130 / 2023-03-28 15:50:33

珠江口复杂下垫面对粤港澳大湾区龙卷风暴的重要影响机制

粤港澳大湾区,龙卷风,季风,辐合边界,相控阵天气雷达

粤港澳大湾区城市化进程迅猛，人口分布稠密，工业化程度较高，因此受强对流灾害天气影响显著。该区域也是龙卷风高发区之一，龙卷风一旦在城市发生极易引发重大人员伤亡和财产损失。其独特的复杂下垫面与区域气候特征对龙卷风暴的生消具有重要影响。相较于江淮流域，大湾区龙卷强度总体偏弱，龙卷监测预警面临巨大挑战。随着近年来大湾区城市群相控阵雷达组网的部署，对龙卷风已形成一定的探测能力，为龙卷风暴的发生发展机制研究带来新契机。本研究以揭示受西南季风和复杂下垫面共同影响下的地面辐合边界特征规律为切入点，借助先进的相控阵天气雷达并结合数值模拟，探讨不规则海岸线特征对区域龙卷风暴的重要影响机制。研究显示，低层季风气流在大湾区喇叭口海岸下垫面的扰动下，易在珠江口西岸频繁生成地面辐合边界；当城市群风暴生成后，冷池出流与该辐合边界发生相互作用形成“三界交点”环境垂直涡度。由边界相互作用导致的局地强垂直涡度，易被对流上升气流进一步拉伸增强形成中涡旋甚至龙卷风，这是大湾区弱切变环境下风暴中涡旋的初始涡度重要来源。该研究结果阐释了在粤港澳大湾区独特区域气候背景下，季风气流与对流风暴在复杂下垫面影响下的跨尺度相互作用，是激发区域龙卷风暴的一种重要机制。