高层动力强迫对回流型华南暖区暴雨影响的个例研究

张亚妮; 姚秀萍; 于超

doi:10.16032/j.issn.1004-4965.2019.015

高层动力强迫对回流型华南暖区暴雨影响的个例研究

doi: 10.16032/j.issn.1004-4965.2019.015

张亚妮¹,
姚秀萍^{2, 3, ,},
于超¹

1.
中国气象局国家气象中心，北京 100081
2.
中国气象科学研究院灾害天气国家重点实验室，北京 100081
3.
中国气象局气象干部培训学院，北京 100081

基金项目:

国家自然科学基金青年基金项目 41205031

中国气象科学研究院灾害天气国家重点实验室2014年度开放重点课题 2014LASW-A03

国家自然科学基金 41475041

国家自然科学基金 91637105

详细信息

通讯作者:
姚秀萍，女，福建省人，教授，博士，主要从事天气动力学及中尺度气象学研究与教学。E-mail: Yaoxp@cma.gov.cn

中图分类号: P426.62
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出版历程
- 收稿日期: 2018-04-25
- 修回日期: 2018-10-21
- 刊出日期: 2019-04-01

A CASE STUDY ON THE EFFECT OF UPPER DYNAMICS FORCING ON WARM VECTOR RAINSTORM OVER THE SOUTH OF CHINA

Ya-ni ZHANG¹,
Xiu-ping YAO^{2, 3
, ,},
Chao YU¹

1.
National Meteorological center, China Meteorological Administration, Beijing 100081, China
2.
State Key Laboratory of Severe Weather, Chinese Academy of Meteorological Science, Beijing 100081, China
3.
CMA Training Center, Beijing 100081, China

摘要

摘要: 应用NCEP再分析资料，分析了2014年5月8—9日发生在华南的一次暖区暴雨过程，研究高层动力强迫对此次华南暖区暴雨的影响。此次暴雨过程发生在暖湿的西南气流中，无明显天气尺度锋面系统影响，属于华南暖区暴雨过程。根据中尺度对流系统(MCS)的生消发展特征，可以将其分为5月8日与9日两个阶段，第一阶段具有显著的回流型暖区暴雨的特征，主要研究该阶段。研究发现，高PV扰动沿对流层高层南亚高压东北侧的西北气流下滑东移，导致IPV正异常，其东侧的辐散气流显著发展，在高层辐散气流的抽吸作用下，上升运动首先从中上层发展起来。在过程发展前期，IPV正异常主要是由平流作用引起，且在其东侧诱发出南风异常，进而导致辐散气流发展。当降水发生后，潜热加热反馈作用使高层辐散气流进一步加强，此时，辐散增强是对流发展的结果。此外，低层浅薄偏东风是本次暖区暴雨发生的低层背景场，其与西南风气流汇合，提供有利的低层辐合条件。
- 暖区暴雨 /
- 高层动力强迫 /
- 等熵位涡异常 /
- 潜热加热
Abstract: Using NCEP reanalysis data, the impacts of upper dynamics forcing on warm vector rainstorm over the south of China are studied via a case on 8—9 May 2014. Results show that the rainstorm occurred in warm and wet southwesterlies without an obviously synoptic scale front in lower troposphere and was a warm vector rainstorm. According to the characteristics of mesoscale convective systems (MCS), the rainstorm can be divided into two different stages (May 8 and May 9). The first stage can be classified into a returning type of warm vector rainstorm and is focused on in this paper. Study shows that the high PV disturbance moves southeastward and then eastward along the northwest side of a South Asia High, and leads to the positive anomalies of IPV. At the eastside of the anomalies the divergence develops significantly. Due to upper-level tropospheric pumping, ascending develops first in the middle and upper layer. In the initial stage of the rainstorm, positive anomalies of IPV are caused mainly by advection, and on its east side southerlies are induced and divergence develops. After the occurrence of precipitation, the feedback of latent heat released from the precipitation intensifies the upper-level divergence, which is the result of the development of convection. In addition, the easterlies in the lower layer provide the background for this warm vector rainstorm. It can supply the low-level favorable convergence when meeting with southwesterlies.
- warm vector rainstorm /
- upper dynamic forcing /
- anomalies of IPV /
- latent heating

HTML全文

图 1 2014年5月8—10日逐日降水量分布单位：mm/d。

a. 5月8日08时—9日08时；b. 5月9日08时—10日08时；c. 5月10日08时—11日08时。

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图 2 自动站1小时降水量

a.台山市赤溪镇（712187）；b.江门市罗坑镇(712103)；c.中山市三乡镇(712053)。

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图 3 2014年5月8日14时(a、c、d)和11日02时(b) 1 000 hPa(a)与地面(b)风场(单位：m/s)与气压场(单位：hPa) 925 hPa(c)和850 hPa(d)风场（单位：m/s）与温度场（单位：℃）

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图 4 2014年5月8日不同时次雷达组合反射率拼图

a. 8日14时；b. 8日17时；c. 8日20时；d. 9日04时；e. 9日06时；f. 9日12时。

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图 5 2014年5月8日08时(a)、11时(b)和14时(c)地面常规观测的地面风场

单位：m/s。

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图 6 2014年5月8日200 hPa风场（单位：m/s）、高度场（实线，单位：dagpm）、散度场（阴影区为散度大于等于2×10^-5 s^-1的区域，单位：10^-5 s^-1）及500 hPa垂直速度（虚线，单位：Pa/s）的演变

a. 8日08时；b. 8日14时；c. 8日20时；d. 9日02时。

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图 7 2014年5月8日纬向风(单位：m/s)与垂直速度(单位：Pa/s)的风矢场(u, -ω×20)以及散度场(红实线，等值线间隔为2×10^-5 s^-1)沿23 °N(a~c)和22 °N(d~f)的垂直剖面

第1~3列依序分别为8日14时、8日20时、9日02时，阴影区为垂直速度小于等于-0.2 Pa/s的区域。

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图 8 2014年5月8日08时(a)、14时(b)、20时(c)和9日02时(d)345 K等熵面上位涡（阴影，单位：PVU）、风场（单位：m/s）和高度场（实线，单位：100 gpm）的水平分布

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图 9 2014年5月8日14时(a)、20时(b)345 K等熵面上位涡平流（单位：10^-10 K·m²/(s²·kg)）水平分布

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图 10 014年5月7—10日广东附近区域（112~116 °E，21~23 °N）平均的视热源(a)和视水汽汇(b)随时间变化

单位：℃/(6 h)。

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图 11 2014年5月8日345 K等熵面位涡(阴影，单位：PVU)、风场及经向风速(实线，单位：m/s)的异常场分布

a. 8日14时；b. 8日20时

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