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臺風“暹芭”引發鄂北暴雨不同階段中尺度特征及成因分析
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中國氣象局預報員復盤專項(FPZJ2023-081)資助


Analysis on Mesoscale Characteristics and Causes of Different Stages of Rainstorm in North Hubei Caused by Typhoon Chaba
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    利用常規氣象觀測資料、ERA5再分析資料和數值模式資料,對2022年7月4—5日臺風“暹芭”深入內陸引發的鄂北暴雨不同階段降水中尺度特征及環流背景、物理量環境場、可預報性等進行分析。結果表明:①此次過程是發生在臺風北上與西風槽結合的環流背景下,中低層700~925 hPa“暹芭”東側強盛的偏南急流配合高空臺風低壓環流為強降水提供了動力抬升條件和水汽供應條件。按照系統影響可將此次過程分為螺旋云帶和低壓主體兩個降水階段,兩個階段都有明顯的對流性暖云降水特征,小時雨強大,但螺旋云帶降水持續時間短,范圍分散,而低壓主體降水持續時間長,范圍廣,累計雨量大。②螺旋云帶階段雨團出現前向傳播特征,導致雨團加速西移;低壓主體階段MCS(Mesoscale Convective System)快速高度組織化,東移速度緩慢,并出現“列車效應”。導致兩個階段雨團演變差異的主要原因是螺旋云帶階段具有強對流性不穩定和潛勢能量,但中低層的垂直運動和水汽輻合弱,對流觸發相對分散,維持時間短,主要以環境風場配合降水冷區形成的冷出流觸發為主;而低壓主體階段也有較強的對流不穩定,低層輻合高層輻散形成的上升運動、中低層水汽輸送及輻合均較螺旋云帶階段顯著增強,同時北方冷空氣侵入形成能量鋒區,為大范圍較長時間的強對流提供了有利的熱力、動力和水汽條件。地形阻擋作用使MCS出現后向傳播,與天氣尺度系統共同影響形成“列車效應”。③此次過程暴雨的短期可預報性高,但降水極值及強中心落區可預報性低。相較而言,全球模式對于低壓主體降水預報更有優勢,其中ECMWF效果最優,而中尺度模式對于螺旋云帶階段降水預報更有優勢。

    Abstract:

    Based on conventional meteorological observation data, ERA5 reanalysis data and numerical model data, the mesoscale characteristics, circulation background, physical quantity environment and predictability in different stages of typhoon Chaba rainstorm at northern Hubei are analyzed. The results indicate that: (1) This process occurred under the circulation background of the typhoon moving northward and the combination of the westerly trough. The 700-925 hPa strong southerly jet on the east side of typhoon Chaba, combined with the upper-level typhoon circulation, provided the dynamic lifting conditions and water vapour supply conditions for the heavy precipitation. According to the influence of the system, this process could be divided into two precipitation stages: spiral cloud belt and low pressure main body. Both stages had obvious characteristics of convective warm cloud precipitation, and the hourly rain was strong. However, the precipitation in the spiral cloud belt was short in duration and dispersed in scope, while the precipitation in the low pressure main body was long in duration, wide in scope and large in cumulative rainfall. (2) The primary factor contributing to the disparity in rain mass evolution between the two stages lay in the fact that the spiral cloud belt stage exhibited robust convective instability and potential energy, while vertical motion and water vapour convergence at mid-to-low levels were relatively weak. Consequently, convective triggering was more dispersed and short-lived, primarily driven by cold outflows generated by ambient wind fields and cold precipitation areas. Conversely, during the main stage of the low pressure main body, there was also strong convective instability. The ascending movement, water vapour transport and convergence formed by the convergence of the lower level and the divergence of the upper level were significantly enhanced compared with the spiral cloud belt stage. At the same time, the cold air from the north invaded into the energy front, providing favourable thermal, dynamic and water vapour conditions for a large range of strong convection for a long time. Additionally, topographic blocking effects induced backward propagation of mesoscale convective systems (MCS), which together with synoptic-scale systems gave rise to a “train effect”. (3) In this process, the short-term predictability of heavy rain was high, but the predictability of precipitation extremes and strong central falling areas was low. In comparison, the global model had more advantages for the precipitation forecast of the low pressure main body stage, among which ECMWF yielded the best results, while the mesoscale model had more advantages for the precipitation forecast of the spiral cloud belt stage.

    參考文獻
    相似文獻
    引證文獻
引用本文

賀曉露,李格,譚江紅.臺風“暹芭”引發鄂北暴雨不同階段中尺度特征及成因分析[J].氣象科技,2024,52(5):668~680

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  • 收稿日期:2023-10-07
  • 定稿日期:2024-06-17
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  • 在線發布日期: 2024-10-30
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