不同初值和降水方案对一次西南涡暴雨过程的中尺度模拟与分析

用GRAPES_meso数值模式和LAPS中尺度局地分析资料,对2.5 km和5 km两种分辨率,采用NCEP 3-class降水方案和2种混合降水方案,给定不同的spin up时间,设计18种组合方案,对2008年7月一次西南涡暴雨过程做数值模拟。在模拟可信的前提下,对西南涡暴雨的天气学成因进行分析。模拟试验表明,LAPS初值场经过3~6 h的spin up＂磨合＂,可获得比较协调的物理量场,NCEP 3-class方案用于2.5 km分辨率的模拟效果较好。模拟也表明,直接用NCEP再分析资料做初值场,较用以NCEP资料为背景场做实时中尺度观测资料融合的LAPS初值场,后者较前者模拟的中尺度对流雨团有改进,模拟的雨带与实况更接近,且模拟的垂直速度,在积分前4 h（spin up时间）有优势,改善了最初降水发生的动力结构。模拟结果的诊断计算与分析表明,该＂西南涡—切变线＂暴雨发生在以系统性上升运动为背景的高湿区中,由于中、小尺度重力波垂直运动而产生的中尺度对流性（雨团）降水。

一次华北地区西南涡暴雨的数值模拟分析

采用WRFV3.01模式对2010年7月18—20日发生在华北地区的西南涡暴雨过程进行了模拟与分析。结果表明:这次西南涡暴雨主要降水机制是高低空急流的耦合。暴雨出现在低空急流的前方和高空急流的右后方;高空急流为强降水提供了高层的辐散场和高层的干冷空气,低空急流为降水区提供了充足的水汽和能量;这次西南涡降水有明显的暖锋降水性质。

一次西南涡特大暴雨的中尺度诊断分析

采用LAPS中尺度分析模式大气资料,对2008年7月一次西南涡暴雨过程进行天气学降水运动的中尺度诊断计算与分析。诊断计算包括:可降水量、层结不稳定能量、对流可降水量、水汽权重平均风速、水汽通量散度、云水、云冰总量及其通量散度和垂直速度与凝结函数降水率等。结果表明:"西南涡—切变线"系统的暴雨发生在暖湿气团与变性冷气团之间的中尺度风场辐合上升运动区,中尺度雨团发生在层结不稳定的暖湿气团一侧。计算的中尺度垂直运动与凝结函数降水率场,降水率为暴雨到特大暴雨。计算的水汽通量辐合降水率与凝结函数降水率不会完全重合,且水汽通量辐合既可致中尺度"雨",又可成大尺度"云",并且云水、云冰通量辐合/辐散,可解释为它们的"正"/"负"碰并增长,而碰并增长产生水凝物增量(降水率)促成大暴雨。因此,在凝结函数降水率场中产生的中、小尺度对流雨团,加上水汽与云水、云冰通量辐合及其碰并增长,并且借助层结不稳定能量释放和可能产生的强迫"次级环流"及水汽与云水、云冰输送,是"西南涡—切变线"系统造成襄樊特大暴雨的天气学成因。

西南低涡暴雨的边界层诊断分析

应用有限元方法，诊断分析了１９８２－１９８６年西南涡暴雨天气，重点是１９８３年５－９月四川６次西南涡暴雨天气的边界层动力特征。得到：行星边界层与西南涡暴雨具有密切关系；成都边界层东北风对应西南涡暴雨过程；边界层内正涡度、辐合、上升运动的出现、增强、减弱与西南涡暴雨的发生、发展、结束相联系；与青藏高原地形相关的边界层风场的动力作用，是西南涡暴雨产生的一个重要原因。