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分析，確定此次暴雨過程

3、是在西風槽、臺風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“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帶來的豐沛的水汽輸送到山西高原。同時，位于河套的西風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)果對臺風變性低壓的位置預報較好，對山西南部風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關系。@@ 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