2010年秋季一次海南東海岸特大暴雨的中尺度分析-論文.pdf

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1、第30卷第3期熱帶氣象學(xué)報(bào)Vo1．30，NO．32014年06月JOURNALOFTROPICALMETE0ROLOGYJun．，2014汪匯潔，孫建華，趙思雄，等．2010年秋季一次海南東海岸特大暴雨的中尺度分析[J】．熱帶氣象學(xué)報(bào)，2014，30(3)：518—532文章編號(hào)：1004-4965(2014)03-0518—152010年秋季一次海南東海岸特大暴雨的中尺度分析汪匯潔1,2,5，孫建華，4，趙思雄。，傅慎明(1．中國(guó)科學(xué)院大氣物理研究所云降水物理與強(qiáng)風(fēng)暴實(shí)驗(yàn)室，北京100029；2．中國(guó)科學(xué)院大學(xué)，北京100049；3．中國(guó)科學(xué)院大氣物理研究所國(guó)際氣候與環(huán)境科學(xué)中心，北京10

2、0029；4．南京信息工程大學(xué)氣象災(zāi)害預(yù)報(bào)預(yù)警與評(píng)估協(xié)同創(chuàng)新中心，南京210044；5．95968部隊(duì)氣象臺(tái)，北京100097)摘要：綜合利用NCEP再分析資料、地面加密觀測(cè)、多普勒雷達(dá)觀測(cè)和衛(wèi)星觀測(cè)等常規(guī)和非常規(guī)資料，對(duì)2010年10月5日海南瓊海特大暴雨過程的天氣背景、環(huán)境場(chǎng)特征以及中尺度云團(tuán)的活動(dòng)特征進(jìn)行分析。這次過程發(fā)生時(shí)熱帶輻合帶0TCZ)異?；钴S，熱帶低壓在海南島附近活動(dòng)，為此次特大暴雨的發(fā)生提供了有利的環(huán)流背景，偏東氣流在海南島的東岸特殊地形的影響下形成中尺度切變線。切變線上有中尺度對(duì)流系統(tǒng)自南向北移近瓊海，并發(fā)展加強(qiáng)。采用WRF模式的精細(xì)模擬結(jié)果，進(jìn)一步研究了造成瓊海特大暴雨

3、的中尺度對(duì)流系統(tǒng)形成和維持的主要原因。結(jié)果表明，在海南島東岸穩(wěn)定維持的B中尺度對(duì)流帶及其上活躍的對(duì)流系統(tǒng)是造成特大暴雨的直接影響系統(tǒng)。新的對(duì)流系統(tǒng)不斷地沿對(duì)流帶尾部生成，并沿對(duì)流帶自南向北移動(dòng)發(fā)展可能是造成瓊海地區(qū)強(qiáng)降水持續(xù)的直接原因。該模擬階段雨強(qiáng)的發(fā)展加強(qiáng)，伴隨著偏東風(fēng)急流的發(fā)展和北抬。急流的擾動(dòng)不僅增強(qiáng)垂直風(fēng)切變，還通過傾斜項(xiàng)的作用將水平渦度轉(zhuǎn)化為垂直渦度，同時(shí)，在海南島中尺度地形的抬升和阻滯下，并有水平平流及熱力條件的配合，使對(duì)流在迎風(fēng)坡的上游發(fā)展加強(qiáng)，造成此次特大暴雨。關(guān)鍵詞：秋季極端降水；觀測(cè)分析；線狀中尺度對(duì)流系統(tǒng)；地形；濕Froude數(shù)中圖分類號(hào)：P426．62文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

4、Doi：10．3969~．issn．1004—4965．2014．03．013屬罕見，給當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)造成重大損失。1引言除了臺(tái)風(fēng)暴雨外，以往對(duì)華南暴雨的研究多集中在對(duì)前汛期暴雨[】的研究上，對(duì)秋季暴雨2010年9月30日一10月8日，海南出現(xiàn)50的研究相對(duì)較少。目前對(duì)于海南秋季暴雨的研究，年未見的持續(xù)性強(qiáng)降水，島內(nèi)多站降水突破歷史又多集中于氣候背景如赤道中東海表溫度異常引極值。全過程累積降水量以海南島東部沿海地區(qū)起的Walker環(huán)流異常[，或暴雨發(fā)生的環(huán)流背景，最多，降雨量超過1000mnl，其中瓊海站的過程如緩慢移動(dòng)的熱帶氣旋或熱帶低壓與南下弱冷空雨量最大，達(dá)1470．2mm(圖1a)，而該區(qū)

5、域氣候氣、副熱帶高壓、東風(fēng)波的相互作用[m1。此外，平均的9—10月的累積雨量為1000～l200rain，熱帶低壓外圍螺旋云帶中的中尺度對(duì)流系統(tǒng)即這次過程的總降雨量已超過9—10月的氣候平(MCS)E、或東風(fēng)急流的向岸風(fēng)輻合及地形強(qiáng)迫均。此次持續(xù)性的強(qiáng)降水過程分別受三次天氣過抬升均可成為暴雨的觸發(fā)機(jī)制[I4】。劉家峻等【l5】程的影響，值得關(guān)注的是，第二次過程中，僅10通過對(duì)此類暴雨的數(shù)值模擬，揭示出暴雨中心低月5日瓊海站(QH)單日降水已達(dá)701．9mln，占整層的條件對(duì)稱不穩(wěn)定對(duì)中層的對(duì)流不穩(wěn)定的觸發(fā)個(gè)過程9d總降水量的一半，即便瓊海站在秋季作用，以及凝結(jié)潛熱釋放對(duì)大暴雨過程的反饋?zhàn)鞔?/p>

6、暴雨和特大暴雨頻發(fā)[卜，但如此強(qiáng)的降水仍收稿日期：2013-O1—30；修訂日期：2014．03—28資助項(xiàng)目：國(guó)家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究規(guī)劃項(xiàng)目(2012CB417201)；國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)I~(41075032、41205027)共同資助通訊作者：汪匯潔，女，江蘇省人，博士，從事中尺度天氣分析和模擬研究。E-mail：wanghuijie@mail．iap．a(chǎn)c．cn3期汪匯潔等：2010年秋季一次海南東海岸特大暴雨的中尺度分析527著強(qiáng)降雨的持續(xù)，海南島北部的偏東急流穩(wěn)定維—二_：一U一—二_一1，—二_+盟一(1)持在19．5。N附近，而東岸的急流逐漸北抬減弱。8tax8v8Z8z瓠蠢_雖然

7、對(duì)流帶A的南端比觀測(cè)雷達(dá)回波(圖7)的南段略偏西，但對(duì)流帶及其上對(duì)流的發(fā)展特征仍與其中和分別為環(huán)境緯向和經(jīng)向風(fēng)速，和實(shí)況一致。對(duì)流帶的北段在瓊海強(qiáng)烈發(fā)展后，轉(zhuǎn)W分別為垂直擾動(dòng)渦度和垂直風(fēng)速，若定義向西行，雖然強(qiáng)度略有減弱(圖l1c)，但與之對(duì)應(yīng)=一一：為平均垂直風(fēng)切變，=f+1，，為水平風(fēng)的氣旋性環(huán)流在海南島西北側(cè)東北風(fēng)氣流的作用下再次加強(qiáng)，進(jìn)而加強(qiáng)了渦旋南側(cè)的西南氣流，矢，則方程(1)可變形為：使得輻合帶尾