青藏高原东移云团研究进展

青藏高原对流云团东移常造成长江流域暴雨等灾害性天气发生,当前这类暴雨是业务预报上难点之一。开展高原云团东移特征及其演变机理研究具有重要意义,结合已有研究成果,针对高原东移云团的相关研究进行回顾和总结,包括高原东移云团引发长江流域暴雨的观测事实、东移云团的活动特征及其环流条件,凝练了高原云团东移的物理模型,最后针对地形影响对流降水发展的经典研究成果进行了简要的概述。

引发强降水的一次东移高原云团的能量演变特征研究

利用日本气象厅葵花-8卫星亮温资料、欧洲中心ERA5(the fifth generation of European Centre for Medium-Range Weather Forecasts Reanalysis)再分析资料,根据时间尺度分解的局地能量诊断方法,本文从能量学多个角度研究了2016年6月5日00时(协调世界时,下同)至6日15时(持续40小时)一次东移并引发强降水的高原对流云团,得到了以下主要结论。本次事件中,高原东移对流云团在不同阶段的主要影响系统有所不同。移出高原前,其主要受高原涡和高原短波槽的共同影响,随着云团移出高原,高原涡消亡,而高原短波槽则随时间发展加强,成为东移云团的最主要影响系统。高原东移对流云团具有显著的深对流特征,自西向东引发了一系列的降水,移出高原后,其对流重心显著降低,降水达到最强。不同阶段高原东移对流云团的能量转换特征显著不同。云团位于高原上时(第一阶段),背景场通过动能的降尺度能量级串为造成强降水的扰动流直接提供能量,这是此阶段扰动流动能维持的主要方式;云团移出高原过程中(第二阶段),降水凝结潜热明显增强,由此制造的扰动有效位能也显著增强。在垂直运动配合下,扰动有效位能斜压释放所制造的动能是本阶段造成强降水扰动流动能维持的最主要能量来源;云团移出高原后(第三阶段),背景场对造成强降水扰动流的影响再次增强,但是不同于第一阶段的直接影响方式,该阶段背景场的作用是以一种间接的影响方式出现。其首先通过有效位能的降尺度级串将背景场的有效位能转换为扰动流的有效位能,然后通过扰动有效位能的斜压能量释放为扰动流的动能维持不断地提供能量。此外,本阶段内还出现了扰动流向背景场动能的升尺度级串供给(即扰动流的反馈),但其强度不足以对背景场的演变产生显著影响。