—)

    图  11  7月22日08:00的Q1 (a) 和Q2 (b) 各部分平均垂直廓线

    (a) (压缩功率项: —○—; 温度局地变化项: —●—; 温度水平平流项: —□—; 温度垂直平流项: —■—) (b) (比湿垂直平流项: —○— ; 比湿局地变化项: —●— ; 比湿水平平流项: —■—)

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出版历程
  • 收稿日期:  2000-03-17
  • 修回日期:  2000-08-04
  • 刊出日期:  2001-11-30

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