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大别山区东风背景下对流初生的统计特征和触发机理研究

对流初生；大别山区；地形强迫；数值模拟

主题1 天气、气候、全球变化、行星大气 > 专题1.25 中尺度对流系统与中尺度涡旋的发生演变及成灾机理

本文基于大别山区203次对流初生（Convection Initiation；CI）事件，利用CI客观识别、环流客观分类和数值模拟方法，研究了5年暖季大别山区东风环流背景下CI事件的时空分布、环境特征和形成机理。东风型CI多发生于8月、正午至午后，受气旋性环流南侧偏东风与地形共同影响，集中在大别山区西南侧背风坡，多为强度较弱的局地热对流。大气环境场表现为弱天气尺度强迫、弱垂直风切变、强热力不稳定及高水汽条件；地表环境场表现为山区土壤湿度和地表热通量高于平原且空间分布不均的特征。典型CI个例的半理想数值模拟进一步揭示了东风型CI的发展特征与触发机理。上游气流沿大别山东南-西北走向的山脊，在多个小尺度山峰两侧绕流后与爬坡后的下坡气流在背风坡地面形成辐合区。到中午，由于山脉的热力作用增强，地面温度接近或高于对流温度，同时，热力作用诱发的爬坡气流使背风坡辐合区进一步增强并扩展至自由对流高度以上，于11 BJT前后在大别山区背风侧多个位置产生CI。在此过程中，地形动力与地表热力协同驱动背风坡CI。大别山主体地形的动力抬升与背风坡辐合是CI发生的必要条件，地表感热通过驱动热力环流直接增强抬升，潜热则通过调节大气湿度与层结不稳定提供有利触发环境，而土壤湿度分布通过调控感潜热分配进一步影响CI及后续降水的发展强度。