夏季风过渡区下垫面非均匀性对一次暴雨影响的数值模拟

摘要

下垫面性质非均匀性造成的陆气能量通量差异是影响局地强降水发生的重要原因.中国夏季风过渡区植被过渡快、性质差异大,非均匀性强,是极端降水多发区.为了探究该区域下垫面非均匀性对强降水的影响,在统计分析下垫面特征基础上,对2017年8月28-29日受西太平洋副热带高压西南暖湿气流和中高纬南下冷空气共同影响下的典型暴雨过程,利用中尺度模式WRF3.8及NCAR-LSM陆面模型,设计敏感试验,探讨下垫面种类变化对暴雨强度、落区及通量参数的影响.结果表明:该区域分布着3～6种下垫面,青海东部到甘肃中部下垫面种类相对单一,非均匀性弱,而西北地区东南部、四川北部下垫面种类多在6种以上,非均匀性强.模式单一格点中代表性下垫面类型对陆气通量贡献率不足50％,表明仅用单一下垫面计算陆气通量不适宜.随着模式格点中下垫面种类的增加,不同量级的降水区面积与实况更加接近,且主雨带网格内陆面特征物理量的非均匀性增强.相比于控制试验,两组敏感试验模拟的浅层地表温度、地表热通量、感热通量、潜热通量等在白天均有所减弱,一定程度上消弱了因未考虑下垫面非均匀性而导致的陆面特征物理量误差偏大的现象,从而减小了对流有效位能,抑制对流性降水的产生,一定程度上降低了降水的正偏差.