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地形强迫作用对湖南省两次典型降水影响的模拟分析

周生辉  
【摘要】: 决定降水大小和落区的两个因素是大气环流和地形,对于中小尺度天气系统,水汽分布比较均匀的情况下,地形作用在降雨过程中会造成更大的差异。因此在天气事件成因的分析过程中,常关注地形的作用。 湖南省季风气候明显,省内地形复杂,全省的降雨分布差别很大,根据平均降水量的不同,全省可以分为6个气候区。统计资料表明,全省降水分布山区多于平原和盆地。‘在影响降水的天气系统方面,湖南中北部降水的锋面雨特征比较明显,而在东南和西南地区除锋面降雨外受台风的影响比较大。本文是通过2008年10月28日至11月08日在南方发生的一次大范围降雨过程和2006年07月登陆的0604号“碧利斯”台风来分析地形因素对湖南降水分布的影响。研究的方法采用数值模式对天气过程进行模拟,并通过地形敏感性试验观察地形高度变化对降水分布的影响,以及地形的强迫作用在降水过程中的作用机理。 模拟结果显示,在锋面降水过程中,地形的强迫作用体现在对气流的阻碍和造成大气层结的不稳定方面。山脉可以使过往的气流绕行;在垂直层面上,可以引发山区上空不同层上的对流。在地形敏感试验中发现,地形改变之后不同高度层上涡度与散度的极值都发生了变化,不同高度层之间的垂直对流速度也会变化。深层对流和不稳定能量的释放可促使降雨的发生。所以山脉起到动力强迫的作用,一方面为降雨的形成提供了触发条件,另一方面也影响了背风坡处的大气稳定度。山脉对水汽输送和降雨过程中触发机制的影响可以作为影响湖南中部出现干旱的一个成因。 在台风影响过程中,地形的强迫作用可以使得台风风场发生变化。在地形试验中发现,低层的气流受到山脉的阻挡后风速会变慢,强辐合位置会发生偏移,从而可以使得气旋移动的路径发生变化,高层的急流范围和幅度也会变化。所以,地形强迫可以通过对急流这一触发条件来影响台风降水的分布。此外,台风降雨的落区主要是山区,降水形式是迎风坡降水的特征。由于南岭的走向是与西行路径的台风外围风场方向正交,因而在南岭北侧的湘东南地区降水较多,同时也解释了西行路径的台风对湖南的影响较大的原因。


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