“圣帕”台风暴雨的中尺度诊断和数值模拟

【摘要】： 本文对台风“圣帕”形成发展的大尺度环境场,以及水汽、动力、热力条件进行了较为系统的分析。发现“圣帕”登陆后低压环流长久维持,路径多变,暴雨区主要分布在台风路径左侧。其主要原因是大陆的一环副高稳定少动,不利于台风登陆后西南移。中纬度大陆高压经向发展及长时间控制,为暴雨区提供高空辐散条件。而东部受西太平洋副高西侧偏南气流以及西南季风云系的共同作用。特别是中纬度高压与西南季风的稳定维持,形成有利环流境场。西南低空急流为暴雨区输送大量暖湿不稳定能量。台风环流北侧的空气干燥高温,南侧东侧相对低温而含水丰富。这两种不同性质的空气相遇、低空急流左侧强烈辐合上升,形成中-α尺度或中-β尺度的强降雨对流云团,造成强降水。另外,台风深入内陆,大多沿着江河谷地势低的地带移动,陆面丰富的水汽输送也有利于台风低压登陆后长久维持。 采用NCEP资料,运用WRF中尺度模式对2007年8月13日18时—19日18时的台风过程进行了模拟。在模拟可信的基础上,利用分辨率较高的模式输出结果对台风进行了研究。分析结果表明总风暴相对螺旋度在强降水初期与落区对应较好。并且强降雨区对应着低层湿负位涡、高层正湿位涡。这种配置反映在低层湿对称不稳定度大的情况下,受高层MPV的高位涡扰动,加上等熵面的倾斜,导致垂直涡度发展,有利于强对流的发生和维持。强降水中心附近,始终存在正位涡。正位涡的增大减小,强降水也增强或减弱。高位涡异常是强降水发生发展有利机制。 利用模式输出资料对螺旋雨带进行了分析,螺旋带的动力学和热力学垂直结构表明,台风中的气旋式涡度、垂直运动、水平动量和热量也都集中在螺旋雨带中,即台风带来的狂风暴雨都与螺旋带相伴随。螺旋雨带的结构分析还表明,它的水汽主要来自850hPa以下,由于在对流层低层存在分别从外侧和内侧向螺旋雨带辐合的西南气流分量和东北气流分量,并且这一对相向的速度分量之间的距离非常近,因此伴随着非常强的辐合。低层水汽加速向上输送,非常有利于对流的发展。螺旋雨带外侧辐合气流中气压梯度力使气流加速在螺旋雨带的外侧形成中尺度强风带。