ISSN 1004-4965

CN 44-1326/P

用微信扫描二维码

分享至好友和朋友圈

留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

华南一次暴雨过程热力和动力特征的诊断分析

林晓霞 冯业荣 张诚忠 林文实

林晓霞, 冯业荣, 张诚忠, 林文实. 华南一次暴雨过程热力和动力特征的诊断分析[J]. 热带气象学报, 2017, 33(6): 975-984. doi: 10.16032/j.issn.1004-4965.2017.06.018
引用本文: 林晓霞, 冯业荣, 张诚忠, 林文实. 华南一次暴雨过程热力和动力特征的诊断分析[J]. 热带气象学报, 2017, 33(6): 975-984. doi: 10.16032/j.issn.1004-4965.2017.06.018
LIN Xiao-xia, FENG Ye-rong, ZHANG Cheng-zhong, LIN Wen-shi. DIAGNOSTIC ANALYSIS OF THERMAL AND DYNAMIC CHARACTERISTICS OF A RAINSTORM PROCESS IN SOUTHERN CHINA[J]. Journal of Tropical Meteorology, 2017, 33(6): 975-984. doi: 10.16032/j.issn.1004-4965.2017.06.018
Citation: LIN Xiao-xia, FENG Ye-rong, ZHANG Cheng-zhong, LIN Wen-shi. DIAGNOSTIC ANALYSIS OF THERMAL AND DYNAMIC CHARACTERISTICS OF A RAINSTORM PROCESS IN SOUTHERN CHINA[J]. Journal of Tropical Meteorology, 2017, 33(6): 975-984. doi: 10.16032/j.issn.1004-4965.2017.06.018

华南一次暴雨过程热力和动力特征的诊断分析

doi: 10.16032/j.issn.1004-4965.2017.06.018
基金项目: 

广州市科技计划项目 201604020012

广东省科技计划项目 2017B030314140

国家自然科学基金 41675099

国家自然科学基金 41705089

详细信息
    通讯作者:

    冯业荣,男,广东省人,研究员级高级工程师,主要从事大气数值模拟及灾害性天气临近预报研究。E-mail:yerong_feng@yahoo.com

  • 中图分类号: P458.1.21.1

DIAGNOSTIC ANALYSIS OF THERMAL AND DYNAMIC CHARACTERISTICS OF A RAINSTORM PROCESS IN SOUTHERN CHINA

  • 摘要: 2015年5月19—20日广东省强降水过程具有降水集中、强度大和局地性强的特点,利用广东省自动气象站观测资料、ECMWF_FINE再分析资料,对此次强降水过程进行分析发现:华南地区受低槽东移影响,强降水发生在切变线南侧偏南暖湿流场中,粤北降水属于锋面降水,粤东降水属于锋前暖区降水,两者在水汽输送和动力机制上有显著区别。孟加拉湾和南海输送的水汽在这次强降水过程中占主导地位,南边界和东边界为水汽的流入边界,整体水汽输送以经向输入为主。暖区降水区域处于较强的水汽平流环境中,具有更大的水汽净输送量,造成粤东地区的降水量更大。对流层高层辐散比中低层辐合更为重要,是粤东暖区降水重要的动力属性,且暖区中低层流场的旋转效应弱,有区别于典型的梅雨锋降水。利用绝热无摩擦湿位涡守恒进行诊断发现对流不稳定是此次强降水发展的主要机制,暴雨发生区域对应湿位涡垂直分量为负值,水平分量为正值,底层MPV1<0和MPV2>0综合反映了大气对流不稳定和斜压不稳定的增强过程。降水区对流层低层受负湿位涡控制,低层湿位涡负值区与强降水落区有较好的对应关系。

     

  • 图  1  2015年5月19日12 UTC—20日12 UTC广东省的累积雨量分布

    a. 19日12 UTC—20日12 UTC;b. 19日12 UTC—20日00 UTC;c. 20日00 UTC—20日12 UTC;d.暴雨区代表站点的分布。

    图  2  暴雨区代表站点观测到的降水演变(a)、南北强降水区域(图 1b1c中矩形区)的小时平均雨量分布(b)和广东省≥30 mm/h降水站数的时间序列(c)

    图  3  a. 2015年5月18—21日平均主要天气系统(等值线为500 hPa等高线,填色表示850 hPa全风速≥12 m/s区域,凤羽表示200 hPa西风急流,红色虚线为100 hPa南亚高压特征线);b. 5月19日00时华南地区850 hPa形势场

    图  4  2015年5月19—20日(a)、21日(b)的平均整层水汽通量积分

    单位:kg/(m·s)。填色为1 000~300 hPa水汽通量积分,箭头表示整层水汽平均的输送方向,方框为过程暴雨区。

    图  5  a. 5月19—20日沿暴雨区(沿图 1a中AB线)平均水汽通量散度垂直剖面(单位:10-5 g/(cm2·hPa·s))b.暴雨区水汽净流入量(右纵坐标,单位:kg/(m·s))与6 h累计降水量(左纵坐标,单位:mm)的时间序列

    图  6  粤北降水(a、c)、粤东沿海(b、d)降水区域平均相对涡度(a、b)、散度(c、d)垂直剖面

    单位:10-5 s-1

    图  7  19日12时θe沿图 1a中AB线的垂直剖面

    横坐标上的粗黑线为广东省暴雨区域。

    图  8  19日00时(a、c)和20日00时(b、d)的MPV1(a、b)、MPV2(c、d)沿暴雨区的垂直剖面

    图  9  19日12时850 hPa上MPV1(a、c)、MPV2(b、d)的水平分布(a、b)和MPV的垂直剖面(c、d,纵坐标单位:hPa,横坐标上的粗黑线为广东省暴雨区域)

    图  10  19日12时(a)和20日12时(b)的850 hPa上湿位涡的分布

    单位:1 PVU。

    表  1  暴雨区域整层(地表~300 hPa)水汽的输送情况

    单位:kg/(m·s)。
    时间 南边界 北边界 东边界 西边界 经向输送 纬向输送
    18日12时 74.720 -109.801 49.935 -38.776 -35.081 11.159
    19日00时 97.432 -81.025 63.062 -79.567 16.407 -16.505
    19日12时 55.09 -0.029 30.296 -5.784 55.061 24.512
    20日00时 89.569 -21.554 54.454 -36.840 68.051 17.614
    20日12时 70.127 -50.137 -35.561 -12.014 19.990 -47.575
    21日00时 21.688 -21.197 17.439 -13.529 19.990 3.910
    下载: 导出CSV
  • [1] 林良勋, 冯业荣, 黄忠.广东省天气预报技术手册[M].北京:气象出版社, 2006: 239-245.
    [2] 李真光, 梁必骐, 包澄澜. 华南前汛期暴雨的成因与预报问题[C]//华南前汛期暴雨文集. 北京: 气象出版社, 1981: 1-8.
    [3] 谢安, 宋焱云, 毛江玉, 等.南海夏季风期间水汽输送的气候特征[J].气候与环境研究, 2001, 6(4): 425-434.
    [4] 史学丽, 丁一汇. 1994年中国华南大范围暴雨过程的形成与夏季风活动的研究[J].气象学报, 2000, 58(6): 666-678.
    [5] 池艳珍, 何金海, 吴志伟.华南前汛期不同降水时段的特征分析[J].南京气象学院学报, 2005, 28(2): 163-171.
    [6] 寿绍文, 李耀辉, 范可.暴雨中尺度气旋发展的等嫡面位涡分析[J].气象学报, 2001, 59(5): 560-567.
    [7] 段旭, 李英.滇中暴雨的湿位涡诊断分析[J].高原气象, 2000, 19(2): 253-259.
    [8] HOSKINS B J, MCINTYRE M E, ROBERTSON A W. On the use and significance of isentropic potential vorticity maps[J]. Q J Roy Meteorolog Soc, 1985, 111(470): 877-946.
    [9] MOLINARI J, SKUBIS S, VOLLARO D, et al. Potential vorticity analysis of tropical cyclone intensification[J]. J tmos Sci, 1998, 55(16): 2 632-2 644.
    [10] 黄亿, 寿绍文, 傅灵艳.对一次台风暴雨的位涡与湿位涡诊断分析[J].气象, 2009, 35(1): 65-73.
    [11] 李耀辉, 寿绍文.一次江淮暴雨的MPV及对称不稳定研究[J].气象科学, 2000, 20(2): 171-178.
    [12] 蒙伟光, 王安宇, 李江南, 等.华南暴雨中尺度对流系统的形成及湿位涡分析[J].大气科学, 2004, 28(3): 330-341.
    [13] 文莉娟, 程麟生, 左洪超, 等. "98.5"华南前汛期暴雨的湿位涡异常诊断:质量和热力强迫的数值分析[J].热带气象学报, 2006, 22(5): 447-453.
    [14] 杨红梅, 徐宝祥. GPS资料在天气分析中的应用[J].气象科技, 2000(4): 32-34.
    [15] 陈长胜, 林开平, 王盘兴.华南前汛期降水异常与水汽输送的关系[J].南京气象学院学报, 2004, 27(6): 721-727.
    [16] 丁一汇. 1991年江淮流域持续性特大暴雨研究[M].北京:气象出版社, 1993: 255.
    [17] 吴国雄, 蔡雅萍, 唐晓菁.湿位涡和倾斜涡度发展[J].气象学报, 1995, 53(4): 387-404.
    [18] 吴国雄, 蔡雅萍.风垂直切变和下滑倾斜涡度发展[J].大气科学, 1997, 21(3): 273-282.
    [19] BENNETTS D A, HOSKINS B J. Conditional symmetric instability——A possible explanation for frontal rainbands[J]. Q J Roy Meteorolog Soc, 1979, 105(446): 945-962.
  • 加载中
图(10) / 表(1)
计量
  • 文章访问数:  1067
  • HTML全文浏览量:  115
  • PDF下载量:  734
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2016-07-28
  • 修回日期:  2017-01-26
  • 刊出日期:  2017-12-01

目录

    /

    返回文章
    返回