华北地区暖季对流初生的降水回波背景分类、时空分布及其环境特征
编号:33
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更新:2026-07-31 21:40:54 浏览:0次
张贴报告
摘要
对流初生(convective initiation,CI)是强对流形成与发展的关键阶段,准确识别其发生位置、发展过程及环境条件,对于提升强对流短时临近预报能力具有重要意义。已有研究多聚焦于局地新生对流,且对CI与既有降水回波相对位置关系的关注不足,因而不同发生背景下CI的时空分布、地形依赖及环境特征差异仍缺乏系统认识。本文利用2023–2025 年华北暖季6 min雷达组合反射率拼图资料,采用总变分-L1(TV-L1)光流法对新生回波进行前后向轨迹核验,构建华北CI事件数据集。在此基础上,依据新生对流核心与既有弱至中等强度降水回波的相对位置,将CI划分为嵌入型(embedded CI,ECI)、邻近型(adjacent CI,ACI)和孤立型(isolated CI,ICI),并结合环境场和地形资料,以未发展弱回波为对照,分析不同类型CI的时空分布、地形依赖及动力、热力和水汽条件差异。结果表明,2023–2025 年华北暖季共识别出19304 次CI事件,其中83.1 %发生在既有降水回波内部或邻近区域,说明既有降水回波是华北CI发生的重要背景。ECI分布最广,主要沿太行山–燕山山地及其山地–平原过渡带频繁发生;ICI空间分布相对局地化,高值区主要位于太行山中南部及部分沿海和半岛地区,并在复杂地形区表现出更显著的午后增强特征。相较于未发展弱回波,成功CI总体对应更湿润的中层环境、更强的上升运动和更大的对流不稳定度。进一步比较发现,ECI、ACI和ICI之间并不存在统一的单调环境梯度,而是分别对应动力组织、水汽输送、中层上升运动和地形调制的不同组合。其中,ECI与ICI的环境差异在不同地形区最为稳定,ACI则表现出明显的过渡特征,其与其他类型的可分性随地形类型和环境因子而变化。上述结果说明,基于CI与既有降水回波相对位置的分类分析,有助于减少不同发生情境混合造成的诊断信号模糊,揭示华北暖季不同类型CI在时空分布、地形依赖和环境条件上的差异,并为发展考虑降水回波背景的分类化CI临近预报方法提供科学依据。
关键词
对流初生;天气雷达;光流追踪;降水回波背景;环境条件
稿件作者
张嘉昕
中国科学院大气物理研究所
王莉莉
中国科学院大气物理研究所
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