留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

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
  • [1] 方宗义, 项续康, 方翔, 等. 2003年7月3日梅雨锋切变线上的β-中尺度暴雨云团分析.应用气象学报, 2005, 16(5):569-575. http://qikan.camscma.cn/jams/ch/reader/view_abstract.aspx?file_no=20050573&flag=1
    [2] 方宗义, 覃丹宇.暴雨云团的卫星监测和研究进展.应用气象学报, 2006, 17(5):583-593. http://qikan.camscma.cn/jams/ch/reader/view_abstract.aspx?file_no=200605100&flag=1
    [3] 王建捷, 陶诗言.1998年梅雨锋的结构特征及形成于维持.应用气象学报, 2002, 13(5):526-534. http://cpfd.cnki.com.cn/Article/CPFDTOTAL-ZGQX200400002251.htm
    [4] Maddox R A. Mesoscale convective complexes. Bull Amer Meteor Soc, 1980, 61(11):1374-1387. doi:  10.1175/1520-0477(1980)061<1374:MCC>2.0.CO;2
    [5] 陶祖钰, 王洪庆, 王旭, 等.1995年中国的中尺度对流系统.气象学报, 1998, 56(2):166-177. doi:  10.11676/qxxb1998.016
    [6] 郑永光, 陈炯, 朱佩君.中国及周边地区夏季中尺度对流系统分布及其日变化特征.科学通报, 2008, 53(4):471-481. http://cpfd.cnki.com.cn/Article/CPFDTOTAL-BJQX200811001002.htm
    [7] Anderson C J, Arritt R W. Mesoscale convective complexes and persistent elongated convective systems over the United States during 1992 and 1993. Mon Wea Rev, 1998, 126(3):578-599. doi:  10.1175/1520-0493(1998)126<0578:MCCAPE>2.0.CO;2
    [8] McAnelly R L, Cotton W R. Meso-β-scale characteristics of an episode of meso-α-scale convective complexes. Mon Wea Rev, 1986, 114:1740-1770. doi:  10.1175/1520-0493(1986)114<1740:MSCOAE>2.0.CO;2
    [9] Blanchard D O.Meso-scale convective patterns of the Southern High Plain. Bull Amer Meteor Soc, 1990, 71(7):994-1005. doi:  10.1175/1520-0477(1990)071<0994:MCPOTS>2.0.CO;2
    [10] 薛秋芳, 丁一汇, 王建中.一次强降水系统的演变和西结构分析.应用气象学报, 1995, 6(1):56-61. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-YYQX501.007.htm
    [11] 江吉喜, 项续康."96.8"河北特大暴雨成因的中尺度分析.应用气象学报, 1998, 9(3):304-313. http://qikan.camscma.cn/jams/ch/reader/view_abstract.aspx?file_no=19980344&flag=1
    [12] 朱官忠, 刘恭淑.华北南部产生中尺度对流复合体的环境条件分析.应用气象学报, 1998, 9(4):441-448. http://qikan.camscma.cn/jams/ch/reader/view_abstract.aspx?file_no=19980465&flag=1
    [13] 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): 147-156. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-QXXB200202002.htm
    [14] 吴庆丽, 陈敏, 王庆红, 等.暴雨雨团中β尺度流畅结构的数值模拟.科学通报, 2002, 47(18):1437-1440. doi:  10.3321/j.issn:0023-074X.2002.18.017
    [15] 陈敏, 郑永光, 王庆红, 等.一次强降水过程的中尺度对流系统模拟研究.气象学报, 2005, 63(3):313-324. doi:  10.11676/qxxb2005.031
    [16] McAnelly R L, Nachamkin J E, Cotton W R. Upscale evolution of MCSs: Doppler radar analysis and analytical investigation. Mon Wea Rev, 1997, 125: 1083-1110. doi:  10.1175/1520-0493(1997)125<1083:UEOMDR>2.0.CO;2
    [17] Forbes G S, Wakimoto R M.A concentrated outbreak of tornadoes, downbursts and micro-bursts, and implications regarding vortex classification. Mon Wea Rev, 1983, 111:220-244. doi:  10.1175/1520-0493(1983)111<0220:ACOOTD>2.0.CO;2
    [18] 姚学祥.中尺度对流复合体的动力诊断与数值模拟研究.南京:南京信息工程大学, 2004.
    [19] 陈明轩, 高峰, 孔荣, 等.自动林及预报系统及其在北京奥运期间的应用.应用气象学报, 2010, 21(4):395-404. http://qikan.camscma.cn/jams/ch/reader/view_abstract.aspx?file_no=20100402&flag=1
    [20] 易笑园, 李泽椿, 朱磊磊, 等.长生命史冷涡背景下持续强对流天气的环境条件.气象, 2010, 35(1):17-25. doi:  10.7519/j.issn.1000-0526.2010.01.003
    [21] 吕艳彬, 郑永光, 李亚萍, 等.华北平原中尺度对流复合体发生的环境和条件.应用气象学报, 2002, 13(4): 406-412. http://qikan.camscma.cn/jams/ch/reader/view_abstract.aspx?file_no=20020455&flag=1
    [22] Sun J, Zhang Y. Assimilation of multiple WSR-88D radar observation and prediction of a squall line observed during IHOP. Mon Wea Rev, 2008, 136(7):2364-2388. doi:  10.1175/2007MWR2205.1
  • 加载中
图(7) / 表(1)
计量
  • 摘要浏览量:  3503
  • HTML全文浏览量:  1013
  • PDF下载量:  1503
  • 被引次数: 0
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

目录

    /

    返回文章
    返回