南京大学学报(自然科学版) ›› 2024, Vol. 60 ›› Issue (2): 209–217.doi: 10.13232/j.cnki.jnju.2024.02.003

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青藏高原东部地形对四川盆地东北部一次暴雨过程的影响

艾真珍1,2, 董寅硕2, 徐昕1(), 季玉枝1, 衡志炜3   

  1. 1.中尺度灾害性天气教育部重点实验室，南京大学大气科学学院，南京，210023
    2.南京信息工程大学，南京，210044
    3.中国气象局成都高原气象研究所，高原与盆地暴雨旱涝灾害四川省重点实验室，成都，610072
  • 收稿日期:2024-02-01 出版日期:2024-03-30 发布日期:2024-03-29
  • 通讯作者: 徐昕 E-mail:xinxu@nju.edu.cn
  • 基金资助:
    国家重点研发计划(2023YFC3007502);第二次青藏高原综合科学考察研究(2019QZKK0105)

Effect of topography of eastern Qinghai⁃Xizang Plateau on a rainstorm occurred in northeastern Sichuan Basin

Zhenzhen Ai1,2, Yinshuo Dong2, Xin Xu1(), Yuzhi Ji1, Zhiwei Heng3   

  1. 1.Key Laboratory of Mesoscale Severe Weather，Ministry of Education，and School of Atmospheric Sciences，Nanjing University，Nanjing，210023，China
    2.Nanjing University of Information Science and Technology，Nanjing，210044，China
    3.Institute of Plateau Meteorology，CMA，Heavy Rain and Drought?Flood Disasters in Plateau and Basin Key Laboratory of Sichuan Province，Chengdu，610072，China
  • Received:2024-02-01 Online:2024-03-30 Published:2024-03-29
  • Contact: Xin Xu E-mail:xinxu@nju.edu.cn

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2

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1615

摘要：

针对2021年8月8日发生在四川盆地东北部的一次暴雨，利用地面观测和再分析资料，结合WRF （Weather Research and Forecasting）敏感性数值试验，研究了青藏高原东部地形对本次暴雨过程的影响和机理.结果表明，暴雨发生期间四川盆地主要受500 hPa高压脊影响，青藏高原东南侧绕流形成的西南气流向暴雨区输送暖湿空气，并在盆地形成低涡.高低空系统的耦合使得气流辐合抬升，为暴雨发生提供了良好条件.当青藏高原东部地形高度降低以后，地形对气流的阻挡作用减弱，原先高原东南侧绕流产生的西南气流减弱变为偏西气流.同时，高原东北侧的西北气流加强并南下，进一步减弱四川盆地的南风分量和水汽输送，最终导致水汽在四川盆地东南侧聚集和暴雨落区的南移.

关键词: 四川盆地, 地形作用, 强对流, 数值模拟

Abstract:

In view of a rainstorm that occurred in the northeast of Sichuan Basin on 8 August 2021，this paper uses ground observation and reanalysis data，combined with WRF （Weather Research and Forecasting） sensitivity numerical experiments，to study the influence and mechanism of the eastern Qinghai?Xizang Plateau topography on this rainstorm process. The results show that during the rainstorm，the Sichuan Basin was mainly affected by the 500 hPa high ridge. The southwest airflow formed by the flow around the southeast side of the Qinghai?Xizang Plateau transported warm and humid air to the rainstorm area，and formed a vortex in the basin. The coupling of high and low altitude systems makes the air flow converge and rise，providing good conditions for rainstorm. When the terrain height in the eastern Qinghai?Xizang Plateau decreases，the blocking effect of the terrain on the airflow weakens，and the southwest airflow generated by the flow around the southeast side of the plateau weakens and becomes a westerly airflow. At the same time，the northwest air flow on the northeast side of the plateau strengthened and moved southward，further weakening the southerly wind component and water vapor transport in the Sichuan Basin，which eventually led to the accumulation of water vapor on the southeast side of the Sichuan Basin and the southward movement of the rainstorm area.

Key words: Sichuan Basin, topographic action, strong convection, numerical simulation

中图分类号: 

  • P445

表1

物理过程参数化方案设置"

物理过程参数化方案名称
微物理过程New Thompson[22]
长波辐射过程RRTMG[23]
短波辐射过程RRTMG[23]
近地面层过程MYNN[24]
陆面过程Noah[25]
边界层过程MYNN[24]

图1

模式地形高度：(a) CTL试验，(b) THS试验The red line denotes the contour line of 2000 m terrain elevation."

图2

台站观测的2021年8月7日12时至8日12时累积降水量分布(单位:mm)The red asterisk in the picture represents the location of Dazhou Station."

图3

ERA5再分析资料不同高度的环流形势(a) 500 hPa geopotential height (blue contour line，unit: gpm)，temperature (red contour line，unit: K)，horizontal wind field (vector，unit: m·s-1)，and 200 hPa wind speed (colored，unit: m·s-1)，in which the black box in the figure is the rainstorm area，and the mapping area in Fig.3b and Fig.3c，(b) 700 hPa geopotential height (blue contour line， unit: gpm)， equivalent potential temperature (red contour line，unit: K)，horizontal wind field (vector，unit: m·s-1)，and (c) 850 hPa geopotential height (blue contour line，unit: gpm)，temperature (red contour line，unit: K)，horizontal wind field (vector，unit: m·s-1)，and wind speed (colored，unit: m·s-1)."

图4

ERA5再分析资料7日06时的探空The sounding is centered at the green asterisk in Fig.3a，averaged in an area of 1°×1°. Red and blue lines denote temperature and dew?point temperature，respectively (units: ℃). The full (half) wind barb represents 4 m·s-1 (2 m·s-1)."

图5

2021年8月7日12时至8日12时总累积降水量(单位: mm)（a） Station observation，（b） CTL，（c） THS"

图6

8月7日12时至8日12时平均的850 hPa位势高度(蓝色等值线，单位：gpm)、温度(红色等值线，单位：K)、水平风速(填色，单位：m·s-1)和水平风场(矢量，单位：m·s-1)：(a) ERA5，(b) CTL，(c) THS"

图7

8月7日12时至8日12时平均的500 hPa位势高度(蓝色等值线，单位：gpm)、温度(红色等值线，单位：K)、水平风速(填色，单位：m·s-1)和水平风场(矢量，单位：m·s-1)：(a) ERA5， (b) CTL，(c) THSThe black box area in the figure represents the area shown in the cross?sectional view in Fig.8."

图8

8月7日12时至8日12时平均的暴雨区上空105°~110°E纬向平均的经向风的纬度?高度剖面图(a) ERA5， (b) CTL， (c) THS"

图9

7日12时至8日12时平均的700 hPa比湿(填色，单位: g·kg-1)、位势高度(蓝色等值线，单位:gpm)、相当位温(红色等值线，单位:K)和水平风场(矢量，单位: m·s-1)： (a) ERA5，(b) CTL，(c) THS"

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