STUDY ON CHARACTERISTICS AND SYNOPTIC CLASSIFICATION OF LARGE-SCALE PERSISTENT SEVER RAINFALL EVENTS DURING RAINY SEASON IN GUANGXI
-
摘要: 利用1979—2019年国家级气象观测站日降水资料、ERA5再分析资料以及CMA热带气旋最佳路径集，对51例发生在广西的汛期大范围持续性强降水过程进行了统计分析与天气学分型研究，重点探索了不同类型过程的关键环流特征与锋生结构差异。主要研究结论如下：大范围持续性强降水过程有华北槽、南支槽、低涡切变、副高边缘、热带气旋以及季风低压等六种主要类型，均以稳定天气环流背景为共同特征。华北槽型发生频率最高，南支槽型平均持续时间最长且平均影响范围最广。华北槽、南支槽和低涡切变型过程的降水强度相当，主要落区在桂东北，由该区特殊地形及其与冷暖空气交绥共同作用而引起锋生，较强锋生起始高度较高且不深厚，但在中低层都存在一定干冷空气的侵入，尤以华北槽型最明显，有利于增强大气不稳定度以及锋生发展；另外，南支槽型在沿海伴有暖区雨带。副高边缘、热带气旋和季风低压型降水强度较大，主要落区位于桂南，大多则由地形抬升暖空气、狭管效应以及地形摩擦辐合作用而引起锋生，触发和维持高效的暖云降水，后两者强锋生起始高度较低且深厚，暖云降水效率更高，而南支槽型沿海锋生区和副高边缘型强锋生相较浅薄。Abstract: Based on the daily precipitation data from national meteorological stations, ERA5 reanalysis data and the CMA Tropical Cyclone Best Track Dataset during 1979-2019, this paper sets out to conduct statistical analysis and synoptic classification of 51 large-scale persistent severe rainfall (LPSR) events during the rainy season in Guangxi Autonomous Region, and study the key circulation characteristics and differences in frontogenetic structure. The main conclusions are as follows: There are six synoptic types of the LPSR events, namely North China Trough (NCT), South Branch Trough (SBT), Low Vortex & Shear (LVS), Subtropical High Edge (SHE), Tropical Cyclone (TC) and Monsoon Depression (MD), all of which are characterized by a background of stable synoptic circulation. The NCT has the highest frequency, and the SBT has the longest average duration and the widest average influence range. The precipitation intensity of NCT, SBT and LVS is almost the same, and their precipitation areas overlap in northeast Guangxi. The frontogenesis is caused by the special terrain of this area and its interaction with cold and warm air. The initial height of strong frontogenesis is higher and shallow. There are some intrusions of dry and cold air in the middle and low layers, especially in the NCT, and such intrusions increase atmospheric instability and induce frontogenesis development. Moreover, SBT is accompanied by warm rain belt along the coast. The precipitation intensity of SHE, TC and MD is more intense, and their main precipitation area is in southern Guangxi. In these cases, the frontogenesis is mostly caused by the warm air lifted by the terrain, the narrow tube effect, and the friction convergence, which triggers and maintains efficient warm cloud precipitation. The initial height of strong frontogenesis of the latter two are lower and deeper, and their efficiency of warm cloud precipitation is higher, while the strong frontogenesis of the SBT's coastal frontogenesis area and SHE are relatively shallower.
-
图 4 广西汛期大范围持续性强降水分类型合成日平均降水强度空间分布(单位：mm/d)
a. 华北槽型；b. 南支槽型；c. 低涡切变型；d. 副高边缘型；e. 热带气旋型；f. 季风低压型。
图 6 正锋生函数(填色，单位：10-8 K/(m• s))、相当位温θe(单位：K)以及经向环流(v，ω×100)(箭头，v的单位为m/s，ω的单位为Pa/s)的垂直剖面
a. 华北槽型；b. 南支槽型；c. 低涡切变型；d. 副高边缘型；e. 热带气旋型；f. 季风低压型。其中红色长方条表征各类型持续性强降水发生的主要纬度带。
图 8 850 hPa水汽通量(填色，单位：g/(cm• hPa• s))和925 hPa风场(箭头)
a. 华北槽型；b. 南支槽型；c. 低涡切变型；d. 副高边缘型；e. 热带气旋型；f. 季风低压型。灰色为青藏高原地形。
图 9 天气环流配置
浅绿色为主要强降水区域；灰色为海拔高度，单位：m。
a. 华北槽型；b. 南支槽型；c. 低涡切变型；d. 副高边缘型；e. 热带气旋型；f. 季风低压型。表 1 各类型统计情况表
分型 出现频次(年频率) 平均持续时间/d 最长持续时间/d 平均影响范围/站数 最大影响范围/站数 最大日降水量/mm 华北槽型 13(0.32) 3.8 6 47.8 63 336.4 南支槽型 7(0.17) 6.3 11 53.4 72 369.4 低涡切变型 11(0.27) 3.8 6 45.9 58 270.3 副高边缘型 6(0.15) 4.2 5 47.0 53 360.9 热带气旋型 10(0.24) 4.2 8 48.0 65 509.2 季风低压型 4(0.10) 5.5 8 50.8 56 313.2 
下载: 导出CSV
-
[1] 陆虹, 陈思蓉, 郭媛, 等. 近50年华南地区极端强降水频次的时空变化特征[J]. 热带气象学报, 2012, 28(2): 219-227. [2] 翟盘茂, 廖圳, 陈阳, 等. 气候变暖背景下降水持续性与相态变化的研究综述[J]. 气象学报, 2017, 75(4): 527-538. [3] 贺冰蕊, 翟盘茂. 中国1961-2016年夏季持续和非持续性极端降水的变化特征[J]. 气候变化研究进展, 2018, 14(5): 437-444. [4] 张瑜, 汤燕冰. 江淮流域持续性暴雨过程水汽输送状况初析[J]. 浙江大学学报(理学版), 2009, 36(4): 470-476. [5] ZHAO Y, WANG D, LIANG Z, et al. On the dynamics of the large-scale circulation during the persistent severe rainfall events in southern China[J]. J Meteor Soc Japan ser ii, 2017, 95(2): 111-125. [6] ZHAO L, LIU H, HU Y, et al. Extratropical extended-range precursors near the tropopause preceding persistent strong precipitation in South China: a climatology[J]. Climate Dyn, 2020, 55: 3133-3150. [7] ZHAO Y, WANG D, XU J. Improving the regional model forecasting of persistent severe rainfall over the Yangtze River Valley using the spectral nudging and update cycle methods: a case study[J]. Atmos Sci Lett, 2017, 18(2): 96-102. [8] 王东海, 赵艳风, 翟盘茂. 持续性强降水的区域模式动力中期预报研究[J]. 气象学报, 2019, 77(1): 1-14. [9] 张端禹, 郑彬, 汪小康, 等. 华南前汛期持续暴雨环流分型初步研究[J]. 大气科学学报, 2015, 38(3): 310-320. [10] 戴泽军, 蔡荣辉, 彭莉莉, 等. 湖南持续性区域暴雨气候特征及暴雨落区分型[J]. 高原气象, 2019, 38(3): 573-582. [11] 周璇, 孙继松, 张琳娜, 陈官军, 曹洁, 纪彬. 华北地区持续性极端暴雨过程的分类特征[J]. 气象学报, 2020, 78(5): 761-777. [12] 牛若芸, 刘凑华, 刘为一, 等. 1981-2015年中国95°E以东区域性暴雨过程时、空分布特征[J]. 气象学报, 2018, 76(2): 182-195. [13] WU M, LUO Y. Mesoscale observational analysis of lifting mechanism of a warm-sector convective system producing the maximal daily precipitation in China mainland during pre-summer rainy season of 2015[J]. J Meteor Res, 2016, 30(5): 719-736. [14] LUO Y, ZHANG R, WAN Q, et al. The southern China monsoon rainfall experiment (SCMREX)[J]. Bull Amer Meteor Soc, 2016, 98(5): 999-1013. [15] 刘瑞鑫, 孙建华, 傅慎明. 不同类型华南暖区暴雨过程的环流特[J]. 气候与环境研究, 2021, 26(4): 359-373. [16] 陈见, 梁维亮, 高安宁, 等. 华南季风槽暴雨特征分析[J]. 热带气象学报, 2015, 31(4): 536-548. [17] 曾智琳, 谌芸, 王东海. 2018年8月华南超历史极值降水事件的观测分析与机理研究[J]. 大气科学, 2020, 44(4): 695-715. [18] 李明华, 陈芳丽, 李娇娇, 等. 惠东高潭三次极端强降水过程成因对比分析[J]. 热带气象学报, 2020, 36(5): 616-625. [19] 陶诗言. 中国之暴雨[M]. 北京: 科学出版社, 1980. [20] 鲍名. 近50年我国持续性暴雨的统计分析及其大尺度环流背景[J]. 大气科学, 2007, 31(5): 779-792. [21] 黄海洪, 林开平, 高安宁, 等. 广西天气预报技术和方法[M]. 北京: 气象出版社, 2012. [22] MILLER J E. On the concept of frontogenesis[J]. J Meteor, 1948, 9(4): 169-171. [23] 朱乾根, 林锦瑞, 寿绍文, 等. 天气学原理和方法[M]. 北京: 气象出版社, 2007. [24] 段旭, 段玮, 张亚男, 等. 利用锋生函数对2008年年初昆明准静止锋生消过程的诊断分析[J]. 大气科学, 2019, 43(2): 325-338. [25] 郭英莲, 王继竹, 李才媛, 等. 锋生作用对2011年梅汛期湖北暴雨的影响[J]. 气象, 2014, 40(1): 86-93. [26] 李慧, 周顺武, 陆尔, 等. 1961-2010年中国华南地区夏季降水结构变化分析[J]. 气候变化研究进展, 2018, 14(3): 247-256. [27] 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]. 大气科学学报, 2005, 28(2): 163-171. [28] 吴尚森, 梁建茵, 李春晖. 南海夏季风强度与我国汛期降水的关系[J]. 热带气象学报, 2003, 19(S1): 25-36. [29] 邵勰, 黄平, 黄荣辉. 南海夏季风爆发的研究进展[J]. 地球科学进展, 2014, 29(10): 1 126-1 137. [30] 王安宇, 梁建茵, 冯瑞权, 等. 南海夏季风撤退的气候特征Ⅱ——年代际变化[J]. 热带气象学报, 2010, 26(3): 325-329. [31] 赵玉春, 李泽椿, 肖子牛. 华南锋面与暖区暴雨个例对比分析[J]. 气象科技, 2008, 36(1): 47-54. [32] 谌芸, 陈涛, 汪玲瑶, 等. 中国暖区暴雨的研究进展[J]. 暴雨灾害, 2019, 38(5): 483-493. [33] 张艳霞, 蒙伟光, 徐道生, 等. 华南锋面和季风降水环流特征及加热结构对比分析[J]. 热带气象学报, 2020, 36(1): 1-12. [34] 陈刘凤. 广西致灾暴雨特征及地形影响分析[D]. 南宁: 南宁师范大学, 2016. [35] 杨秀庄, 杜小玲, 吴古会, 等. 云贵高原东段初夏辐合线锋生型暴雨研究[J]. 高原气象, 2016, 35(4): 920-933. [36] 狄潇泓, 许东蓓, 肖玮, 等. "5. 10"岷县短时暴雨斜压锋生特征和不稳定条件分析[J]. 干旱气象, 2017, 35(1): 108-115. [37] 蒙伟光, 戴光丰, 张艳霞, 等. 华南局地锋生及对流系统发展的模拟分析研究[J]. 气象学报, 2012, 70(3): 387-401. [38] KANG K R. Diagnostic analysis of the asymmetric structure of the simulated landfalling typhoon "Haitang"[J]. Progress in Natural Science: Materials International, 2008(10): 1249-1260. [39] 朱佩君, 郑永光, 郑沛群. 华东登陆台风的对流非对称结构分析[J]. 热带气象学报, 2010, 26(6): 651-658. [40] 孙力, 董伟, 药明, 等. 1215号"布拉万"台风暴雨及降水非对称性分布的成因分析[J]. 气象学报, 2015, 3(1): 36-49. [41] 孔期, 林建. 2015年5月19-20日华南地区不同性质暴雨成因和预报分析[J]. 气象, 2017, 43(7): 792-803. [42] 徐冬英, 尹丽云, 李红梅. 干侵入在云南一次全省性暴雨中的触发作用[J]. 云南大学学报(自然科学版), 2015, 37(5): 705-716. [43] 寿绍文. 中尺度气象学[M]. 北京: 气象出版社, 2009. [44] 孙建华, 汪汇洁, 卫捷, 等. 江淮区域持续性暴雨过程的水汽源地和输送特征[J]. 气象学报, 2016, 74(4): 542-555. . [45] 张小玲, 张涛, 刘鑫华, 等. 中尺度天气的高空地面综合图分析[J]. 气象, 2010, 36(7): 143-150. [46] 张小玲, 谌芸, 张涛. 对流天气预报中的环境场条件分析[J]. 气象学报, 2012, 70(4): 642-654. [47] 林确略, 赵华生, 林宝亭. 双雨带过程中的回流暖区暴雨个例对比研究[J]. 热带气象学报, 2020, 36(6): 721-733. [48] 何编, 孙照渤. "0806"华南持续性暴雨诊断分析与数值模拟[J]. 气象科学, 2010, 30(2): 164-171. [49] 孙建华. 2008年6月广东沿海一次对流线的演变与结构特征[J]. 暴雨灾害, 2012, 31(3): 201-209. [50] 蒙伟光, 张艳霞, 吴亚丽, 等. 季风槽环境中暴雨中尺度对流系统的分析与数值预报试验[J]. 气象学报, 2019, 77(6): 980-998. -
点击查看大图
图(9) / 表(1)
计量
- 文章访问数: 242
- HTML全文浏览量: 30
- PDF下载量: 52
- 被引次数: 0
粤公网安备 4401069904700003号