江淮流域暖切变型暖区暴雨的客观识别与分析

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暖切变型暖区暴雨(WSWR)是暖式切变线作为天气背景的暖区暴雨(WR)类型。本文利用中国自动站与CMORPH降水产品融合的逐小时网格数据集以及ERA5的再分析资料,对2010~2017年4~9月的江淮流域暖切变型暖区暴雨进行客观识别与验证。基于暖区暴雨与暖式切变线的定义,综合考虑中尺度暴雨团、锋面、暖式切变线的客观识别标准,2010~2017年来共确定暖区暴雨团1268个,暖切变型暖区暴雨团451个。空间上,WSWR雨团与WR雨团的频次大值区分布较一致,均位于皖赣鄂三省交界处及江淮沿海区域。时间上,WSWR雨团多出现在6月中旬到7月中旬,此期间WR雨团中40%以上是WSWR雨团,且两类雨团的频次大值区位置有随主雨带一致向北推进的特点。WSWR发生频次的日变化呈现双峰结构,分别出现在08~13时、20~22时(LST),雨团的小时降水量高峰值主要出现在午后(13~19时LST)和清晨(01~05时LST)。针对江淮沿海地区的WSWR雨团频次高发区,基于该地70个WSWR雨团的32个暖区降水事件,对江淮沿海地区WSWR事件发生时的天气环流场与热动力特征进行分析,结果表明,WSWR事件降水区主要位于西太平洋副热带高压的西北部,暖式切变线的南部。对于水汽条件的分析结果显示,在对流层的中低层(875~700h Pa)水汽沿西太副高的西边缘从南海向江淮沿海地区输送,在对流层的底层(1000~900h Pa),水汽在东南风的作用下从中国东部沿海向江淮沿海地区输送,对流层中低层水汽充沛。热动力分析表明,在对流层低层水平湿度平流和暖平流的作用下,WSWR事件发生前,950h Pa的假相当位温不断加强并在降水开始前3小时达到最大,对流层底层的暖湿能量积聚加强。在海陆地形的作用下,边界层风场进入内陆风速减小,在江淮沿海地区产生辐合,触发对流,产生暖区暴雨。进一步对热动力场进行多尺度分析,结果表明,大尺度的动力场背景下的中小尺度的热力扰动场对江淮沿海暖区暴雨的形成起主导作用。对江苏PWAFS业务数值预报系统2017年5次WSWR过程的预报结果进行诊断评估,结果表明,模式对于WSWR雨团与WSWR过程预报效果不好,TS评分偏低。对比模式资料与实况资料分析其中漏报的一例WSWR事件,发现模式对于边界层风场的预报存在较大的正偏差,未报出海岸地区风向、风速的变化,未报出水汽辐合,造成江淮沿海地区WSWR事件漏报。观测分析与数值预报结果诊断表明,海陆地形作用下,边界层风场的辐合作用,是江淮沿海地区WSWR事件的主要触发条件。
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