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2007年夏季我国深对流活动时空分布特征
Distribution and Spatiotemporal Variations of Deep Convection over China and Its Vicinity During the Summer of 2007
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摘要: 利用逐时FY-2C卫星红外亮温 (TBB) 资料讨论了2007年夏季 (6—8月) 我国深对流活动的时空演变特征，并同10年的深对流活动特征进行了对比分析。从TBB≤-52℃统计特征来看，2007年夏季我国大陆深对流活动主要集中在4个区域：华南沿海地区，青藏高原，云贵高原东部及四川、重庆，江淮流域。我国中东部地区深对流日际变化特征表明：不同月份深对流分布特征不同，深对流活动具有明显的间歇性、波动性特征。对比10年TBB≤-52℃统计结果来看，2007年夏季深对流日变化具有如下异常特征：华南地区深对流具有午后发展特征；青藏高原深对流活动持续时间明显短于10年统计结果，并且东传特征不明显；贵州东部、四川东北部山区、湖北西部山区、山东丘陵地带、江淮流域与华北平原深对流日变化表现出明显的多峰特征；江淮流域深对流日变化具有明显的向东传播特征。Abstract: The large-scale persisting rainstorm, extremely heavy precipitation and severe convective events result in tremendous damage in economy and severe personnel casualty during the summer of 2007. Based on FY-2C hourly infrared TBB dataset from June to August in 2007, the distribution and spatiotemporal variations of deep convection over China and its vicinity during the summer of 2007 is analyzed and compared with the atmospheric circulation background based on the NCEP final analysis dataset and the climatological distribution of deep convection based on 10-year TBB dataset. The statistical characteristics of TBB less than -52℃ show that there are four active deep convection areas over China during the summer of 2007: South China seaside, the Tibetan Plateau, the Yunan-Guizhou Plateau, Sichuan Province together with Chongqing City and the Yangtze-Huaihe River Basin. The daily variations of deep convection over Central and East China show that the deep convection distribution is very different in different months, and the deep convection activity has an obviously fluctuating feature. The active deep convection areas are farther south and are located to the south of 30°N in June, and the active deep convection areas advance to the north of 40°N in July, however, the active deep convection areas retreat to the south of 25°N in August. The characteristics of the daily variations of deep convection are close associated with the evolution of the large-scale atmospheric circulation. The deep convection over the Tibetan Plateau and the Yunnan-Guizhou Plateau has one active peak and lasts longer time in the diurnal variations, but the deep convection over the Sichuan Basin and Chongqing City has a nocturnal characteristic and develops in the early morning. Comparing with the 10-year statistical results of TBB less than -52 ℃, there are some characteristics different from the 10-year results. First, the deep convection over South China occurrs more frequently in the afternoon than those in the 10-year statistical results. Second, the lifetime of the deep convection over Tibetan Plateau is much shorter than the climatological lifetime. Third, there are multiple active periods of the deep convection in a day over East Guizhou Province, the Northeastern Mountains in Sichuan Province, the Western mountains in Hubei Province, the Hills in Shandong Procince, the Yangtze-Huaihe River Basin, and the Plain of North China. Finally, there is feature of the deep convection over the Yangtze-Huaihe River Basin that the deep convection obviously propagates eastward during the summer of 2007.
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Keywords:
- deep convection /
- IR TBB /
- spatial and temporal distribution
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引言
中尺度对流系统 (简称MCS) 是导致暴雨和强对流天气的主要天气系统, 许多研究者对其做了大量研究工作, 特别是美国学者对MCC (中尺度对流复合体, 一种特殊的MCS) 等中尺度对流系统做了大量研究, 最近费增坪等[1]对此进行了评述。李玉兰等[2]指出梅雨锋云带中存在α-中尺度和β-中尺度对流云团, 梅雨锋暴雨由中尺度云团引起; 师春香等[3]发现1998年长江流域大水是315个α-中尺度和β-中尺度云团直接造成; 王立琨等[4]指出强对流云团的频繁发生是“98洪水”长时间维持的重要原因; 郑永光等[5]分析指出2003年淮河流域持续暴雨是由梅雨锋云带及与之相伴随的中尺度对流系统造成的。
2007年夏季我国暴雨和强对流事件频发, 淮河流域发生仅次于1954年的大洪水, 四川、重庆、山东、新疆等遭遇历史罕见暴雨袭击; 2007年5月重庆开县雷击与7月安徽、江苏的龙卷等强对流事件也造成重大人员伤亡。
使用常规地面观测资料、多普勒天气雷达资料、静止卫星红外云图资料与闪电等资料都能够对强对流天气的分布特征进行分析, 但是由于常规地面观测时间、空间分辨率较低, 不能覆盖高山、海洋等无气象观测等区域, 我国多普勒天气雷达与地基闪电监测网尚未完全建成, 在山区雷达容易受到地物杂波、波束屏蔽和异常传播等一些问题的影响[6], 而静止卫星红外云图具有覆盖面广, 观测时间连续, 能够同时观测大、中天气尺度系统等特点, 因此使用静止卫星红外云图资料对2007年夏季我国及周边地区的深对流活动进行分析可以详细了解该区域深对流活动的时空演变特征。
由地球静止卫星数字红外云图资料可以得到相当黑体亮度温度 (简称TBB), 虽然TBB低值区有时仅反映高云的特征, 不一定与强对流和强降水区相对应, 但TBB的数值大小通常可以定量地反映大气中对流活动的强弱。郑永光等[7-8]使用多年静止卫星红外TBB资料分别给出了北京及周边地区、我国及周边地区深对流活动的时空分布气候特征, 这些研究成果表明, 长时间序列TBB资料的统计结果更能客观、全面地代表深对流活动的气候特征, 并能够弥补使用地面观测资料与闪电观测资料分析结果的不足。本文利用FY-2C红外云图资料获得的TBB资料来分析我国及周边地区2007年夏季深对流获得的分布特征, 并同文献[8]中使用10年TBB资料的统计结果进行比较。
1. 资料与方法
本文所用资料主要包括NCEP分析资料及国家卫星气象中心提供的我国FY-2C地球静止卫星的TBB资料。NCEP分析资料由NCEP全球资料同化分析系统 (GDAS) 生成, 水平分辨率为1°×1°, 时间分辨率为6 h, 下载自NCAR (美国大气科学研究中心) 网站 (http://dss.ucar.edu/datazone/dsszone/ds083.2/), 由客观分析诊断图形系统[9-10]处理; FY-2C静止卫星TBB资料下载自中国遥感卫星数据服务网 (http://satellite.cma.gov.cn/), 其水平分辨率为0.1°×0.1°, 时间分辨率为1 h, 由静止卫星云图处理系统[11-12]处理。
NCEP1°×1°分析资料主要用来对其进行平均, 以提供2007年夏季的气候背景场, 其分析方法是直接进行格点平均, 再计算相关的诊断物理量场。
在对静止卫星红外云图处理之前, 首先通过静止卫星云图处理系统剔除地理定位有偏差的云图资料。由静止卫星红外云图得到的TBB进行格点平均获得平均红外云图。深对流活动的时空分布按照每一格点TBB的阈值进行对流频率统计。
对流频率的计算方法是由某一时间段内每一网格点TBB小于等于某一阈值 (本文选择的阈值为-52℃) 的时次数与总观测次数的比值获得。具体来说, 深对流总体分布是统计2007年6—8月中的各网格点TBB≤-52℃出现时次数, 该时次数与相应格点的观测总时次数的比值就是该格点的深对流活动频率。深对流日变化分析是统计2007年6—8月中每日相同时次, 即00:00—23:00 (世界时, 下同) 共24个时次中的各网格点TBB≤-52℃出现时次数, 该时次数与相应格点的观测总时次数的比值就是该时次该格点的深对流活动频率。
2. 大尺度环流背景
图 1a和1b分别为2007年夏季500 hPa平均高度场、850 hPa平均风矢量和200 hPa平均流场、850 hPa平均假相当位温。2007年夏季对流层高层 (图 1b) 南亚高压脊线东伸至140°E 以东, 南亚高压主体偏西偏南, 我国东部江淮流域、华南、西南地区对流层高层位于强辐散气流中, 江淮地区位于副热带高空急流出口区的右侧, 高层的辐散抽吸作用有利于对流层中层上升运动的发展; 对流层中层500 hPa中高纬度平直西风带中的小槽波动引导干冷空气南下24°N附近; 对流层低层850 hPa高度上, 副热带高压西北侧的偏南低空急流 (图 1a) 将来自南海及孟加拉湾的暖湿气流向华南、西南与江淮地区输送, 在30°N附近与南下冷空气交汇, 为江淮地区梅雨锋的发生发展提供了有利的环流条件。
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图 1 2007年6—8月平均环流特征(a) 500 hPa高度 (单位:dagpm) 和850 hPa风矢量、风速 (阴影, 单位:m/s), (b) 200 hPa流场、风速 (阴影,单位:m/s) 和850 hPa θse (粗实线, 单位：K) (粗虚线表示梅雨锋锋区的南北界)Figure 1. Average atmospheric circulation for June—August 2007(a) 500 hPa height (unit: dagpm) and 850 hPa wind vector and wind speed (shaded, unit： m/s); (b) 200 hPa stream field, wind speed (shaded, unit: m/s) and pseudo-equivalent potential temperature (thick solid lines, unit: K) (thick dashed lines denote the boundaries of the Meiyu front)850 hPa等压面上31°~38°N, 105°~120°E 范围内是假相当位温 (θse) 梯度大值区, 该区域为2007年夏季梅雨锋所在位置, 其北侧为南下的干冷空气, 南侧为东亚夏季风向我国大陆输送的高温高湿的暖湿气流, 为该区域夏季暴雨系统的发生发展提供了热力条件。
3. 深对流总体分布特征
平均红外云图可以过滤掉移动性小系统, 保留持续存在的云系特征。虽然2007年6—8月平均红外云图 (图略) 较清楚地展示了低纬度地区赤道辐合带的深对流特征以及青藏高原与江淮地区的对流活动特征, 但是我国及周边地区陆地区域的较低平均TBB分布与地势分布非常类似, 因此平均红外云图难以完全清楚地展现该区域的对流活动特征, 因此本文通过分析TBB≤-52℃频率的时空变化来展示2007年夏季深对流活动特征。
1980年Maddox[13]提出使用-32℃与-52℃TBB标识的区域范围及形状等来识别MCC (中尺度对流复合体), Augstine等[14]、Jirak等[15]又提出使用-52℃ TBB来识别MCC。因此, 本文主要以每一网格点TBB≤-52℃来识别夏季大气中的对流活动, 它包含20 km以上尺度的β-中尺度对流系统与尺度较大的α-中尺度对流系统, 从而比较全面地展示我国及周边地区2007年夏季深对流的空间分布与日变化特征。需要指出的是, 在初夏季节-32℃的TBB可能会出现在中纬度地区的锋面云系中, 因此TBB阈值为-32℃包括了大气中比较弱的对流活动; 由于盛夏季节部分对流活动的最低TBB可能达不到-52℃, 所以TBB阈值为-52℃只标识出大气中深对流而遗漏掉较弱的对流[7]。
图 2给出了2007年6—8月TBB≤-52℃深对流活动频率的统计结果。同2007年夏季TBB≤-32℃的对流活动频率 (图略) 比较, TBB≤-32℃的对流活动频率明显高于深对流 (TBB≤-52°C) 活动频率, 但二者的高、低频中心等空间分布特征非常类似, 本文以每一网格点TBB≤-52℃出现的频率来分析2007年夏季我国及周边地区深对流时空分布特征。同文献[8]中给出的TBB≤-52℃ 10年统计结果比较发现, 深对流活动的总体分布特征与多年统计结果类似, 也具有3条明显的纬向带状活跃区域, 并且低纬度地区深对流活动频率明显高于高纬度地区。
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图 2 2007年6—8月TBB≤-52℃深对流活动频率分布 (单位: %)Figure 2. Deep convection frequency denoted by TBB≤-52℃ for June—August 2007 (unit: %)图 2显示2007年夏季我国深对流活动主要集中在4个区域:第1个区域深对流最活跃, 位于华南 (广东、广西、台湾等) 沿海; 第2个深对流活跃区域位于青藏高原; 第3个深对流活跃区域位于云贵高原东部及四川、重庆; 第4个活跃区域主要位于江淮流域, 该区域在这4个深对流活跃区中对流活动相对较弱。与文献[8]统计结果对比发现, 2007年四川与重庆地区、江淮流域深对流活动频率显著高于多年的统计结果。
4. 我国中东部地区深对流日际变化特征
将TBB≤-52℃的深对流活动频率进行日平均, 再沿纬向对100°~120°E范围的日平均值求平均, 得到6—8月TBB时间-经向剖面图 (图 3), 该图展示了2007年夏季100°~120°E范围深对流活动沿经向日际演变特征。
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图 3 2007年6—8月100°~120°E经度带平均深对流活动频率日际变化 (单位: %)(a) 6月, (b) 7月, (c) 8月Figure 3. Daily variations of deep convection frequency averaged from 100° to 120°E (unit: %)(a) June, (b) July, (c) August由图 3可知, 深对流活动具有明显的间歇性、波动性特征:6月深对流活跃区偏南主要位于30°N以南, 7月深对流活动北进到40°N以北, 8月深对流南退到25°N以南等。
6月 (图 3a) 深对流活动高频区集中在30°N以南。6月3—15日深对流活动高频区位于22°~28°N之间, 这期间有两个显著的对流频发时段, 分别是5—10日和11—15日, 高频中心位于22°~25°N之间, 对应着该时段内云南、贵州的暴雨洪涝及风雹灾害, 湖南、两广及江南的严重暴雨洪涝灾害。6月16—22日对流逐渐向北推进至35°N以北, 强度较前期弱, 较强高频中心仍然在25°N以南, 在30°N附近存在一个次中心。25°N以北的深对流活跃区与该时段内的江汉地区、四川盆地、西北东部、湖北中部和西部、重庆大部较大范围强降水过程相对应。6月23—26日对流高频中心位于20°N以南, 中纬度对流活跃区南退至31°N以南, 与江西省中北部和东部及浙江省重大雷击事件相对应。29—30日对流活跃区再次北进至35°N, 淮河流域进入持续暴雨期。
7月 (图 3b) 初对流活动在25°N南北两侧都很活跃, 7月第1候以后深对流活动高频区向北推进, 主要集中在25°N以北。1—9日对流高频区位于27°~35°N, 与7月2—8日四川强降水洪涝、淮河暴雨洪涝及7月3日安徽、江苏局地龙卷事件相对应; 该对流高频区的中心出现在4—5日, 分析7月降水实况发现, 淮河流域的降水在该时段最强; 7月16—20日对流高频区向北伸至40°N, 在大范围的对流高频区内存在两个中心, 分别位于28°~30°N和34°~37°N, 它们分别与重庆西部暴雨洪涝、淮河流域洪涝和1 8日山东强暴雨相对应。7月末, 对流高频区继续北跳至34°N以北, 与该时段内河南、陕西、山西部分地区暴雨灾害相对应。
8月 (图 3c) 深对流活动高频区南退至25°N以南, 25°N以北的对流活动明显减弱。8月1—4日在27°~36°N之间存在一经向对流活动带, 对流带中嵌有多个较明显的深对流活动高频中心。该对流带与南通、徐州等地区龙卷风、冰雹和暴风雨灾 (1—2日) 阜阳、六安等的雷雨、大风和风雹灾害 (2—3日) 及景德镇、上饶等的风雹、雷电灾害 (1—3日) 相对应。6—12日在26°~37°N的纬度带上有一经向对流频发带, 与陕西关中、陕南地区强降雨洪涝灾害 (6—10日) 及山东半岛大范围强雷雨大风天气 (9—12日) 相对应。13—17日在22°~35°N之间的对流高频区与 (13日) 福建省泉州百年一遇暴雨及 (13—17日) 云南部分地区的暴雨洪涝、风雹等灾害相对应。
上述分析表明, TBB≤-52℃日际变化特征清楚地反映了该区域夏季暴雨及强对流天气的时空分布特征。
5. 区域深对流日变化特征
Wallace[16]、Carbone等[17]、Wang等[18]、贺新强等[19]、郑永光等[7-8]研究表明, 对流活动在不同的下垫面地区具有明显不同的日变化特征。本文选择6个代表时次来展示2007年夏季我国及周边地区深对流活动的日变化特征 (图 4)。图 4表明4个深对流活跃区的日变化特征具有明显差异。
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图 4 2007年6-8月平均深对流活动频率日变化分布 (单位: %)Figure 4. Diurnal variations of deep convection frequency for June—August 2007 (unit: %)在深对流最活跃的华南地区 (广东、广西、台湾等), 沿海地区夜间 (15:00—23:00) 对流最弱, 上午 (00:00) 对流开始发展, 午后到傍晚 (08:00—12:00) 时段内对流活动达到最强。
青藏高原早晨到午后时段 (00:00—07:00) 对流最弱, 08:00开始发展, 傍晚 (11:00) 达到最强, 午夜 (16:00) 开始逐渐减弱。
云贵高原东部、四川及重庆上午 (03:00—06:00) 时段对流最弱, 午后 (08:00) 对流开始发展, 午夜到凌晨 (17:00—21:00) 达到最强, 之后逐渐减弱。
江淮流域在上午对流活动最弱, 午后 (06:00) 开始发展, 下午到傍晚 (09:00—12:00) 对流活动达到最强, 之后逐渐减弱, 在后半夜 (18:00) 对流再次发展。
6. 深对流日变化经向特征
为了更清楚地描述2007年夏季4个深对流活跃区的深对流日变化特征, 本文选择90°E, 105°E, 108°E, 118°E 4条分别通过4个深对流活跃区的经线, 将TBB≤-52℃的深对流活动频率沿4条经线做时间经向剖面图 (图 5)。
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图 5 2007年6—8月平均深对流活动频率时间-经向剖面图 (单位: %)(a) 90°E, (h) 105°E, (c) 108°E, (d) 118°EFigure 5. Meridion-time cross sections of deep convection frequency for June—August 2007 (unit: %)(a) 90°E, (b) 105°E, (c) 108°E, (d) 118°E90°E经线 (图 5a) 所涵盖的区域为青藏高原南侧的孟加拉国、印度与不丹以及我国的青藏高原、新疆等地区。90°E经线上深对流日变化最显著的特征是26°N以南与印度季风涌相联系的深对流活跃区和青藏高原上的强对流:26°N以南深对流活动表现为明显的午后到傍晚时段活跃, 14:00—18:00深对流活动较不活跃。而26°N以北青藏高原的深对流活动在07:00—19:00最强, 其持续时间明显短于多年的平均特征[8]; 青藏高原南北部对流持续时间不同 (中南部长, 北部短); 另外, 在塔里木盆地东北部区域 (40°~42°N) 虽然深对流非常不活跃但其日变化具有较明显的夜发性 (17:00—22:00)。
105°E经线穿过越南、云贵高原中部、四川盆地中部、甘肃、内蒙古 (图 5b)。该经线上的深对流日变化最突出的特征是中南半岛与云贵高原中部深对流持久性以及四川盆地深对流夜发性和多峰现象。云贵高原 (24°~28°N) 深对流从午后 (07:00) 发展, 持续到22:00, 其持续时间明显长于青藏高原深对流 (图 5a); 四川盆地的深对流日变化表现出明显的多峰特征, 深对流最活跃时段为21:00—01:00, 02:00开始逐渐减弱, 具有明显的凌晨发展现象, 该区域另一个深对流高峰时段出现在午后 (05:00—10:00)。
108°E经线穿过南海、两广丘陵地区、贵州东部、重庆、四川东部、陕西、宁夏、内蒙古等 (图 5c)。108°E经线上22°N以南 (南海) 的区域与西南季风相联系, 深对流日变化具有海洋深对流的日变化特征 (文献[8]中的琉球附近海域深对流日变化特征); 广西丘陵地区 (22°~25°N) 的深对流活动活跃, 深对流持续时间长, 00:00—05:00深对流最不活跃, 深对流在05:00首先从广西沿海发展, 逐渐向内陆扩展, 持续到23:00。该经线上的另一个明显特征是25°N以北区域的深对流具有多峰型特征。其中贵州东部 (25°~29°N) 的深对流活动表现出明显的多峰型现象, 该区域最强的深对流出现在午夜到凌晨 (15:00—23:00), 另外两个活跃时段分别出现在08:00—14:00和00:00—03:00, 04:00—07:00该区域的深对流最不活跃; 四川东北部山区和湖北西部山区 (29°~32°N) 深对流日变化双峰型明显, 该区域深对流生命史长, 从00:00开始发展持续到10:00, 水平尺度大, 日落后减弱, 午夜时 (16:00) 又再度发展, 并且午夜深对流活动比其他任何时候都活跃, 这种深对流也可称之为湿对流[7]。
118°E经线 (图 5d) 24°N以南深对流日变化具有海洋深对流的日变化特征[8]。24°~30°N (浙闽丘陵) 深对流发展日变化特征与青藏高原相似, 深对流都是从06:00发展, 但该区域深对流持续时间比青藏高原短, 具有明显的热对流性质[6], 与文献[8]中闽浙丘陵地带具有非常突出的单峰型日变化特点相一致; 30°~35°N (江淮平原地区) 深对流日变化特征呈现出多峰型特征, 与文献[8]江淮平原地区深对流日变化特征相同。山东丘陵地带 (35°~38°N) 及渤海和华北平原 (38°~40°N) 深对流日变化呈现出多峰型特征, 尤其是山东丘陵地带更明显, 而渤海及华北平原深对流日变化与文献[7]的研究结果相同, 具有显著的夜发性。
不同经度的深对流日变化分析表明2007年夏季我国深对流活动具有如下一些日变化特征:①2007年夏季深对流活跃的华南两广丘陵地区表现为午后发展, 持续时间较长, 但青藏高原深对流持续时间异常偏短; ②青藏高原、川西高原、云贵高原、两广丘陵、闽浙丘陵等地区深对流活跃, 盆地和平原地区相对较不活跃; ③青藏高原、云贵高原等地区深对流日变化具有单峰型特征, 持续时间长, 四川盆地与重庆等地区深对流具有多峰型, 凌晨发展特征比较明显; ④贵州东部、四川东北部山区及湖北西部山区、山东丘陵地带和江淮平原、华北平原等地区深对流日变化表现出明显的多峰型; 参照文献[8]的统计结果, 多峰型深对流区域也是α-中尺度对流系统活跃区域, 因此这些区域在2007年夏季可能有较多α-中尺度对流系统发生; ⑤两广丘陵和闽浙丘陵地区深对流日变化呈现出显著的单峰型特征, 但两者的持续时间不同。这可能与两个区域所处纬度有关, 两广丘陵处在热带季风区, 对流日变化特征与热带季风有关, 对流持续时间更长; 而闽浙丘陵地带属于副热带季风区, 日落后对流逐渐减弱。
7. 深对流日变化纬向特征
32°N, 90°~130°E涵盖了青藏高原中东部地区、川西高原、湖北、江淮平原、我国东海海域等区域。张顺利等[20]、张庆云等[21]发现青藏高原地区深对流通过波动的形式影响江淮流域梅雨, 因此本文分析32°N纬线深对流日变化特征以显示青藏高原地区深对流对四川、重庆、江淮地区强降水的影响。
图 6给出了2007年夏季TBB≤-52℃表征的深对流活动频率沿32°N的时间-纬向剖面图。该纬线上存在两个深对流活动明显向东传播的区域, 分别是95°~105°E (青藏高原—川西高原) 和115°~130°E (江淮平原—东海)。青藏高原与川西高原深对流活动比其他地区更活跃、持续时间更长是该纬线上深对流活动最显著的特征。青藏高原深对流活动比川西高原地区初始发展时间更早, 显示出随时间向东传播的特征, 但是对比10年深对流活动的统计结果[8], 从川西高原到四川盆地的传播特征没有多年统计结果明显。四川盆地 (105°~109°E) 的深对流在凌晨和上午 (21:00—04:00) 最活跃。109°~115°E (四川东部及湖北西部山区) 深对流日变化具有明显的多峰型特征; 江淮流域 (115°~122°E) 深对流也具有显著的多峰型特征, 该区域深对流活动在午后到傍晚 (06:00—12:00) 达到最强, 并在向东传播的同时逐渐减弱, 凌晨 (20:00) 深对流再次发展加强。此外00:00—04:00也是该区域深对流活动的高频时段, 但强度和持续时间都不如午后和凌晨。东海和黄海对流活动日变化与四川盆地相似, 具有凌晨和上午 (20:00—04:00) 对流活跃的特征, 深对流日变化具有海洋MCS的日变化特征[8]。
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图 6 2007年6—8月沿32°N深对流活动平均频率时间-纬向剖面图(单位: %; 黑色粗虚线表示深对流向东传播）Figure 6. Zone-time cross section of deep convection frequency along 32°N for June-August 2007(unit: %; black thick dashed lines denote deep convection tranferring eastwards)32°N纬线上青藏高原、川西高原和江淮流域深对流活动较活跃, 盆地和山地次之, 海洋 (东海) 深对流活动最不活跃。青藏高原、川西高原对流活动呈单峰型特征, 盆地与海洋深对流具有明显的夜发性, 而江淮流域深对流表现为多峰型特征。江淮流域 (115°~122°E) 对流系统表现出显著的向东传播特征, 这可能是2007年大气环流及夏季风异常的表现。
8. 结论与讨论
使用FY-2C卫星的TBB资料对2007年夏季深对流时空演变特征进行了较全面的分析, TBB≤-52℃的统计结果表明:2007年夏季我国及周边地区深对流活动主要集中在4个区域, 它们分别是华南沿海地区, 青藏高原, 云贵高原东部及四川、重庆, 江淮流域。
我国中东部地区深对流日际变化特征表明:6月深对流活跃区偏南主要位于30°N以南, 7月深对流活动北进到40°N以北, 8月深对流南退到25°N以南等特征, 深对流活动具有明显的间歇性、波动性特征, 这些与大气环流演变关系密切。
青藏高原与云贵高原地区深对流活动日变化具有单峰型特征, 持续时间长, 四川盆地与重庆地区深对流活动具有夜发性, 凌晨发展特征比较明显。贵州东部、四川东北部山区、湖北西部山区、山东丘陵地带、江淮流域与华北平原深对流活动日变化表现出明显的多峰型。
2007年深对流活跃的华南两广丘陵地区 (108°E) 表现为午后发展, 且持续时间偏长; 2007年夏季青藏高原深对流活动不同于多年的统计结果, 持续时间较短。
江淮流域 (32°N, 115°~122°E) 深对流表现出显著的向东传播特征。
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图 1 2007年6—8月平均环流特征
(a) 500 hPa高度 (单位:dagpm) 和850 hPa风矢量、风速 (阴影, 单位:m/s), (b) 200 hPa流场、风速 (阴影,单位:m/s) 和850 hPa θse (粗实线, 单位：K) (粗虚线表示梅雨锋锋区的南北界)
Figure 1. Average atmospheric circulation for June—August 2007
(a) 500 hPa height (unit: dagpm) and 850 hPa wind vector and wind speed (shaded, unit： m/s); (b) 200 hPa stream field, wind speed (shaded, unit: m/s) and pseudo-equivalent potential temperature (thick solid lines, unit: K) (thick dashed lines denote the boundaries of the Meiyu front)
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图 2 2007年6—8月TBB≤-52℃深对流活动频率分布 (单位: %)
Figure 2. Deep convection frequency denoted by TBB≤-52℃ for June—August 2007 (unit: %)
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图 3 2007年6—8月100°~120°E经度带平均深对流活动频率日际变化 (单位: %)
(a) 6月, (b) 7月, (c) 8月
Figure 3. Daily variations of deep convection frequency averaged from 100° to 120°E (unit: %)
(a) June, (b) July, (c) August
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图 4 2007年6-8月平均深对流活动频率日变化分布 (单位: %)
Figure 4. Diurnal variations of deep convection frequency for June—August 2007 (unit: %)
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图 5 2007年6—8月平均深对流活动频率时间-经向剖面图 (单位: %)
(a) 90°E, (h) 105°E, (c) 108°E, (d) 118°E
Figure 5. Meridion-time cross sections of deep convection frequency for June—August 2007 (unit: %)
(a) 90°E, (b) 105°E, (c) 108°E, (d) 118°E
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