Page 7 - 《高原气象》2026年第1期
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1 期        张荣平等：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                                          3
               和反馈机制仍需深入研究。因此， 本文基于青藏高                           藏高原中东部地区， 可提供地闪的时间、 位置和峰
               原一次较为典型的 MCS 生成过程， 探究在弱天气                         值电流强度等信息， 对于缺乏雷达观测的青藏高

               背景下青藏高原土壤湿度非均匀性对 MCS 触发过                          原地区， 可一定程度上作为强对流观测的替代资
               程的影响机制。                                           料（Wei et al， 2023）。
                                                                     由于高时空分辨率土壤湿度遥感数据缺失， 且
               2  数据来源与方法介绍
                                                                 地表温度与土壤湿度在夏季日尺度上存在显著负
               2. 1 研究资料                                         相关（李博等， 2018）， 故本文对 CI时刻前土壤湿度
                   由于青藏高原地区环境复杂恶劣， 台站资料稀                         非均匀性的部分判断补充使用了地表温度产品
               缺， 难以获得时空连续性较好的高分辨率气象站点                           ——上午轨道卫星 Terra 搭载的中分辨率成像光谱
               观测资料， 故本文采用卫星遥感资料、 地闪观测资                          辐射计（Moderate-resolution Imaging Spectroradiom‐
                                                                 eter， MODIS）生成的日间地表温度产品。Terra 卫
               料和再分析资料对一次 MCS 的初生过程进行观测
                                                                 星在日照面由北向南经过赤道， 于 04:30（世界时，
               分析和数值模拟研究。MCS 的初筛及其对流初生
                                                                 下同）降交点， 能够满足本文的研究需要。该产品
              （Convective Initiation， CI）位置的判断和其生消过
                                                                 时间分辨率为每日， 空间分辨率为 1 km×1 km， 具
               程的追踪分析使用了 2008 -2023 年暖季（5 -9 月）
                                                                 有较高的时空分辨率精度和较好的图像质量， 在青
               国家卫星气象中心提供的风云二号静止卫星的黑
                                                                 藏高原区域适用性较好（王宾宾等， 2012）。本文使
               体亮度温度（Black Body Temperature， TBB）产品，
                                                                 用的产品经过了质量控制处理， 已排除受云影响和
               时间分辨率为 1 h， 空间分辨率为 10 km×10 km， 时
                                                                 质量不可靠的异常值。
               空连续性较好且分辨率较高。云区的 TBB 值能够
                                                                     个例背景场分析、 天气研究及预报（Weather
               定量体现云顶的相对高度， 其值越低， 云顶越高，
                                                                 Research & Forecasting Model， WRF）模式的初始场
               伴 有 的 对 流 云 活 动 越 旺 盛（江 吉 喜 和 范 梅 珠 ，
                                                                 和侧边界条件均使用了欧洲中期天气预报中心（Eu‐
               2002a）。
                                                                 ropean Center for Medium-Range Weather Forecasts，
                   MCS 是引发降水（Zhang et al， 2013）和闪电
                                                                 ECMWF）对 1950 年 1 月至今全球气候的第五代大
              （Liu et al， 2011）的重要中尺度天气系统之一， 在
                                                                 气再分析数据集（ECMWF Reanalysis V5， ERA5）。
               中尺度对流系统的个例筛选过程中， 首先使用由
                                                                 该资料将模式数据与全球各地的观测结果同化， 提
               美国国家航空航天局卫星遥感数据中心提供的、
                                                                 供 了 时 间 分 辨 率 为 1  h、  空 间 分 辨 率 为 0. 25° ×
               由全球卫星降水计划综合多卫星检索算法（Inte‐
                                                                 0. 25°、 完整且一致的再分析数据集。
               grated  Multi-satellite  Retrievals  for  GPM，  IMERG）
                                                                 2. 2 中尺度对流系统及其CI过程的筛选方法
               生成的最终版 IMERG_V07 降水产品确定初筛云
                                                                     本文对中尺度对流系统的个例筛选采用了以
               团是否确实产生降水， 从而排除虚假信号。该资                            下方法（图 1）。首先， 筛选出孤立的 CI 个例。在先
               料以全球卫星降水计划卫星为标准， 将多颗国际
                                                                 前的研究中， 反射率达到 35 dBZ 已成为对于 CI 广
               卫星的降水观测资料相融合， 在青藏高原地区表                            泛的定义标准（Mecikalski et al， 2015； Roberts and
               现出了较好的降水反演精度（Ma et al， 2018； 汪梓                   Rutledge， 2003； Senf and Deneke， 2017； Walker et
               彤等， 2021）。该产品的时间分辨率为 0. 5 h， 空间                   al， 2012）。由于青藏高原地区没有时空连续性较
               分辨率为 0. 1°×0. 1°， 研究采用的最终版本已经过                    好 的 雷 达 反 射 率 观 测 资 料 ，  故 参 考 Huang  et  al
               完全校准。此外， 使用中国闪电探测系统（China                        （2017）对于孤立 CI 的筛选方法， 选择青藏高原主
               Lightning  Detection  Network，  CLDN）中 ADTD       体区域内， 由无云或暖云区域演变形成， 且在前后

              （ground-based Advanced  Time  of  arrival  and  Direc‐  两个 30 min内达到快速冷却阈值的孤立云团， 再根
               tion system， ADTD）闪电定位仪监测到的地闪观测                   据其后 0. 5 h 的累计降水数据进行手动检查， 排除
               资料分析 MCS 发展过程中是否产生闪电， 该资料                         误识别的无降水过程后得到孤立的 CI 个例。然
               已经过相关的质控算法进行质量控制， 从而尽可                            后， 从孤立的 CI 个例中筛选出能够发展成中尺度
               能排除闪电定位仪探测到的云闪以及重复的闪电                             对流系统的个例。由于青藏高原上的强对流云较
               过程（Yang et al， 2017）。CLDN 探测系统覆盖青                 少， 一般性对流云占近 3/4， TBB 值多在 241~219 K
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