论文部分内容阅读
本文首先利用中国气象局常规观测资料和NCEP/NCAR再分析资料,对2017年7月15~17日发生在成都及其周边地区(四川盆地西部)的一次连续性夜间雷暴雨天气过程进行初步诊断分析;然后利用中尺度WRF模式对此次降水过程进行高分辨率数值模拟,在验证数值模式模拟结果可信的基础上,结合模式输出资料,研究此次连续夜雨过程的形成机制;最后针对此次天气过程开展半地形实验,考察地形对此次夜雨天气过程的影响。重点探讨了此次天气过程的形成及维持、水汽和能量的输送,以及山谷风局地环流对此次夜雨过程所产生的作用。主要得到以下结论:(1)此次连日夜间降水天气过程降水强度大,局地性强且夜雨特征明显,在时间和空间上都具有明显的中尺度特征。(2)此次降水天气过程主要发生在500hPa“北高南低”的环流形势当中,这种环流形势有利于将北方的冷空气向南输送,盆地位于低压底部的低槽附近,槽后冷空气源源不断地向盆地对流层中高层输送。850hPa台风东侧的偏南气流和副热带高压西侧偏南气流叠加构成输送带,将低纬大量水汽和热量向四川盆地区域的低层输送,有利于暴雨区上空低层水汽和能量的聚积,以形成不稳定区域。冷空气与暖湿空气交汇于盆地上空产生对流不稳定,进而诱发降水。(3)此次暴雨天气过程的水汽主要来自于台风东侧的偏南气流和副热带高压西侧偏南气流互相叠加,经南海转向北的水汽输送带,另外一支对我国夏季降水有重要贡献的西南季风水汽输送带,由于此时的副高强盛西伸,西南季风水汽输送带被压制到四川西南侧,因此,对此次降水过程贡献并不大。由于低空风速在夜间的加强,使得夜间水汽向盆地的输送比白天更多,为夜雨的发生提供了丰富的水汽。(4)7月15~17日白天盆地东南侧风速较小,而夜晚盆地东南侧的风速相比白天较大,具有日变化特征,因此使得水汽和热量的输送也具有明显的日变化特征,使得夜间盆地低空风速加强,有利于夜间暖湿空气源源不断地向盆地输送,从而有利于夜间降水的形成。(5)WRF模式较好地再现了此次连续夜雨天气过程,尤其模拟出了山谷风对于此次降水的贡献:由于盆地西部紧邻高原,白天青藏高原东坡受“谷风”控制,风从谷底吹向山顶,形成了一个顺时针的局地环流圈,盆地位于局地环流圈右侧的下沉支附近,下沉气流明显,天气晴好;夜晚青藏高原东坡受“山风”控制,风从山顶吹向谷底,形成了一个逆时针的局地环流圈,盆地位于局地环流圈右侧的上升支附近,上升气流明显,有利于对流的发展,配合低空西南气流的日变化特征,具备热力和水汽条件,从而产生了此次连续三日的夜雨现象。(6)三种螺旋度都能够较好地解释夜间降水形成的机制和山谷风之间的关系,在对降水的指示作用方面,热力螺旋度对降水辐合上升的指示作用比水汽螺旋度显著,但是热力螺旋度对降水的辐散下沉区指示作用没有水汽螺旋度显著。(7)通过进行半地形敏感性实验发现青藏高原地形对低层气流有阻挡作用,高原的存在使的低层的气流能够在盆地地区辐合,有利于上升运动产生降水,对盆地的降水起到增幅作用。