PDF《暴雨和中尺 度气 象学 问题》

6 一7 月深 受梅 雨 暴雨 的灾 害.从1970年代 起 日本就 专 门组 织 了梅雨 的 观测试 验和 专题研 究,获得 了许 多 有关梅 雨 锋性质与特征 以及天 气尺 度与 中尺度 扰 动特征 的结 果.在这个 基础 上 日本发 展 了细 网格 的 区域降水预 报模式 , 并在 业务 上使 用,具有一 定 的暴雨预 报能 力.近年来 日本 又把暴雨 的研 究与亚洲 季风 的间题 联系起 来,试图从更 广泛 的时空 尺度研 究暴 雨 问题 . 美国的暴雨 主要由强 对流活动 产生 , 多表现 为 突发性暴雨 , 常常在几个 小时内在 局部 地 区骤 降 大量 降水 , 从 而造成 重大 灾害 . 例如1976年7月31日一8 月2白在美 国落 基 山东侧 科 罗拉 多 州大汤姆逊峡 谷地 区出现 了一场 大暴 雨[

8 ] ,

4 h 内降下 了高达

3 0

0 m m 的 降水 , 造成 了破 坏 性突发 性洪水 .

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7 2 年6月9一1

0 日在拉 皮特 城 出现 了一 次类 似 的暴 雨过 程[

0 ] , 最大降水 量达400mm,降水主 要是 出现在

1 一2 h 内.1981年5月24日夜 , 在 得克 萨斯 州 奥斯 汀地 区,一个 缓慢 移 动的多 单体雷暴仅 在2h内就产 生了20omm以上的 降水 , 引起 了该地区创 纪录 的洪水 [ l

0 〕 . 为了解 决暴 雨和 强 风暴天 气 的监 测与预 报 问题 , 美 国专 门制 定 了耗资 巨大为 期10年的 风暴计 划,目前 已在 美 国东部 和 中部地 区实施 . 同时也积 极发 展超短期预 报系 统 (主要 由NOAA的预报 系统 实验室 负责)和 中尺度 数值模式 , 在这 方面 已经取得了显著 的进 展.本文主要 从 中尺 度 气象学 的观 点,对暴 雨研 究和 预报 的现状 作一 综合评 述.2暴雨发生 的条件 暴雨 是在 几种尺 度 系统相 互作 用的情 况下 发生 发展 的.大尺 度 环流条 件对 暴雨 的发 生发 展有 明显 的制 约作 用,尤其是

3 d 以上的持 续性暴雨 要受到 行星 尺度 甚至 半球 尺度 长 波系统 的 影响 . 在这 种持续性大暴雨 发 生前或发 生中,行星尺度 长波 系统 一般 会经 历一 次 明显 的调 整过程,以后表 现 出异 常的 稳定性 . 持续性大暴 雨即出现在 长波系统 稳 定的 时期.在这种 情况 一下,天气尺度 和 中尺 度 降水系 统可 以在 同一地 区重 复出 现或沿 同 一路径 移动,以致造成很 大 的累积 降水 量.表1以1991年江 淮特 大暴 雨为 例说 明不 同尺度 的 影响 系统 与暴 雨形 成 的关 系图 . 概 括起 来,这次暴雨 的成因为 : 有 利的气 候背 景(E N S O 事件),持续异常的高 低纬 大尺 度 环流 (如阻 塞形 势 )和

3 次低 频振荡,连续东移的 天气 尺度低压 扰 动和 稳定的梅雨 锋 以及很 强的 低空 急流 , 极 其频 繁 的中尺 度对 流系统 活动 , 凝 结加 热的 正 反馈 作 用与 地形 的 降水增 幅作 用.上述因子 形成 一个 多尺 度 的复杂 的相 互作 用的 系统 , 最 后导 致1991年这一 场异 常的持 续性 特大暴 雨.关于中国 暴雨发生的温 湿和动力条 件,概括起来有以下几 点[l'

〕:(l ) 位势不稳 定层结;

(2 ) 低 空湿 舌 和深 厚湿 层,并且 有水 汽辐 合;

(3 ) 位势不稳定 释放 的启 动机制 ;

(4 ) 高低空急流及其 藕合作 用[ l '

・ '

3 〕;

(5 ) 弱 的风 垂直 切变 . 根 据中 国许 多次 大 暴雨 的动 力学 分析,也证实 了上述 条 件与 暴雨 发生 的密切 关系 . 根 据对 美 国暴雨 的研 究图 , 可 以概 括出7个天气和 物理 条件 : (1 ) 暴雨 及 其所造 成的 突发性 洪水 主要 与对 流性 系统 有关 ;