九华山暴雨地形增幅作用的观测分析

摘要

九华山多年气象观测资料统计表明：山区降水量明显多于周边丘陵地区，其暴雨分布具有明显的山区地形雨特征。基于这一统计结果，进而利用自动气象站加密观测资料在时间分辨率、时间连续性及时效性方面的独特优势，对九华山近年来的暴雨过程中的山区雨量分布及与周边测点雨量的对比分析,以及山区下垫面物理过程对暴雨天气系统的影响进行综合分析，讨论山区地形作用是如何影响暴雨过程的降水地理分布、降水量及其强度，诊断地形影响的物理过程。结果表明：山区暴雨量分布受地形影响很大，降水量分布不均—迎风坡windward slope、喇叭口bell-mouthed terrain 处暴雨量偏多，不同高度上雨量分布有差异，且在一定高度内山体越高降水量越大的特点。山区下垫面物理过程在暴雨及强降水天气过程的增幅作用较为明显。其物理机制表现为：山区的湿热条件及不稳定能量均强于周边地区，非均匀下垫面的热力作用和山区地形作用形成的风场辐合影响强降水和强对流天气的形成和发展，气流过山造成的气流加强效应有利于低空急流的加强和维持。较好的湿热条件和过境系统的加强和发展使得过程降水量增大增强。通过对暴雨过程中尺度加密观测资料的进一步分析还发现，在强降水发生前，山区风场变化明显，且风场发生改变与强降水的开始和增强有一定的时间对应关系，风垂直切变的维持与主要降水段也有较好的相关性。逐小时地面自动站资料分析对山区强降水的形成、发展和消散具有很好的临近预报指示作用。上述分析还表明，山区暴雨的形成主要是在大环境背景下各个天气系统相互作用的结果，地形作用对天气系统的影响是个复杂过程。由于九华山地形空间尺度较小,很难定量诊断山区地形在降水过程中对各种系统作用的大小，但地形对暴雨的增强增幅作用是不容忽略的。这也为山区降水预报特别是强对流天气的临近预报提供分析方法和预报思路。