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一次登陆北上热带风暴造成辽宁暴雨的数值模拟研究

马福全  
【摘要】: 本文概述了东北暴雨的一般规律和统计事实,介绍了国内外对暴雨的综合研究情 况,然后用50年台风年鉴资料,把热带气旋对辽宁的影响,从路径、时间分布、转向点 位置作了统计分析,并概括出热带气旋影响辽宁时的天气系统配置型。 使用PSU/NCAR MM5v3非静力模式,对1997年登陆北上的11号台风,8月20日夜间 在辽宁登陆前后,给辽宁带来的大范围大暴雨进行了数值模拟,并通过模拟的高、中、 低空形势场(高度场、温度场),降雨量以及降雨强度与实况进行对比分析,是一次比 较成功模拟,基本再现了辽宁大暴雨过程物理量场变化的全貌。 模拟结果表明:此次热带风暴造成辽宁全省大暴雨的天气背景是:①副热带高压偏 北并与大陆高压叠加,构成了稳定的东亚阻塞形势;②9711台风减弱的热带风暴,在其 自身内力和副高西侧的强盛偏南气流引导下,持续北上并在辽宁营口至盘锦之间登陆; ③从乌拉尔山冷堆分裂南下出的弱冷空气不断南下,与热带风暴在辽宁产生了相互作 用,增强了上升运动,致使大暴雨出现。 为了弄清这次暴雨过程各气象要素场的演变情况,分三方面对暴雨的水汽条件(使 用了温度露点差、相对湿度、水汽通量和水汽通量散度)、动力条件(使用了散度、涡 度和垂直速度)和垂直层结条件(使用了位温、静力稳定度和潜在不稳定度以及沈阳单 站的8个物理量的垂直廓线)等的变化,分别进行了诊断分析。 通过诊断分析发现:低空急流提供了源源不断的水汽,同时也向雨区提供了主要的 热量和动量,还激发出多个中β尺度的垂直环流,使降水具有一定的中尺度特征。高空 急流入口区(右后方)的辐散,与低空急流左前方的辐合区互相耦合,对垂直运动的发 展起到很大作用。冷空气在中低层的渗透主要使大气斜压作用加强,使不稳定能量的积 聚并最终释放;还造成台风涡旋位势不稳定,使热带气旋中心气压降低,周围风力加大, 因而产生更大的降水。


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