Page 5 - 《高原气象》2026年第1期
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第 45 卷  第 1 期                        高     原     气    象                             Vol. 45  No. 1
                 2026 年 2 月                       PLATEAU METEOROLOGY                              February， 2026


               张荣平， 孟宪红， 杨显玉，等， 2026.  土壤湿度非均匀性对青藏高原一次中尺度对流系统初生过程影响的数值模拟研究［J］. 高
               原气象， 45（1）： 1-16.  ZHANG Rongping， MENG Xianhong， YANG Xianyu，et al， 2026.  Numerical Simulation Study on the In‐
               fluence of Soil Moisture Heterogeneity on the Convective Initiation of a Mesoscale Convective System over the Qinghai-Xizang Pla‐
               teau［J］. Plateau Meteorology， 45（1）： 1-16.  DOI： 10. 7522/j. issn. 1000-0534. 2025. 00056. CSTR: 32265.14.gyqx.CN62-1061/
               P.2025.00056.



                     土壤湿度非均匀性对青藏高原一次中尺度对流


                               系统初生过程影响的数值模拟研究



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                                        张荣平 ， 孟宪红 ， 杨显玉 ， 魏 倩                       3
                                                                         1
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                             （1. 成都信息工程大学大气科学学院/高原大气与环境四川省重点实验室，  四川  成都    610225；
                            2. 中国科学院西北生态环境与资源研究院/冰冻圈科学与冻土工程重点实验室，  甘肃  兰州    730000；
                                              3. 兰州大学大气科学学院，  甘肃  兰州    730000）

                       摘要： 为探究土壤湿度非均匀性对青藏高原中尺度对流系统初生过程的影响， 本文利用卫星遥感资料、
                       地闪观测资料和再分析资料筛选出 2022年 8月 10日青藏高原上空的一次由孤立对流初生发展而来的中
                       尺度对流系统个例进行观测分析和数值模拟研究。结果表明： （1）本次中尺度对流系统在弱天气强迫背
                       景下初生于06:00（世界时， 下同）， 发展过程中向东北方向移动并通过合并云团不断增强， 在强对流阶段
                       伴随有闪电活动。对流初生位置附近土壤湿度存在显著的西南干、 东北湿的空间非均匀分布型。（2）基
                       于中尺度数值模式， 模拟了西南侧干区受地表热力强迫作用下形成的地面辐合， 及由此产生的上升气流
                       沿土壤湿度梯度方向发展、 增强至形成对流初生的时空特征。对流初生发生时刻， 初生位置上空低层大
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                       气处于干绝热层结状态下， 对流有效位能（对流抑制能量）为 946. 5 J·kg （0 J·kg ）， 2 m 气温在对流初
                       生发生前 1 h 达到对流温度， 此时边界层高度突破自由对流高度， 随后对流迅速发展并增强。（3）敏感性
                       试验结果表明， 去除土壤湿度非均匀特征后， 初生对流强度减弱， 位置向西移动， 这与土壤湿度非均匀
                       性改变对流初生前大气动热力和水汽条件有关， 即土壤湿度非均匀性通过增强地表温度梯度从而间接
                       增强西南侧干区感热通量， 进而增强初生前地表上升运动， 以及改变风场方向从而增强初生时刻该位置
                       的地表风场和水汽的辐合强度， 使得对流发展强度增大。（4）土壤湿度均一状态下， 土壤湿度值的增加使
                       地表水汽更充沛、 地面风场辐合更强， 进而使得水汽辐合强度增加， 对流发展增强， 同时较高的土壤湿
                       度通过减小地表温度和感热通量抑制了对流初生发生前上升气流的发展强度， 使对流发展过程减缓， 导
                       致对流初生的出现时间更晚。
                       关键词： 青藏高原； 土壤湿度； 中尺度对流系统； 对流初生； 数值模拟
                       文章编号： 1000-0534（2026）01-0001-16   中图分类号： P445   文献标识码： A
                       DOI： 10. 7522/j. issn. 1000-0534. 2025. 00056
                       CSTR: 32265.14.gyqx.CN62-1061/P.2025.00056


               1  引言                                             的重要途径（Stull， 1988； 戴永久和曾庆存， 1996；
                                                                 陈海山和孙照渤， 2002； 马耀明等， 2021）。其中
                   陆气相互作用是陆面与大气之间物质和能量                           土壤湿度作为陆面过程的一个关键因子， 是调节
               交换的关键机制， 同时也是地球系统中能量转换                            地表水分和能量收支平衡过程的重要一环， 影响


                  收稿日期： 2025⁃01⁃05； 定稿日期： 2025⁃04⁃23
                  资助项目： 国家自然科学基金青年科学基金项目（A类）（42325502）； 甘肃省青年科技基金（25JRRA703）； 甘肃省拔尖领军人才项目
                  作者简介： 张荣平（1998 -）， 女， 黑龙江哈尔滨人， 硕士研究生， 主要从事陆气相互作用研究. E-mail： zrp_1998@163.com
                  通信作者： 孟宪红（1980 -）， 女， 吉林通化人， 研究员， 主要从事陆面过程与区域气候变化研究. E-mail： mxh@lzb.ac.cn
                  © Editorial Department of Plateau Meteorology （CC BY-NC-ND）
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