“6.29”淮河暴雨过程β-中尺度系统结构特征的数值模拟分析

利用中国科学院大气物理研究所LASG研制的AREM中尺度暴雨数值预报模式,对2003年6月29—30日发生在淮河流域的一次大暴雨过程进行了数值模拟分析。结果表明:随着西太平洋副热带高压加强,低空急流迅速向北推进,加强了其北侧的风速梯度和气旋性切变,使涡度场发生了强烈变化,强正涡度柱的发展导致了低层β-中尺度低压和气旋的新生;而对流层中高层β-中尺度高压的发展所引起的地转偏差使得β-中尺度高压附近的风场发生明显变化,并导致β-中尺度强辐散中心强烈发展,最终造成强烈的上升运动。强上升运动出现在低层θse强锋区的南侧。

北京“7.10”暴雨β-中尺度对流系统分析

采用NCEP/NCAR再分析资料、自动站加密观测资料、逐时云顶亮温TBB资料、多普勒雷达资料以及成功模拟基础上的高分辨率模式输出资料,对2004年7月10日北京突发性暴雨过程β-中尺度对流系统的发生发展、结构与成因进行了综合分析。结果表明:此次过程影响系统为β-中尺度对流系统,它发生在大尺度暖脊之中,对流层中层的短波槽以及低层西风槽前西南气流与暖切变线北侧东南气流的汇合为其发生提供了良好的环境条件;该β-中尺度对流系统由两个对流云团合并而成,具有椭圆形结构特征,其水平尺度为150 km×100 km,时间尺度约为5 h;低层流场上它表现为中尺度辐合线或强辐合中心,雷达回波和径向速度场所反映的中尺度回波带和辐合线与它的演变有密切关系;在发展强盛期,β-中尺度对流系统具有较强的斜压性特征,垂直倾斜的上升气流及其两侧有明显的下沉补偿气流,显示它具有对流型风暴结构特征;在强对流不稳定层结条件下,700 hPa以下对流层低层具有明显的假相当位温θse暖湿舌,近地面层偏南风与偏东风两支气流的辐合及冷空气的侵入,导致行星边界层内能量锋区的加强,从而有利于β-中尺度对流系统发生发展。

大气探测资料在中尺度暴雨中的分析和应用

使用近几年强化气象业务观测网建设所获得的大气探测资料,包括每小时1次的自动雨量站资料、逐时的GOES-9卫星红外云图TBB资料、多普勒雷达反射率因子、径向速度及回波顶高资料,并结合NCEP/NCAR再分析资料,对2003年6月29—30日淮河流域大暴雨过程进行了中尺度观测研究。分析表明:高时空分辨率的大气探测资料能较好地描述暴雨过程的中尺度特征;同时,停滞在淮河一带的梅雨锋和切变线为此次大暴雨发生提供了有利的背景条件;暴雨过程期间,淮河流域梅雨锋云系上共有11个β-中尺度对流云团发生,它们是暴雨的直接制造者;此次大暴雨过程主要由2次中尺度强降雨时段组成,中尺度雨团的源地集中在安徽西北部,雨团的发生与β-中尺度对流云团活动有密切关系;雷达回波的分析显示,此次暴雨是混合云降水所致,在层状云降水区中有许多对流云回波,对流回波区和径向速度场所反映的中尺度辐合线与中尺度对流系统的演变有密切的关系。