使用TRMM卫星资料对青藏高原低涡降水结构的分析研究

【摘要】： 高原低涡是夏季高原地区的主要降水系统,少数高原低涡能够东移出高原发展,影响高原临近及下游地区,引发这些地区一次大范围的灾害性天气过程。本文利用TRMM卫星资料、ECMWF再分析资料、西藏地面气象站资料,结合天气学诊断分析对不移出的高原低涡个例“98.7.3-4”和移出的高原低涡个例“01.6.1-5”的降水结构和动力结构特征进行了分析研究,并将二者的特征进行了对比,得到如下结论: (1)TRMM卫星捕捉高原上降水的落区效果良好,基本准确。降水水平分布特点:低涡处于高原上时,涡区降水水平分布都不均匀,平均降水强度约为2.72mm/h。另外降水主要集中在涡区的南部和东部区域。移出高原的低涡个例处于高原上时在降水场上具有涡眼结构的特征,不移出的低涡个例没有。此次低涡东移出高原引起的强降水主要发生在涡区外围东南侧的槽前脊后位置,涡区降水微弱或无降水。 (2)低涡降水的垂直结构特征:低涡处于高原上时,降水主要发生在对流层中上层。不移出的低涡,降水厚度在2.5-10km之间,最大雨顶高度达11km,甚至17km高度处。移出的低涡处于高原上时降水厚度范围在1.5-5km之间,最大雨顶高度约位于10km高度处。低涡移出高原到四川盆地上空时,降水厚度约为2.5-5km,最大雨顶高度位于7.25km高度处;移出海以后,低涡降水厚度约为5-13.5km,最大雨顶高度约位于7.5km-13.5km高度处。低涡移出高原后,最大降水强度约位于3km高度处,然后随着高度的升高,降水强度总体呈现递减趋势。 (3)高原低涡潜热垂直变化特征:低涡处于高原上时,整个降水云团都为潜热释放,潜热释放值在近地面最大。移出的低涡到四川盆地上空时,整层降水云团都为潜热释放,但是潜热释放较低涡在高原上时要小;移到海上时,在5km高度以下均为潜热吸收,5km以上均为潜热释放,潜热释放在7-9km高度范围内为最大。 (4)低涡动力结构特征:低涡处于高原上时很浅薄,位于边界层的500hpa或者400hpa,低层400-500hPa辐合、高层400hPa以上辐散。另外涡区对应的整层气柱都为上升气流,400hPa上升运动最强。不移出的低涡正涡度垂直厚度浅薄,主要分布在400-500hpa之间,500hpa最大。低涡移出高原后,逐渐变得越来越深厚,5日低涡出海,表现为一个自海平面到高空的气旋式旋转气柱。移出高原后表现为微弱的低层辐合、高层辐散,相应地涡区内上升运动大大减弱。上升运动主要发生在涡区外围东侧、南侧的槽前脊后位置。移出高原的低涡垂直方向上几乎都是正涡度,200hpa最大。低涡东移过程中,正涡度随时间呈振荡形式变化,但500hPa正涡度总体呈增强趋势。 低涡水汽条件特征:低涡处于高原上时主要受到来自孟加拉湾的水汽输送。不移出的低涡在移动过程中,由水汽辐合状态逐渐转为微弱的水汽辐散。移出的低涡在高原上时始终存在水汽辐合,移出高原后,涡区只有微弱的水汽辐合或者辐散。涡区东南侧的槽前脊后区存在低空急流,该区域是水汽通量和水汽辐合的大值区。