阳江复杂地形对特大暴雨影响机理的数值研究

叶桂苓; 张宇; 徐建军; 陈思奇; 卢泽彬; 沈文琪

doi:10.16032/j.issn.1004-4965.2022.012

阳江复杂地形对特大暴雨影响机理的数值研究

doi: 10.16032/j.issn.1004-4965.2022.012

叶桂苓^{1, 2},
张宇^{1, 2},
徐建军^{2, 3, ,},
陈思奇^{1, 2},
卢泽彬^{1, 2},
沈文琪^{1, 2}

1.
广东海洋大学海洋与气象学院，广东湛江 524088
2.
广东海洋大学南海海洋气象研究院，广东湛江 524088
3.
广东海洋大学深圳研究院，广东深圳 518120

基金项目:

国家自然科学基金青年科学基金项目 41705140

广东省科技计划 20170244

国家自然科学基金重点项目 42130605

广东省基础与应用基础研究基金 2019A1515111009

广东省基础与应用基础研究基金 2019B1515120018

广东海洋大学“冲一流”学科建设科研项目(平台) 231419022

详细信息

通讯作者:
徐建军，男，江苏省人，教授，博士，从事海洋气象与区域资料同化。E-mail：jxu@gdou.edu.cn

中图分类号: P435
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出版历程
- 收稿日期: 2021-06-05
- 修回日期: 2021-12-18
- 刊出日期: 2022-02-20

A NUMERICAL STUDY ON THE INFLUENCE MECHANISM OF YANGJIANG'S COMPLEX TOPOGRAPHY ON AN EXTREME RAINFALL EVENT

YE Guiling^{1, 2},
ZHANG Yu^{1, 2},
XUN Janjun^{2, 3
, ,},
CHEN Siqi^{1, 2},
LU Zebin^{1, 2},
SHEN Wenqi^{1, 2}

1.
College of Oceanography and Meteorology, Guangdong Ocean University, Zhanjiang 524088, China
2.
South China Sea Institute of Marine Meteorology, Guangdong Ocean University, Zhanjiang 524088, China
3.
Shenzhen Institute of Guangdong Ocean University, Shenzhen 518120, China

摘要

摘要: 采用中尺度天气预报模式WRF (Weather Research Forecast)对广东省阳江地区2019年5月26日00时—28日00时暴雨事件进行数值模拟，并通过一系列的地形敏感试验，讨论地形对暴雨发生和发展的影响。结果表明：地形对暴雨的影响显著，地形的高度影响暴雨的强度和位置；与未作任何改变的控制试验相比，地形降低试验和细网格地形高度取平均试验无山脉的阻挡，阳江地区无爬流和绕流运动及相对涡度减小，南风将低层水汽和能量带到更北的位置，暴雨中心随之北抬；增高地形试验，由于山脉阻挡，更多水汽和能量堆积，以及地形的阻挡产生绕流和爬流运动，绕流有利于局地涡旋生成，爬流运动会增加垂直运动速度，正涡度中心增强，低层的水汽辐合上升凝结，造成更大暴雨。
- 数值模拟 /
- 暴雨 /
- 地形
Abstract: In the present study, the mesoscale Weather Research Forecast model was used to simulate the rainstorm event which occurred from 00:00 May 26 to 00:00 May 28, 2019 in Yangjiang, and a series of topographic sensitivity tests were conducted to discuss the impact of topographic conditions on the occurrence and development of rainstorms. The results showed that topography had a significant effect on the intensity and location of rainstorms. Compared with the control test, the topographic lowering test and the fine grid topographic height averaging test showed that there was no climbing or circumfluence movement and the relative vorticity decreased in Yangjiang because there was no mountain obstruction. The southerly wind brought the low-level water vapor and energy further north, and the rainstorm center moved northward. On the contrary, the terrain elevation test resulted in more water vapor and energy accumulation due to the obstruction of mountains. Meanwhile, the circumfluence movement generated by terrain obstruction was conducive to the generation of local vorticity and the increase of vertical movement speed of climbing flow. As a result, the positive vorticity center was enhanced, and water vapor in the lower layer conversed, rose, and condensed, resulting in heavier rain.
- numerical simulation /
- heavy rain /
- topography

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图 1 地形海拔高度图

a. 模式d01区域地形高度(A：云雾山B：天露山C：阳江，主要是平原)；b. 为a中红色连线的剖面图，单位：m。

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图 2 模式模拟区域

红色代表d01区域，蓝色代表d02区域，五角星代表阳江站。

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图 3 广东省2019年全年累计降水散点图(a)，2019年5月26日12时—27日12时24 h降水量(b)

单位：mm。

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图 4 2019年5月26日12时—27日12时区域111.5~112.0 °E，21.7~22.3 °N平均每小时降雨量时间序列图

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图 5 2019年5月26日12时—27日12时累计降雨量分布

a. CTRL；b. EXPR1；c. EXPR2；d. EXPR3。单位：mm。

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图 6 2019年5月26日18时(第一行)、21时(第二行)、24时(第三行)雷达反射率(填色，单位：dBZ)、10 m风场(箭头单位：m/s)和地形高度(等值线，单位：m)

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图 7 2019年5月26日19时相对湿度(阴影，单位：%)和假相当位温(等值线，单位：K)垂直剖面图

111.9 °E，21.85 °N ~111.1 °E，22.7 °N，下同。a. CTRL；b. EXPR1；c. EXPR2；d. EXPR3。

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图 8 2019年5月26日19时垂直速度(填色，单位：m/s)和环流场(箭头，单位：m/s)垂直剖面图

a. CTRL；b. EXPR1；c. EXPR2；d. EXPR3。

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图 9 2019年5月26日19时相对涡度(阴影)和风场(单位：m/s)垂直剖面图

a. CTRL；b. EXPR1；c. EXPR2；d. EXPR3。

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图 10 2019年5月26日19时地形高度(填色，单位：m)和10 m绕流分量(流线，单位：m/s)图

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图 11 2019年5月26日19时地形高度(填色，单位：m)和10 m爬流分量(流线，单位：m/s)图

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图 12 2019年5月26日18—24时爬流(a)和绕流(b)的矢量模时间序列

蓝色虚线：CTRL，绿色：EXPR1，红色：EXPR3。

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表 1 模式物理参数化方案

参数化方案	云微物理过程方案	长波和短波辐射参数化方案	近地面层参数化方案	陆面参数化方案	对流参数化方案	边界层参数化方案
D01	Lin et al(1983)	RRYM短波辐射方案和 Dudhia长波辐射方案	MM5相似方案	Noah陆面过程	Kain-Fritsch(new Eta) 方案	YSU
D02	Lin et al(1983)	RRTM短波辐射方案和 Dudhia长波辐射方案	MM5相似方案	Noah陆面过程		YSU

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