ISSN 1004-4965

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台风“利奇马”造成浙东山区降水增幅的数值模拟分析

姜嘉俊 段晶晶 王晓慧 丁烨毅

姜嘉俊, 段晶晶, 王晓慧, 丁烨毅. 台风“利奇马”造成浙东山区降水增幅的数值模拟分析[J]. 热带气象学报, 2026, 42(4): 527-539. doi: 10.16032/j.issn.1004-4965.2026.050
引用本文: 姜嘉俊, 段晶晶, 王晓慧, 丁烨毅. 台风“利奇马”造成浙东山区降水增幅的数值模拟分析[J]. 热带气象学报, 2026, 42(4): 527-539. doi: 10.16032/j.issn.1004-4965.2026.050
JIANG Jiajun, DUAN Jingjing, WANG Xiaohui, DING Yeyi. Numerical Simulation Analysis on Orographic Rainfall Enhancement in Eastern Zhejiang Mountains During Typhoon Lekima[J]. Journal of Tropical Meteorology, 2026, 42(4): 527-539. doi: 10.16032/j.issn.1004-4965.2026.050
Citation: JIANG Jiajun, DUAN Jingjing, WANG Xiaohui, DING Yeyi. Numerical Simulation Analysis on Orographic Rainfall Enhancement in Eastern Zhejiang Mountains During Typhoon Lekima[J]. Journal of Tropical Meteorology, 2026, 42(4): 527-539. doi: 10.16032/j.issn.1004-4965.2026.050

台风“利奇马”造成浙东山区降水增幅的数值模拟分析

doi: 10.16032/j.issn.1004-4965.2026.050
基金项目: 

宁波市“科技创新2025”重大专项 2023Z139

宁波市气象局一般项目 NBQX2024002B

中国气象局复盘总结专项 FPZJ2024-054

详细信息
    通讯作者:

    段晶晶,女,内蒙古自治区人,高级工程师,博士,主要从事台风预报技术研究。E-mail: duanduan1110@163.com

  • 中图分类号: P444

Numerical Simulation Analysis on Orographic Rainfall Enhancement in Eastern Zhejiang Mountains During Typhoon Lekima

  • 摘要: 近年来多个台风造成浙江东部山区出现极端强降水,给预报带来巨大挑战。为研究山区降水增幅机制,以2019年9号台风“利奇马”为例,利用WRF(V4.1)模式对其进行数值模拟,从水汽、动力、热力和云微物理四个方面分析了浙东山区降水增幅成因。结果表明“利奇马”登陆前6 h,以括苍山为代表的浙东山区降水增幅明显,山区迎风坡垂直上升速度大,低层辐合叠加高空辐散,并对应着位涡高值区,地形摩擦辐合及抬升作用为山区强降水的产生和中尺度对流系统的触发提供了有利的动力条件。山区上空假相当位温梯度较大,水汽辐合较强,且山区低层存在显著的对流不稳定,同样有利于强降水发生。丰富的水汽和强上升运动使山区霰粒子和雪粒子含量更多,并伴随更高效的霰粒子向雨水以及雪粒子向雨水转化,从而造成山区降水较平原增幅明显。细致的云微物理转化分析表明,此次台风降水主要为:低层丰富的水汽上升凝结为云水,少部分云水碰并转化为雨水,大部分云水随着上升气流到0 ℃层以上转化为雪和霰,生成的雪大部分融化为雨水,小部分被碰并转化为霰,后通过霰融化成雨水,最后降至地面形成降水。上述云微物理转化过程,在山区更加显著。“利奇马”造成浙东山区降水增幅是水汽、动力、热力和云微物理过程共同作用的结果。

     

  • 图  1  2019年8月8日00时—10日12时台风“利奇马”实况(红色Obs)和D03-3km模拟(蓝色Mod)路径(a);实况(红色)和模拟(蓝色)的海平面最低气压(MSLP,单位:hPa)和近地面最大风速(Vmax,单位:m∙s-1)(b)

    实线表示MSLP,虚线表示Vmax。

    图  2  2019年8月8日00时—10日12时实况(a)、D03-3km模拟(b)过程累计降水(单位:mm)

    图  3  登陆前12 h累积降水(等值线,红色点A为降水大值中心之一)和9日12时10 m风场(单位:m∙s-1)及海拔高度(填色,单位:m)(a);山区和平原平均小时降水强度(纵坐标,单位:mm)(b)

    a中DM方框表示山区,对应经纬度为120.5~121.2 °E,28.2~28.8 °N,DP表示平原,对应经纬度为121.2~121.7 °E,28.2~28.8 °N。b中PRE_DM表示山区,PRE_DP表示平原。

    图  4  9日08时(a)、9日15时(b)2 km高度上水汽输送通量(填色,单位:g∙kg-1 ∙m∙s-1)、水汽通量散度(红色等值线,单位:10-7 g∙hPa-1 ∙cm-2 ∙s-1)和水平风场(箭头,单位:m∙s-1)分布图

    图  5  9日08时(a)、9日15时(b)过降水大值中心(120.95 °E,28.4 °N,图 3a红色点A)沿45 °(东北—西南方向)的位涡(填色,单位:PVU)、散度(等值线,单位:10-5 s-1)和合成风(矢量箭头,水平风和垂直风×10,单位:m∙s-1)垂直剖面

    图  6  过降水大值中心(图 3a红色点A)假相当位温(填色,单位:K)纬向垂直剖面

    a.9日08时;b.9日15时。

    图  7  过降水大值中心A的比湿(单位:g∙kg-1) (a、d)、云水混合比(单位:g∙kg-1)(b、e)和雨水混合比(单位:g∙kg-1)(c、f)纬向垂直剖面

    黑色等直线表示垂直速度,实线为上升运动(单位:m∙s-1),红色虚线为0 ℃层高度。a~c. 9日08时;d~f. 9日15时。

    图  8  图 7,但为冰相水凝物混合比(单位: g·kg-1)纬向垂直剖面

    a、d.霰;b、e.雪;c、f.云冰;a~c.9日08时;d~f.9日15时。

    图  9  9日12时—17时平均的云水凝物混合比(qg:霰,qs:雪,qi:云冰,qr:雨水,qc:云水,单位:g·kg-1)垂直廓线

    a.山区;b.平原。

    图  10  9日12时至17时平均的云微物理转化率(单位:10-3 g∙kg-1 ∙s-1)垂直廓线

    a、b:雨水;c、d:霰;e、f:雪;a~e:山区;b~f:平原。

    图  11  9日12—17时逐小时山区和平原的平均小时降水强度(折线;红色:山区;蓝色:平原;右侧纵坐标,单位:mm)及整层平均霰(雪)融化为雨水的转化率(单位:10-3 g·kg-1·s-1

    Pgmlt_DM:山区霰粒子向雨水转化率;Psmlt_DM:山区雪粒子向雨水转化率;Pgmlt_DP:平原霰粒子向雨水转化率;Psmlt_DP:平原雪粒子向雨水转化率。

    图  12  台风“利奇马”山区降水增幅的云微物理过程示意图

    附图  浙江省地形图

    附表  WSM6方案云微物理转化过程

    缩写 描述 缩写 描述
    Pgaci 霰碰并云冰造成霰增长 Prevp 雨水和水汽之间转化(蒸发/凝华)
    Pgacw 霰碰并云水造成霰增长 Psdep 水汽凝华为雪
    Pgacr 霰碰并雨水造成霰增长 Pgdep 霰和水汽之间转化
    Pgacs 霰碰并雪造成霰增长 Praut 云水自动转化为雨水
    Psaci 雪碰并云冰造成雪增长 Psaut 云冰自动转化为雪
    Psacw 雪碰并云水造成雪增长 Pgaut 雪自动转化为霰
    Pracs 雨水碰并雪造成霰增长 Pgevp 霰融化时的蒸发作用
    Psacr 雪碰并雨水造成雪或霰增长 Psevp 雪融化时的蒸发作用
    Praci 云冰碰并雨水造成雪或霰增长 Pcond 水汽凝结成云水
    Piacr 云冰粘附雨水生成雪或霰 Pgfrz 雨水冻结
    Pracw 雨水碰并云水造成雨水增长 Pimlt 云冰瞬时融化
    Pgmlt 霰融化为雨水 Pihmf 云水均匀冻结为云冰
    Psmlt 雪融化为雨水 Pihtf 云水不均匀冻结为云冰
    Pgeml 增大的霰融化率导致雨水增加 Pidep 水汽和云冰之间的转化
    Pseml 增大的雪融化率导致雨水增加 pigen 水汽异质核化为云冰
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出版历程
  • 收稿日期:  2025-02-26
  • 修回日期:  2025-11-26
  • 网络出版日期:  2026-09-04
  • 刊出日期:  2026-08-20

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