长生命史青藏高原东移对流系统的半理想模拟研究  

A semi-idealized modeling study on the long-lived eastward propagating mesoscale convective system over the Tibetan Plateau

作　　者：傅慎明[1,2] 麦子 孙建华 李万莉 钟琦[5] 孙家仁 张元春[2,4] Fu S;Mai Z;Sun J;Li W;Zhong Q;Sun J;Zhang Y

机构地区：[1]中国科学院大气物理研究所国际气候与环境中心,北京100029 [2]高原与盆地暴雨旱涝灾害四川省重点实验室,成都610225 [3]中国气象局国家气象中心,北京100081 [4]中国科学院大气物理研究所云降水物理与强风暴重点实验室,北京100029 [5]中国气象局气象干部培训学院,北京100081 [6]生态环境部华南环境科学研究所国家环境保护城市生态环境保护与模拟重点实验室,广州510530

出　　处：《中国科学：地球科学》2021年第12期2079-2097,共19页Scientia Sinica(Terrae)

基　　金：国家重点研发计划项目(编号:2018YFC1507606);国家自然科学基金项目(批准号:41775046、42075002、91637211、42030611);高原与盆地暴雨旱涝灾害四川省重点实验室开放研究基金项目(编号:SZKT202001);中国科学院青年创新促进会资助。

摘　　要：基于前期逐小时黑体温度(Temperature of Black Body, TBB)资料对16个暖季高原中尺度对流系统(Mesoscale Convective System, MCS)的统计结果,文章首先利用客观标准选取了同类的11个长生命史高原东移MCS个例,然后,利用这些MCS个例的合成来驱动中尺度数值模式WRF(Weather Research and Forecasting Model)进行半理想的数值模拟(即基于实际个例的理想模拟)与敏感性试验,结合分析与动力诊断,从共性上研究了一类长生命史高原东移MCS的演变特征及内在机理.主要结论如下:(1)在对流层高层,此类高原MCS的生成区位于高空急流以南的辐散区,在对流层中层,其生成区主要位于高原东部西风带短波槽槽区附近的暖平流中,在对流层低层,它的生成区表现为对流不稳定层结.高原MCS的生成伴随着其气旋式涡度的快速增长,辐合项以及倾斜项是对流层中低层正涡度的主要制造项,对流活动所导致的向上的正涡度输送是高原MCS快速向上伸展的主要原因.(2)高原MCS的东移过程经历了与高原东部准静止维持高原涡的耦合与解耦过程.在两者耦合期,高原MCS有利于高原涡维持较强的辐合与上升运动,这有助于涡旋的持续;随着高原MCS移出高原,其与高原涡解耦,受此影响,高原涡的上升运动显著减弱,向上的正涡度输送大大减弱,这与负的倾斜项一起,共同导致了高原涡的消亡.(3)高原MCS移出高原后,由于高原地表直接作用在MCS底部的强感热加热消失, MCS首先减弱;随后,在高原东部短波槽的影响下,高原MCS再次迅速发展.对流层中低层辐合项的涡度制造以及对流活动对涡度的向上输送是高原MCS再次发展的主导因子.(4)降水凝结潜热释放是长生命史高原东移MCS生成和发展的必要条件,高原MCS一方面可以通过直接产生降水对高原东部以及部分下游地区产生影响;另一方面,它还可以通过对高原及其周边地区大尺度环境场的调�

关 键 词：青藏高原 中尺度对流系统 高原涡 暴雨 涡度收支 敏感性试验 

分 类 号：P434[天文地球—大气科学及气象学]