长江中游复杂地形对对流触发与降水分布的影响及机理
编号:405 访问权限:仅限参会人 更新:2026-08-03 22:00:44 浏览:0次 特邀报告

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摘要
长江中游地区涵盖山区、山麓和平原等复杂下垫面,地形动力和热力强迫对对流触发与降水分布的调制机制尚不清晰。本研究基于2016—2020年暖季地面自动站逐小时降水资料、卫星观测及WRF/CM1高分辨率数值模拟,建立山区(>400 m)、山麓(100–400 m)、平原(<100 m)三级地形分类体系,系统揭示不同地形区对流初生(CI)和降水的时空分布特征;通过多物理过程敏感性试验定量分离地形动力与热力强迫的相对贡献,阐明大别山区及二级地形影响对流触发与降水分布的物理机制。主要结论如下:(1)山麓地区为短时强降水高频区,总降水量和短时强降水量在5—6月以山麓最高、7—8月转为平原最高,日变化呈清晨与午后双峰结构;山区CI频次约为平原和山麓的2倍,高CI面积事件集中于午后热力不稳定最强时段,CI面积与地形高度呈正相关。(2)东风型背景下(弱天气强迫),大尺度偏东风与地表加热共同作用,地形动力通过背风坡绕流与爬流下坡辐合提供抬升条件,地形热力通过热力环流诱发上坡气流、降低边界层高度和自由对流高度(LFC)增强不稳定条件,二者协同触发背风侧对流。土壤湿度梯度敏感性试验进一步揭示,干化弱梯度条件下感热增加、潜热减少,动力作用增强而热力作用减弱,反而促进对流发展,修正了"湿润土壤更有利于对流"的简化认知。(3)当边界层偏东风与低空西风共存时,西风越过二级地形形成背风波,偏东风受地形强迫产生辐合上升,背风波东传与辐合区叠加形成转子,增强近地层持续抬升并延缓对流有效位能(CAPE)消耗,使降水峰值紧贴地形;当边界层为偏西风时,不同层次风速差异导致背风波相速分离,通过高低层背风波振幅叠加触发对流,降水峰值相对远离地形。对流触发需满足CAPE大于1400 J·kg⁻¹、LFC低于约1200 m的阈值条件。本研究提出的两类地形影响对流触发概念模型及定量判据,为提升长江中游复杂地形区强对流预报能力提供了理论支撑。
 
关键词
复杂地形;对流触发;降水分布;动力-热力协同;二级地形;边界层风场;数值模拟
报告人
孙建华
研究员 中国科学院大气物理研究所

稿件作者
孙建华 中国科学院大气物理研究所
魏倩 兰州大学大气科学学院
付亚男 中国科学院大气物理研究所
张元春 中国科学院大气物理研究所
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  • 08月12日 2026

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