山西高原地形對區(qū)域性暴雨影響的數(shù)值試驗.pdf

1、地形對中小尺度天氣系統(tǒng)和暴雨的影響機制長期以來一直是人們所關(guān)注的焦點之一。近些年來，中尺度數(shù)值模式的發(fā)展為人們進行地形影響的研究提供了一種更為方便、有效的手段。在我國，人們利用數(shù)值模式對華南山區(qū)的地形影響研究較多，得出了許多有意義的結(jié)論，但對于山西高原地形影響的研究卻很匾乏。由于山西高原位于中緯度地區(qū)，各種尺度天氣系統(tǒng)活動較為活躍。山西高原表里山河，特殊的地形條件使得這里的天氣現(xiàn)象復(fù)雜多變，降水分布不均，因此它具有特殊的研究價值。本文選

2、用0.1度(約10km)分辨率中尺度大氣非靜力模式GARPES-Meso對發(fā)生在山西高原的一個典型的夏季區(qū)域性暴雨過程進行了數(shù)值模擬，在模擬效果比較合理的情況下，設(shè)計了兩組地形敏感性實驗，利用模式輸出結(jié)果，著重分析了山西高原對造成區(qū)域性暴雨的天氣系統(tǒng)的影響，部分揭示了山西高原對天氣系統(tǒng)和區(qū)域性暴雨的影響機理。 本文首先用常規(guī)實況資料從預(yù)報員的角度對2005年8月16日發(fā)生在山西高原區(qū)域性暴雨過程進行了天氣學(xué)分析，確定此次暴雨過程

3、是在西風(fēng)槽、臺風(fēng)變性低壓和副熱帶高壓共同作用下形成的。山西高原前期受副熱帶高壓控制，低層大氣具有高溫高濕的特征，臺風(fēng)“珊瑚”減弱后的變性低壓和副高之間形成低空急流，急流的出口到達山西高原南部，左側(cè)的風(fēng)速切變可形成較強的大氣輻合，并直接造成上升運動，加上臺風(fēng)外圍流場對變性低壓持續(xù)提供水汽和能量，使得變性低壓的生命期延長，強度增大。這樣的形勢有利于副熱帶高壓把臺風(fēng)帶來的豐沛的水汽輸送到山西高原。同時，位于河套的西風(fēng)槽東移使南下冷空氣和副高邊

4、緣的暖濕氣流在山西高原交匯。而這一點衛(wèi)星云圖上也得到了驗證，高空云帶不斷東移南下，與低空急流卷云系結(jié)合，在山西高原中南部激發(fā)出MCS云團，從而造成山西中南部區(qū)域性暴雨和局地大暴雨。 其次利用中尺度數(shù)值模式GARPES-Meso模擬了“8.16”山西高原區(qū)域性暴雨天氣過程，模擬結(jié)果對臺風(fēng)變性低壓的位置預(yù)報較好，對山西南部風(fēng)切變的也模擬的相對一致，副熱帶高壓的減弱南退也被模擬出來，但是南退幅度較大。在成功地用GRAPES-Meso模

5、式模擬這次天氣過程影響系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，利用輸出結(jié)果分析了此次區(qū)域性暴雨過程，山西高原南部呈850hPa低層輻合，700hPa、500hPa中高層輻散的結(jié)構(gòu)，而山西高原北部呈850hPa、700hPa中低層輻散，500hPa高層輻合的結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)形成南部為上升氣流，北部為下沉氣流的經(jīng)圈環(huán)流，有利于南部對流的發(fā)生，同時與該過程南部強降雨的時間段有很好的對應(yīng)關(guān)系。@@ 最后通過兩組地形敏感性試驗研究對比發(fā)現(xiàn)，在副熱帶高壓減弱東退后，山西