Page 226 - 《高原气象》2022年第1期
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高     原      气     象                                 41 卷
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             再分析资料以及高分辨率数值模式 WRF 模拟资                                关于山谷风与夜雨的联系:(1)西南低空气流
             料,对 2017年 7月 15-17日发生在成都地区的一次                      在夜间较白天有所加强,迫使夜间有大量的水汽向
             连续 3天的夜间雷暴雨天气过程开展了观测分析和                            盆地输送,这有利于盆地上空水汽的聚积进而蓄积
             数值模拟研究,得到的主要结论如下:                                  不稳定能量,为形成夜雨提供水汽。(2)山谷风对于
                 (1) 此次降水天气过程主要发生在 500 hPa“北                    此次降水的贡献:夜晚青藏高原东坡受“山风”控
             高南低”的环流形势当中,这种环流形势有利于将                             制,风从山顶吹向谷底,这样就在盆地与高原上空
             北方的冷空气向南输送,盆地位于低压底部的低槽                             形成了一个逆时针垂直局地环流圈,盆地位于环流
             附近,槽后冷空气不断地向盆地对流层中高层输                              圈右侧的上升支附近,有利于对流的发展。
             送。850 hPa 台风东侧的偏南气流和副热带高压西                             上述低空急流与次级环流有相互作用:夜间西
             侧偏南气流叠加形成水汽输送带,将低纬暖湿空气                             南低空急流加强与山谷风右侧的上升支叠加更加
             向四川盆地区域的低层输送,有利于暴雨区上空低                             有利于夜雨的产生;夜晚盆地上空为上升气流,西
             层水汽和能量的聚集,以形成不稳定区域。冷空气                             南气流源源不断地向盆地输送暖湿空气,暖湿空气
             与暖湿空气交汇于盆地上空产生对流不稳定,进而                             在盆地汇集聚积,对盆地上空的上升运动有促进作
             诱发降水。                                              用。向上输送的暖湿空气与高空“北高南低”环流
                 (2) WRF 模式较好地再现了此次连续夜雨天                        形势所带来的冷空气相遇产生不稳定,所以产生了
             气过程,尤其模拟出了山谷风对于此次降水的贡                              夜雨现象。
             献:白天青藏高原东坡受“谷风”控制,风从谷底吹                                除此之外,本文仍然存在许多不足:(1)本文
             向山顶,这样就在盆地与高原上空形成了一个顺时                             所做关于地形对夜雨的影响以及机理和机制,得到
             针的局地环流圈,盆地位于顺时针局地环流圈右侧                             的结论是初步的,其普适性问题还需通过更多的个
             的下沉支附近,下沉气流明显,天气晴好;夜晚青                             例来进行更加深入的讨论。(2)后续通过进行半地
             藏高原东坡受“山风”控制,风从山顶吹向谷底,这                            形敏感性实验后发现,在降低青藏高原海拔 1/2
             样就在盆地与高原上空形成了一个逆时针的局地                              后,夜雨的范围和强度都有所减弱。如果没有山谷
             环流圈,盆地位于逆时针局地环流圈右侧的上升支                             风的存在,此次夜雨天气过程还是否会发生?都还
             附近,上升气流明显,有利于对流的发展,配合低                             需要进一步研究。(3)本文利用 FNL 资料作为 WRF
             空西南气流的日变化特征,具备有利于产生降水的                             模式等初边界条件,很好地捕捉到了大尺度的背景
             热力和水汽条件,从而产生了此次连续 3 日的夜雨                           场,但对于局地的中小尺度天气的模拟,可能还需
             现象。                                                要更深入的观测资料同化研究,以进行更细致地
                 (3) 3 种螺旋度都能够较好地解释夜间降水形                        分析。
             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                             参考文献:
             比水汽螺旋度显著,但是热力螺旋度对降水的辐散                             Bao X,Zhang F,Sun J,2011. Diurnal variations of warm-season pre‐
             下沉区指示作用没有水汽螺旋度显著。                                     cipitation east of the Tibetan Plateau over China[J]. Monthly
             5. 2  讨论                                              Weather Review,139(9):2790-2810.
                  前人对于夜雨的时空变化特征做了许多相关                           Fujinami H,Nomura S,Yasunari T,2005. Characteristics of diurnal
                                                                   variations in convection and precipitation over the Southern Tibet‐
             分析工作,但缺乏对典型夜雨个例的细致分析与研
                                                                   an Plateau during Summer[J]. Scientific Online Letters on the At‐
             究。关于夜雨形成的机理,大多认为夜雨的形成是
                                                                   mosphere Sola,1(3):49-52.
             由于青藏高原上空的干冷空气在夜间东移,与盆地
                                                                Kuo H L,Qian Y F,1981. Influence of the Tibetian Plateau on cumu‐
             上空暖湿空气相遇,导致大气不稳定而产生的降                                 lative and diurnal changes of weather and climate in summer[J].
             水;或认为盆地的夜雨与其上空层云受到太阳短波                                Monthly Weather Review,109(11)2337-2356.
             辐射的日变化有关。对于山谷风对夜雨形成的机                              Li J,Yu R,Zhou T,2008. Seasonal variation of the diurnal cycle of
             理讨论不多,同时关于 WRF 模式对四川夜雨的模                              rainfall in southern contiguous China[J]. Journal of Climate,21
                                                                  (22):6036-6043.
             拟能力的讨论也相对较少。因此,本文选取四川盆
                                                                Singh P,Nakamura K,2009. Diurnal variation in summer precipita‐
             地西部一次典型连续性夜雨过程个例,并利用中尺
                                                                   tion over the central Tibetan Plateau[J]. Journal of Geophysical
             度 WRF 模式进行数值模拟,研究山谷风对夜雨形                              Research Atmospheres,114(D20).
             成的的具体机理。                                           Wu G,Liu Y,Zhang Q,et al,2007. The influence of mechanical and
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