地形对山西垣曲“0729”特大暴雨影响的数值模拟分析

摘要

利用WRF-ARW中尺度数值模式,对山西南部垣曲县喇叭口地形造成的“0729”特大暴雨过程进行了数值模拟和地形敏感性试验,通过分析暴雨云团的动力和微物理结构,探讨地形激发积层混合云系的结构特征及地形对暴雨云系的影响.结果表明:西风带系统与副热带系统相向而行是此次暴雨发生的环流背景特征,当中低空受偏南风急流影响时,垣曲县向南开放的喇叭口地形可使低层的辐合上升显著增强.特殊地形所激发的meso-β积层混合云团是造成此次特大暴雨的直接系统.地形敏感性试验结果表明:地形的变化对积层混合云系的动力结构、微物理特征等有显著影响.地形降低后,喇叭口效应形成的低层强辐合结构与强上升气流消失;下风方向低层辐合、中高层辐散配合强烈的上升运动,对流发展趋于旺盛,暴雨中心向地形下游移动.地形的变化对水相物质的微物理结构也有显著的影响.地形降低后,迎风坡上空上升运动减弱,进入到中间层上层的云水粒子减少,凝华生成的冰晶粒子减少,“播撒—供给”机制减弱,迎风坡降水强度明显减弱;下风方向对流加强,更多的云水粒子进入到中间层上层,降水强度加强.喇叭口地形的存在更有利于上游强对流发展并形成层积混合云系,对下游对流起抑制作用.