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一次台风过程对江淮梅雨影响的数值模拟研究

朱哲  钟中  
【摘要】:梅雨是指每年6月中旬至7月中旬,从我国江淮流域至日本南部狭长区域内出现的持续连阴雨天气。处于欧亚大陆中纬度的江淮地区,一方面受来自北方冷高压南下的冷空气影响,另一方面受沿副热带高压北上的暖湿空气的影响,春末夏初在长江中下游地区冷暖空气相持而形成准静止锋导致梅雨天气。梅雨是东亚地区特有的天气气候现象,直接影响着位于东亚季风区的中国夏季的降水。台风是最强的暴雨天气过程,一直以来备受国内外学者关注。中国地处欧亚大陆东侧,西临太平洋,天气气候深受西北太平洋台风的影响,在给我国带来充沛降水量的同时,也成为危害我国的主要自然灾害的天气系统之一。与之相伴的暴雨、狂风、巨浪和风暴潮,严重威胁我国沿海地区人民的生命财产安全,强度较大的热带气旋或登陆的热带气旋,甚至影响内陆地区的天气形势,造成人员伤亡与财产损失。台风与梅雨的相互作用的研究开始于20世纪80年代。最早,陈联寿[1]等(1979,1992)研究发现,台风与梅雨锋通过副高建立联系,即在梅雨稳定维持期,同样较稳定的副高形势使台风活动很少。Kang等[2]统计了1980-1991年间的南海热带气旋(包含台风)和转向热带气旋与梅雨的关系,得出85%的热带气旋对梅雨的影响显著,35%的热带气旋会导致梅雨结束的结论,与陈联寿统计的1980-1988年热带气旋与梅雨关系得出结论基本一致。陈永林和曹晓刚[3](2006)通过分析1996和1999年上海强梅雨,发现在强梅雨年的梅雨期内140°E以西的西北太平洋上无热带气旋活动,使副高脊线和梅雨锋得以持久稳定。研究成果大多数是早期台风现象的统计分析,较少涉及近些年台风个例及其与梅雨作用的直接研究。本文以2001年台风"飞燕"为例,利用WRF模式(Weather Research and Forecasting Model)和美国国家环境预报中心(NCEP)提供的FNL全球再分析资料,结合TRMM(Tropical Rainfall Measuring Mission)卫星测雨产品3B42提供的全球格点降水资料,模拟2001年梅雨环流形势及降水情况作为控制试验(CTL)。同时,设计在台风生成初期,剔除"飞燕"对称结构,研究移除台风"飞燕"后的梅雨期环流与降水的变化情况,与控制性试验结果作对比分析,记为敏感性试验(SEN)。模拟时段为2001年6月21日12时至6月29日12时,共192小时,每6h输出一次结果。试验结果表明:(1)WRF可以很好的模拟台风路径及强度变化:模拟路径的转向趋势与登陆位置与实况基本一致,台风中心最低气压与实况数值相差较小,均不超过5h Pa。(2)梅雨结束前期与台风同时存在,此时台风带来的短时强降水直接影响江淮流域,降水强度较大,分布较集中。降水分布范围与强度的模拟显示,针对2001年6月21日12时至24日12时江淮地区大于100mm的强降水的模拟十分成功,强降水中心主要位于其东北部。(3)副热带高压的南北移动决定东亚夏季雨带的位置,影响着江淮梅雨的发生、发展与结束。控制试验模拟的副热带高压的位置与实况资料大致相似,为揭示梅雨发展变化的机理奠定基础条件。此外,对高低空大风速区的位置模拟也很相似。(4)出梅后,敏感性试验的25号24h累积降水量(240mm)明显高于控制试验(100mm),说明敏感性试验中梅雨的环流形势仍可以继续维持,台风破坏了原有的降水维持条件,导致梅雨的提前结束。

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