2003年7月3～4日淮河流域暴雨过程的模拟分析

摘要

本文以2003年7月3～4日发生在淮河流域特别是安徽省北部的强降水过程为例，利用全物理过程的中尺度气象模式MM5对此次暴雨过程进行数值模拟，对数值模式的模拟结果进行初步分析，检验模式对梅雨期暴雨的预报能力并验证观测分析的一些结果；证实降水是否与近地层中-β尺度辐合线的生成有关，并进一步更加细致地了解该辐合线的三维结构特征.通过对数值模式模拟结果的初步分析，研究发现: 　　1、MM5非静力中尺度模式对本次大暴雨过程环流背景、降水生命期和降水总体分布随时间演变的趋势以及暴雨过程中的中尺度对流系统的雷达回波特征的模拟有一定的合理性，其中对于第二次雨团活动期降水过程的模拟是成功的.另外可以看到，在常规观测资料条件下，模式基本可以模拟出中-α尺度和100公里左右的中-β尺度天气系统，但对于时空尺度更小的且发展比较强盛的中-β(γ)尺度系统，则有较大的局限性.而模拟的第三次雨强峰值的偏强，可能与模拟结果的4日00时高空急流核的新生发展、快速东移有关，有待进一步验证. 　　2、来源于孟加拉湾的西南气流、来自于副高南侧的偏南气流和南下的冷空气三股气流在淮河流域形成一个明显的辐合区.模拟的低层中-β尺度辐合线先于降水发生前产生，其发展、移动和减弱消失与暴雨的发生、加强及减弱的变化过程相对应，对应雷达回波演变，也可以看到线状回波的迅速发展与这条中-β尺度辐合线的生成有关.说明低层中-β尺度辐合线是造成此次大暴雨的中尺度影响系统. 　　3、通过模拟的高时空分辨率资料进行诊断分析，进一步了解低层中-β尺度辐合线的三维结构特征.辐合线呈东西走向，穿过最大降水中心，随高度增加往北倾，高度可达600hPa左右.辐合线上有多个对流单体排列，强对流单体位于低层辐合高层辐散地区，750hPa辐合达到最强，并向上延伸到600hPa，之后转为正散度，辐散中心在450hPa.正涡柱中心在低层700～650 hPa附近，可向上一直伸展到200hPa.整层上升，上升速度中心在550hPa.低层有水汽通量辐合.降水最大时，为稳定层结，可向上伸展到300hPa.从温度离差可以看出强对流单体是一个暖心结构.降水中心在降水最大的时刻对应着上升运动的大值区，上升运动可达250hPa；在100～200 hPa之间吹西北风；在降水中心南侧400～650 hPa之间有一个环流，北侧450～850之间为下沉气流.300～800 hPa之间东西向气流呈上下波动走向，降水区的东西侧有多个上升运动大值区.模拟结果还表明，各种形势场的突然减弱消失与高层辐散形势减弱有关.