内蒙古阿尔山地区暴雪过程中地形动力作用及融雪气象条件研究

Heavy snowfall is the primary disaster in Inner Mongolia in China during winter and spring. Except the immediate effect of snowfall itself, there will be runoff occurred due to the snowmelt in spring. Arxan area of Hinggan League in Inner Mongolia is one of the most serious disaster areas suffered by snowfall and later snowmelt flood. The previous studies about the topography dynamic effect on the snowfall and its mechanism of vapor source and convergence were less, and the acknowledgement on torrential snowfall mechanism was limited. What’s more, the conditions about torrential snowmelt runoff occurrence is unclear, thus the snowmelt runoff model and high-resolution simulation are difficult to improvement. Based on the science problems above mentioned, this project combining the studies on the snowfall in Arxan area and its later snowmelt, using observation data and mesoscale numerical model, will explore their dynamical and thermodynamical structure and the topography influence on vapor source and convergence. This project intends to examine the effect of snow, temperature and terrain on snowmelt development, and find its meteorological causes. Then based on the main elements affecting the snowmelt, a snowmelt runoff statistics model suiting Arxan area will be established, providing the scientific foundation for the snowmelt forecast improvement in Arxan area.

暴雪是我国内蒙古等地冬春季主要灾害性天气，危害周期较长，除了暴雪本身的即时影响，还会在春季融化，产生融雪性洪水（径流）。内蒙古兴安盟阿尔山地区是遭受暴雪及后期融雪洪水灾害最严重的地区之一。在以往研究中，地形对暴雪的动力作用以及暴雪水汽来源和集中机制的研究较少，对山地暴雪机理的认识有限。此外，山区融雪产生的条件还不清楚，很难发展有效的融雪径流模型，无法开展精细化预报。针对这些科学问题，考虑到暴雪危害的长期性，以及前期降雪为后期融雪提供物质基础，本项目把阿尔山地区暴雪及后期融雪结合起来研究，利用观测资料和中尺度数值模式，研究该地区地形对暴雪的动力作用以及水汽来源和集中机制；分析前期暴雪、气温变化和地形分布等对融雪的影响，研究融雪的气象成因；基于影响融雪的关键物理要素，发展适合阿尔山地区特殊气象条件和地形条件的统计融雪径流模型，为改善阿尔山地区暴雪及融雪洪水预报提供科学基础。

针对阿尔山地区复杂地形下的暴雪过程和积雪融雪过程，开展地形重力波、暴雪形成机理、融雪统计模型和暴雪预报方法研究，为暴雪和积雪融雪研究分析提供动力理论基础和新方法。在暴雪方面,取得的主要进展包括：研究了强降雪过程中重力波产生机制，大气环境不稳定性特征以及降雪系统触发机制，分析了降雪过程中波作用密度与降雪量的关系，发展了基于波作用密度的暴雪预报方法。这些成果为研究和预报复杂地形下暴雪发展演变提供了动力理论和新方法。在积雪融雪方面,取得的主要进展包括：分析了阿尔山地区积雪与大气温度和降水量气候统计关系，发展了阿尔山地区积雪深度微波遥感反演算法，初步建立了融雪性洪水的统计模型。这些成果为分析和预报积雪和融雪洪水提供了理论基础和新方法。在本项目执行过程中累计发表论文19 篇，SCI(E)论文12 篇。