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“6.29”淮河暴雨过程β-中尺度系统结构特征的数值模拟分析

廖移山 李武阶 闵爱荣 王叶红

廖移山, 李武阶, 闵爱荣, 等. “6.29”淮河暴雨过程β-中尺度系统结构特征的数值模拟分析. 应用气象学报, 2006, 17(4): 421-430..
引用本文: 廖移山, 李武阶, 闵爱荣, 等. “6.29”淮河暴雨过程β-中尺度系统结构特征的数值模拟分析. 应用气象学报, 2006, 17(4): 421-430.
Liao Yishan, Li Wujie, Min Airong, et al. Numerical simulation analysis on the meso-β-scale systems structure of a heavy rain over the Huaihe River. J Appl Meteor Sci, 2006, 17(4): 421-430.
Citation: Liao Yishan, Li Wujie, Min Airong, et al. Numerical simulation analysis on the meso-β-scale systems structure of a heavy rain over the Huaihe River. J Appl Meteor Sci, 2006, 17(4): 421-430.

“6.29”淮河暴雨过程β-中尺度系统结构特征的数值模拟分析

资助项目: 科技部科研院所社会公益研究专项资金项目“我国南方致洪暴雨预测预警系统研究”资助

Numerical Simulation Analysis on the Meso-β-scale Systems Structure of a Heavy Rain over the Huaihe River

  • 摘要: 利用中国科学院大气物理研究所LASG研制的AREM中尺度暴雨数值预报模式, 对2003年6月29—30日发生在淮河流域的一次大暴雨过程进行了数值模拟分析。结果表明:随着西太平洋副热带高压加强, 低空急流迅速向北推进, 加强了其北侧的风速梯度和气旋性切变, 使涡度场发生了强烈变化, 强正涡度柱的发展导致了低层β-中尺度低压和气旋的新生; 而对流层中高层β-中尺度高压的发展所引起的地转偏差使得β-中尺度高压附近的风场发生明显变化, 并导致β-中尺度强辐散中心强烈发展, 最终造成强烈的上升运动。强上升运动出现在低层θse强锋区的南侧。
  • 图  1  2003年6月29日08:00—30日08:00数值模式模拟的24 h累计降水量 (等值线) 与实况降水区 (阴影区) 分布图 (单位:mm)

    图  2  2003年6月29日08:00 (a) 和20:00 (b) 700 hPa形势图

    (矢量线为流场, 粗断线为切变线, D表示低涡, LLJ表示低空急流)

    图  3  2003年6月29日20:00 700 hPa形势场模拟结果

    (矢量线为流线; 实线为不低于16 m·s-1等风速线, 细虚线为初始时刻不低于16 m·s-1的等风速线, 间隔2 m·s-1; 粗断线为切变线, D表示低涡, LLJ表示低空急流)

    图  4  模式积分5 h后850 hPa流场、高度场及积分后5~6 h的模拟降水

    (矢量线为流线; 虚线为高度场, 间隔4 gpm; 阴影区为模拟的1 h降水区, 单位:mm, 间隔为10 mm)

    图  5  700 hPa (a) 和850 hPa (b) 上沿118°E u分量和涡度随时间的演变

    (实线、细虚线为u分量等值线, 间隔2 m·s-1; 粗断线表示西风急流中心位置随时间的演变; 阴影区为涡度场, 单位:10-5s-1)

    图  6  模式积分5 h后沿118°E涡度和等风速线垂直剖面

    (实线为等风速线, 间隔2 m·s-1; 阴影区为涡度场, 单位:10-5s-1, 正涡度最大中心值为50×10-5s-1)

    图  7  模式积分5 h后400 hPa高度场、散度场和距平流场

    (矢量线为流线; 虚线为等高线, 单位:gpm; 阴影区为散度场, 单位:10-5s-1, 辐散最大中心值为57×10-5s-1)

    图  8  初始时刻 (a) 和积分5 h后 (b) 沿118 °E θse分布 (单位:K) 和垂直环流剖面

    (虚线为θse, 间隔2 K; 矢量线为经向流线; 阴影区为不高于-20×10-3 hPa·s-1上升运动区, 中心最大值为-120×10-3 hPa·s-1)

    图  9  模式积分5 h后沿118°E高度距平和风速u垂直剖面

    (实线、短虚线为高度距平, 单位:gpm; 长虚线为u, 正值表示西风, 负值表示东风, 单位:m·s-1)

    图  10  沿118°E比湿的垂直分布及其随时间的演变

    (虚线为初始时刻的比湿, 实线为积分5 h后的比湿, 单位:g·kg-1)

    图  11  2003年6月29日32°N, 118°E上空散度 (单位:10-5s-1) 和垂直速度随时间的演变

    (实线为辐散, 虚线为辐合, 间隔5×10-5s-1; 阴影区表示垂直运动, 最强上升速度为-120×10-3 hPa·s-1)

  • [1] 丁一汇.暴雨和中尺度气象学问题.气象学报, 1994, 52(3):274-284. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-QXXB403.002.htm
    [2] 赵思雄.中尺度动力学与暴雨等灾害性天气预测理论的研究.大气科学, 1998, 22(4):503-510. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-DQXK804.011.htm
    [3] 高守亭, 赵思雄, 周晓平, 等.次天气尺度及中尺度暴雨系统研究进展.大气科学, 2003, 27(4):618-627. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-DQXK200304012.htm
    [4] 崔波, 李泽椿, 郭肖容, 等.对北京地区一次灾害性暴雨的数值模拟分析.暴雨·灾害, 1997, 1(1):79-90.
    [5] 王建捷, 李泽椿.1998年一次梅雨锋暴雨中尺度对流系统的模拟与诊断分析.气象学报, 2002, 60(2):146-155. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-QXXB200202002.htm
    [6] 王智, 翟国庆, 高坤.长江中游一次β中尺度低涡的数值模拟.气象学报, 2003, 61(1):66-77. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-QXXB200301006.htm
    [7] 姜勇强, 王昌雨, 张维桓, 等.台风倒槽内β中尺度低涡及特大暴雨的数值模拟.气象学报, 2003, 61(3):312-322. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-QXXB200303005.htm
    [8] 宇如聪.陡峭地形有限区域数值预报模式设计.大气科学, 1989, 13(2):139-149. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-DQXK198902001.htm
    [9] 宇如聪, 曾庆存, 彭贵康, 等. "雅安天漏"研究Ⅱ, 数值预报试验.大气科学, 1994, 18(5):535-551. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-DQXK405.003.htm
    [10] 胡伯威.与低层"湿度锋"耦合的带状CISK和暖切变型梅雨锋的产生.大气科学, 1997, 21(6):679-686. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-DQXK706.004.htm
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出版历程
  • 收稿日期:  2005-03-17
  • 修回日期:  2005-08-23
  • 刊出日期:  2006-08-31

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