渤海及地形对辽东半岛降水影响的数值试验和诊断分析

【摘要】： 本文采用常规观测资料、卫星云图和多普勒雷达回波资料分析了产生2004年8月3日辽东半岛大暴雨的天气形势和中尺度影响系统，指出本次大暴雨是在高空大槽形势下，由低空急流和地面中尺度低压导致的，多普勒雷达观测出了中尺度气旋和低空急流的存在及中尺度回波与其所在系统的相对运动。 本文运用MM5模式成功地模拟出了此次辽东半岛大暴雨过程，并模拟出了产生大暴雨的中尺度系统及其发生发展演变特征。通过对模拟结果分析，确定低空急流、高低空急流耦合对形成强烈的上升运动有重要作用，从而对辽东半岛大暴雨的发生有重要作用。并进一步分析得出，渤海对低空急流的生成发展、对地面中尺度低压的生成都有直接作用。 敏感性数值试验证实了渤海及辽东半岛地形对辽东半岛大暴雨的有利作用。通过比较渤海、沙漠、城市和地形高度产生的不同高度的水平风速、垂直速度、温度、水汽的变化，研究了不同下垫面造成的边界层结构特征和局地环流，揭示出渤海和辽东半岛地形使降水大幅度增强。 湿位涡诊断分析表明，本次辽东半岛大暴雨是在低层强对流不稳定和斜压不稳定条件下发生的，其等θ_e面由水平转为陡立且密集导致湿斜压涡度的显著增长，非常有利于上升运动的发展，有利于大暴雨的发生。 对敏感性试验结果的湿位涡诊断分析表明，改变渤海地表和降低辽东半岛地形高度都使低层对流不稳定明显减弱，前者也使低空急流减弱，后者又使低空急流偏移且转向。这些反过来证明了渤海和辽东半岛地形对边界层对流不稳定和低空急流加强有促进作用，从而为降水作出有利贡献。