理想地形下不同云微物理方案对登陆台风降水增幅影响的数值研究
2021-01-26曾智华管靓陈联寿高志球李煜斌
海洋气象学报 2020年4期
曾智华,管靓,陈联寿,高志球,李煜斌
(1.中国气象局上海台风研究所,上海 200030; 2.上海海洋气象台,上海 200030; 3.中国气象科学研究院,北京 100081; 4.中国科学院大气物理研究所,北京 100029; 5.南京信息工程大学,江苏 南京 210044)
引言
地形降水的形成和增强机制极为复杂,它极其依赖于上游气流的动力学和热力学条件、云层间的相互作用、动力学和云微物理过程之间的相互作用以及山脉的几何形状等。过去,已经提出了几种主要的形成和增强机制:气流稳定上升作用[1];湿不稳定性释放[2-3];山脉几何形状的影响[4-6];热力作用和地形强迫影响[7-8];云播撒机制[9-11]以及云微物理动力作用[12-14]。其中,云微物理过程与地形引起的动力学过程相互作用,可以通过以下各种方式来增强降水:增加水蒸气和水凝物的垂直输送;降低山地上方的抬升凝结高度而增强降水;改变降水中云微物理途径;在更高的山面上截集水凝物;与云微物理的时间尺度相比,改变空气运动的水平对流时间尺度,从而改变山脉的降水分布;改变降水效率;增加随着下坡绝热变暖而产生的蒸发;变化湍流引起的小尺度地形降水不稳定性等方式。实际上,云播撒机制也可以看作是这种云微物理动力作用机制的一种特例。当气流过山被迫上升,可形成地形“受播”云,在该“受播”云上方是大尺度上升运动造成的“播撒”云,“播撒”云的降水是以中等强度的稳定层状云降水出现的。当“播撒”云的降水遇到水汽含量高的“受播”云环境,降水雨滴会提高碰并云滴效率,从而使得降水量增幅显著。……
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