江淮下游地区强对流发生条件的实况分析与模拟

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我国强对流天气多发,江淮下游地区强对流灾害频繁,给我国造成了巨大的经济损失和人员伤亡。当前对强对流天气的预报依然困难,预报强对流发生的具体位置和时间是强对流预报中最具挑战性的问题之一。本文从个例分析的角度出发,通过多个个例的实况和模拟分析,重点研究了江淮下游地区强对流天气的触发机制。通过对2009年6月5日强对流天气过程的详细分析,发现安徽北部低层大气的西南流场中存在中尺度扰动辐合中心,扰动触发了安徽北部最初对流云的生成。安徽北部存在一条西南气流与偏西气流汇合形成的辐合线,提供了有利于对流生成的位置。辐合线的东端出现风场扰动后对流产生,证明对流的生成与地面风场扰动有关。WRF模式模拟出了安徽北部辐合线、辐合线东端的风场扰动和对流触发的过程。模式结果显示,辐合线引起的上升气流局限在3km高度以下。辐合线东端的风场扰动由高层重力波引起,重力波为沿海对流激发出的n = 1模态的重力波。当n = 1重力波的上升气流与安徽北部的辐合线相交时,交点处的低层上升气流增强,触发了强对流的产生。结合不同个例分析了 n = 1重力波的结构特征和触发作用。n = 1重力波由一对下沉-上升气流构成,深度约12km,贯穿整个对流层,下沉-上升气流的垂直速度中心位于6km处。下沉(上升)气流的上半部分对应水平辐合(辐散)区,下半部分对应水平辐散(辐合)区。n = 1重力波在地面上形成一个低压扰动,低压扰动的气压下降(上升)阶段由下沉增温(上升冷却)造成,传播速度约为30m/s。飑线前部的低压部分由n = 1重力波的下沉气流造成。n = 1重力波的上升气流强于下沉气流时对触发对流有正贡献,地面风场会出现向着重力波传播方向的风分量增量的扰动。2009年6月14日强对流天气过程中飑线激发出了 n = 1重力波,并与飑线前的浅云带相交,触发了强对流生成。本文个例中出现于江淮下游地区部分典型地面辐合线类型有,1)气流绕过大别山、黄山、天目山在山地背风侧形成的辐合线,2)前期对流的出流形成的辐合线(包括阵风锋),3)内陆气流与来自海上的气流形成的沿海附近的辐合线。这些辐合线提供了有利于对流发生的位置,当辐合线与辐合线相交或辐合线与其他系统(如浅云带,对流系统,重力波等)相交时,相交处容易形成深对流。
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