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地形对一次粤北暖区暴雨的影响研究

梁钟清 张艳霞 钟水新 韦翠

梁钟清, 张艳霞, 钟水新, 韦翠. 地形对一次粤北暖区暴雨的影响研究[J]. 热带气象学报, 2023, 39(4): 536-550. doi: 10.16032/j.issn.1004-4965.2023.048
引用本文: 梁钟清, 张艳霞, 钟水新, 韦翠. 地形对一次粤北暖区暴雨的影响研究[J]. 热带气象学报, 2023, 39(4): 536-550. doi: 10.16032/j.issn.1004-4965.2023.048
LIANG Zhongqing, ZHANG Yanxia, ZHONG Shuixin, WEI Cui. INFLUENCE OF TOPOGRAPHY ON WARM-SECTOR HEAVY RAINFALL IN NORTHERN GUANGDONG[J]. Journal of Tropical Meteorology, 2023, 39(4): 536-550. doi: 10.16032/j.issn.1004-4965.2023.048
Citation: LIANG Zhongqing, ZHANG Yanxia, ZHONG Shuixin, WEI Cui. INFLUENCE OF TOPOGRAPHY ON WARM-SECTOR HEAVY RAINFALL IN NORTHERN GUANGDONG[J]. Journal of Tropical Meteorology, 2023, 39(4): 536-550. doi: 10.16032/j.issn.1004-4965.2023.048

地形对一次粤北暖区暴雨的影响研究

doi: 10.16032/j.issn.1004-4965.2023.048
基金项目: 

国家自然科学基金 42175105

国家自然科学基金联合基金 U2142213

清远市气象局科技项目 201904

广东省气象局科技项目 GRMC2021M33

详细信息
    通讯作者:

    张艳霞,女,新疆维吾尔自治区人,副研究员,博士,主要从事数值预报和热带天气研究。E-mail:yxzhang@gd121.cn

  • 中图分类号: P435

INFLUENCE OF TOPOGRAPHY ON WARM-SECTOR HEAVY RAINFALL IN NORTHERN GUANGDONG

  • 摘要: 地形对暖区暴雨的发生发展有着重要影响。以粤北一次暖区暴雨为例,从大尺度背景、中尺度特征及预报难点等方面分析了地形的作用,并利用CMA-GD模式进行了地形敏感性试验。结果表明: 此次暴雨在副高与西风槽之间的双低空急流下发生,南岭地形对低空急流的动力作用、对θse舌和水汽的阻滞拦截作用,为暴雨出现在粤北创造有利条件;地形热力作用下产生的中尺度辐合线是对流触发的机制。敏感性试验显示南岭地形对暖区暴雨的落区影响显著,降水落区随南岭地形升高(降低)而往南(北)偏移。西南急流在经过南岭时,低层风速、散度、温度以及垂直速度都会随地形改变而发生明显变化。当南岭地形高度降低时,正面阻挡和摩擦作用减弱,急流、辐合及上升运动区向北推进到西风槽附近,导致雨区往北偏移;南岭地形高度升高时,地形阻挡和摩擦作用增强,辐合及上升运动区被阻隔在南岭南侧,暖区对流提前触发,雨区发生在粤北。可见,此次暴雨过程主要来自大尺度环流背景的影响,但其落区与南岭地形密切相关。

     

  • 图  1  6月20日20:00—21日20:00广东雨量分布图(a, 单位: mm)及自动站逐时雨量(b, 单位: mm)

    图  2  6月20日20:00500 hPa(a,彩色填色为涡度、单位:10-5·s-1,红实线为位势高度,单位:10gpm,黑实线为槽线)、700 hPa(b,彩色填色为风速,单位: m/s,蓝实线为850 hPa温度,单位:℃,黑实线为槽线)形势场和113 ºE垂直剖面流场(c,彩色填色为风速,单位: m/s)

    图  3  6月20日20:00沿113ºE经向垂直剖面的θse (a,单位:K)、湿位涡(b,单位:10-6m2·K/(s·kg),黑色线为MPV1,彩色填色为MPV2)

    黑色阴影区为地形。

    图  4  6月20日20:00 850 hPa(a)、925 hPa(b)风场(箭头)和水汽通量(彩色填色,单位:g/(s·cm·hPa))

    图  5  南岭周边地形(a,蓝色箭头为主导风向,褐实线为地面辐合线,黑实线为南岭山脉位置)和MCS生成阶段20日21:00(b,空心三角为大麦山)、发展阶段21日06:00(c, 椭圆区为暖区新生对流单体)、成熟阶段21日09:00(d)、减弱阶段21日13:00(e)对应的地面风场、辐合线位置(褐实线)和雷达基本反射率(单位:dBZ)示意图以及20日21:00沿辐合线上的雷达反射率垂直剖面图(f)

    图  6  本次暴雨的三个可能落区(a)、地形敏感性试验地形调整的区域(b)

    图  7  6月20日20:00—21日20:00控制试验(a)、敏感试验1~8(b~i)降雨量分布图(单位: mm)

    图  8  各试验模拟21日08:00的850 hPa风场(a、b、c, 填色为风速,单位:m/s)、700 hPa散度场(d、e、f,单位:10-6 ·s-1,椭圆区域为主要的辐合区)、925 hPa温度场(g、h、i, 单位:℃)

    其中,a、d、g为0%南岭地形;b、e、h为100%南岭地形;c、f、i为200%南岭地形。

    图  9  21日08:00沿经向(113 ºE)0%南岭地形(a)、100%南岭地形(b)、200%南岭地形(c)的比湿垂直剖面(单位:g/kg)

    图  10  21日08:00沿经向(113 °E)0%南岭地形(a)、100%南岭地形(b)、200%南岭地形(c)的垂直速度垂直剖面(单位:m/s)

    表  1  2022年6月20日08、20时清远、郴州、阳江探空站物理量

    时间 站点 CAPE/CIN(J/kg) K指数/SI(℃) 湿层厚度(m) LCL(m)
    08:00 阳江 2 725/0.9 39/-0.31 8 003 308
    清远 1 876/3 39/-1.36 6 920 299
    郴州 484/84 40/-1.25 6 189 383
    20:00 阳江 2 782/0.2 35/-1.21 2 115 308
    清远 2 469/16 43/-4.06 10 336 161
    郴州 376/81 39/-1.18 8 673 391
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    表  2  不同高度不同特征的南岭地形的敏感性试验设计

    试验组 地形改变方案/% 目的
    控制试验 原地形方案 参考对照
    试验1 0% 地形高度 消除南岭山脉地形
    试验2 50%地形高度 降低南部山脉高度50%
    试验3 150%地形高度 提升山脉高度增至1.5倍
    试验4 200%地形高度 提升山脉高度增至2倍
    试验5 ≤500 m不变,>500 m降至500 m 削平高于500 m的南岭山脉
    试验6 ≥200 m不变, < 200 m填至200 m 填充低洼河谷(峡谷)
    试验7 南部和沿海150%地形高度 南部沿海地形高度增至1.5倍
    试验8 南部和沿海250%地形高度 南部沿海地形高度增至2.5倍
    下载: 导出CSV
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出版历程
  • 收稿日期:  2022-11-17
  • 修回日期:  2023-06-15
  • 网络出版日期:  2023-10-24
  • 刊出日期:  2023-08-20

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