华南暖区暴雨的一种低层重力波触发机制

【摘要】：本文对2005年5月5日华南的一次锋前暖区暴雨的进行了诊断分析和高分辨数值模拟。诊断分析表明:本次暴雨过程中,锋区和暖区的逐时降水呈波列状分布,实况卫星云图也显示在锋区和暖区之间有呈波列状分布的中β尺度云团存在,和波列状降水分布相对应,说明本次降水和波列活动有关,锋区和暖区降水属于同一波列。模式成功地模拟了本次暴雨过程,模拟的波列状降水和实况很相似,而且其他如环流背景场的模拟、锋面移动及降水增强的模拟等都和实况相当一致。利用模式高分辨资料对本次暴雨的分析表明:锋区和暖区的850hPa散度在各区降水开始之前约1～2小时出现剧烈振动,暖区振动比锋区晚约1小时;降水时锋区和暖区间各点的850hPa逐时散度增量亦呈明显的波状分布;小波分析证实锋区和暖区存在周期相同,差半个位相的波动,波动的特性属于重力波。进一步分析发现,在暖区暴雨发生之前约3小时左右,锋区到暖区之间就有一非常浅薄的低层稳定层存在,大约位于950-850hPa之间;这一浅薄稳定层的存在,满足了重力波传播的条件,使得锋区对流扰动激发的低层重力波沿稳定层从锋区向暖区传播,激发暖区低层上升运动,并由此触发暖区中、低层不稳定能量的释放,导致暖区暴雨的发生。大量事例表明,边界层内浅薄系统与华南暴雨的关系密切,因此,低层重力波触发机制可能具有典型意义。综合分析结果给出了华南暖区暴雨低层重力波触发机制的物理概念模型。