ISSN 1004-4965

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两类华南沿海暖区暴雨特征及热力发展机制对比研究

苗春生 杨艺亚 王坚红 李萍

苗春生, 杨艺亚, 王坚红, 李萍. 两类华南沿海暖区暴雨特征及热力发展机制对比研究[J]. 热带气象学报, 2017, 33(1): 53-63. doi: 10.16032/j.issn.1004-4965.2017.01.006
引用本文: 苗春生, 杨艺亚, 王坚红, 李萍. 两类华南沿海暖区暴雨特征及热力发展机制对比研究[J]. 热带气象学报, 2017, 33(1): 53-63. doi: 10.16032/j.issn.1004-4965.2017.01.006
Chun-sheng MIAO, Yi-ya YANG, Jian-hong WANG, Ping LI. COMPARATIVE STUDY OF CHARACTERISTICS AND THERMODYNAMICAL DEVELOPMENT MECHANISM ON TWO TYPES OF WARMSECTOR HEAVY RAINFALL IN SOUTH CHINACOAST[J]. Journal of Tropical Meteorology, 2017, 33(1): 53-63. doi: 10.16032/j.issn.1004-4965.2017.01.006
Citation: Chun-sheng MIAO, Yi-ya YANG, Jian-hong WANG, Ping LI. COMPARATIVE STUDY OF CHARACTERISTICS AND THERMODYNAMICAL DEVELOPMENT MECHANISM ON TWO TYPES OF WARMSECTOR HEAVY RAINFALL IN SOUTH CHINACOAST[J]. Journal of Tropical Meteorology, 2017, 33(1): 53-63. doi: 10.16032/j.issn.1004-4965.2017.01.006

两类华南沿海暖区暴雨特征及热力发展机制对比研究

doi: 10.16032/j.issn.1004-4965.2017.01.006
基金项目: 

国家科技支撑计划项目 2012BAH05B01

公益性行业 (气象) 科研专项 GYHY201206068

国家自然科学基金面上项目 41276033

江苏科技支撑项目 BE2012774

江苏科技支撑项目 BE2014729

江苏高校优秀学科建设工程项目 PAPD

详细信息
    通讯作者:

    苗春生,男,内蒙古自治区人,教授,主要从事大气中小尺度动力学研究。E-mail: 1597706505@qq.com

  • 中图分类号: P426.62

COMPARATIVE STUDY OF CHARACTERISTICS AND THERMODYNAMICAL DEVELOPMENT MECHANISM ON TWO TYPES OF WARMSECTOR HEAVY RAINFALL IN SOUTH CHINACOAST

  • 摘要: 对2009—2014年4—6月的华南沿海暖区暴雨依据低层环流进行分类:第一类为偏南向型,即珠江口以西经向性偏南向辐合线型,由东南、偏南、西南三支气流汇合;第二类为西南向型,即珠江口以东纬向性西南向辐合线型,由偏西和西南风两支气流汇合。6小时强降水统计显示,6年中偏南向型年平均73.2次,西南向型年平均50.3次。南海夏季风爆发后,两种类型发生频数均明显增加。两类低层辐合线系统对应上层的合成特征显示,500 hPa天气形势偏南向型为宽阔暖脊,温度脊落后,有较明显的暖平流,无锋区;西南向型为弱槽,中纬度温度槽落后,锋区偏北,华南位于锋面前暖区,有弱波动。两类暴雨垂直剖面上有深厚垂直速度中心伸展到400 hPa;对应强烈的辐合层为几个垂直叠置的辐合中心;均为水汽充沛,对流不稳定能量层次深厚,有较强凝结潜热释放,造成气柱增暖拉伸,加强深厚多中心辐合及上升气流,其中西南向型凝结潜热释放更强,偏南向型中高层暖平流强于其凝结潜热释放。探讨热力发展机制的数值模拟显示,凝结潜热释放对气柱增温,大大增强暴雨区垂直速度厚度与强度,并增强暴雨区低层辐合环流,减弱中层辐散环流,其影响力达到环流强度的30%~50%,有利于维持强烈对流,促进暖区暴雨的发展。

     

  • 图  1  合成的6小时降水与850 hPa流场分布

    a.偏南向型;b.西南向型。色谱为降水量,单位:mm。

    图  2  两类型华南暖区暴雨的500 hPa位势高度场(单位:gpm)、风场及温度场(单位:℃)

    a.偏南向型;b.西南向型。

    图  3  两类暖区暴雨的环流垂直分布与垂直速度的经向剖面s

    a.偏南向型的112 °E剖面;b.西南向型的113 °E剖面。阴影区为垂直速度大小,实线为v-w的合成流线。单位:m/s。

    图  4  两种类暖区暴雨沿22 °N相对涡度(阴影,单位:10-5 /s)和散度(等值线,单位:10-5 /s)的纬向垂直剖面

    a.偏南向型;b.西南向型。散度仅显示<0的辐合部分。

    图  5  雨区中心视热源Q1和视水汽源Q2廓线

    a.偏南向型;b.西南向型。单位:10-3 J/(kg·s)。

    图  6  两类暖区暴雨的假相当位温θse(色谱,单位:K)和比湿(等值线,单位:g/kg)的经向垂直剖面

    a.偏南向型沿112 °E;b.西南向型沿113 °E。

    图  7  偏南向型(a、b)和西南向型(c、d)的实况(a、c)与控制试验(b、d)降水对比

    单位:mm。

    图  8  两类暴雨过程3个时刻(UTC)的TCTL(a~c)与RML(d~f)的温度差经向垂直剖面

    a~c分别为偏南向型2013年5月8日00、03、04时(UTC)沿111.8 °E;d~f分别为西南向型2013年5月21日18、22、23时沿113 °E。单位:℃

    图  9  偏南向型(2013年5月8日03时,a)和西南向型(2013年5月21日22时,b)最强降水时刻的850 hPa上TCTL与RML风场差值场

    单位:m/s。矢量为偏差风,细实线为风速值偏差中心。

    图  10  偏南向型(2013年5月8日03时,a)和西南向型(2013年5月21日22时,b)最强降水时刻的400 hPa上TCTL与RML风场差值场

    说明同图 9

    表  1  2009—2014年4—6月两种暖区暴雨类型年分布和月分布样本频数统计

    单位:次。
    年份与月份 2009 2010 2011 2012 2013 2014 4月 5月 6月
    偏南向型 52 45 71 104 92 75 88 153 198
    西南向型 24 59 42 61 65 51 64 124 114
    合计 76 104 113 165 157 126 152 277 312
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出版历程
  • 收稿日期:  2015-10-12
  • 修回日期:  2016-09-15
  • 刊出日期:  2017-02-01

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