青藏高原对流系统动热力结构与降水的多源资料综合分析

Because of the unique topography and dynamic thermal effects on Tibetan Plateau, it becomes an very active region of convective systems, and these convective systems can move eastward and southward to affect the rainfall of China. Tibetan Convective Systems play an important role in the amount of annual rainfall over the East Asian. The original location of many heavy rainfall activities, storms, hail and other disastrous synoptic processes over the East China can be tracked back to Tibetan Plateau. So the mechanism of propagation, development, life cycles, and the structure of rain and cloud of the Tibetan Convective System is a very important scientific question. .Using the International Satellite Cloud Climatology Project (ISCCP) cloud datasets over the 14 years from 1998 to 2011, we select the convective systems originated over the Tibetan Plateau, and classify them into three categories according to their propagation direction. With the Tropical Rainfall Measuring Mission (TRMM) rainrate and Japanese Re-Analysis datasets (JRA), the favorable dynamic and thermodynamic condition for Tibetan Convective System moving out can be get through this project. We also conduct analyses of dynamic and thermodynamic structures and rainfall distributions of these convective systems over and out of the Tibetan Plateau as well as a comprehensive study of their seasonal variations. .In order to overcome the difficulty of lack of conventional observation data over Tibetan Plateau, we will fully take the advantage of meteorological satellite observation in this project and try to find and analyze the structure of Tibetan Convective System in an overall way. The result of this project will make people understanding the structure and precipitation distribution of Tibetan Convective Systems better. In addition, by finding out the moving and developing mechanism of these convective systems, it will aslo supply a new idea to improve the forecasting capability of Tibetan Convective Systems.

青藏高原独特的地形及其所造成的动热力作用使得高原上空对流系统（CS）活动频繁，这些CS经常东移南下，影响我国降水。对我国东部大范围暴雨、雷暴、冰雹等灾害性天气过程的研究表明，其初始扰动常可以追溯到青藏高原。因此，对青藏高原CS移动、发展、消亡机制，及其对应降水及降水云特征的研究是一个具有重要意义的科学问题。本项目首先利用14年的ISCCP静止卫星云资料，提取出生于青藏高原的CS，并按照移动特征对高原CS进行分类；其次，结合JRA再分析资料和TRMM卫星降水资料，获得各类高原CS的动热力结构和降水分布；最后，将各类CS移出高原前后的动热力结构和降水分布进行对比分析，提取出有利于CS移出高原的动热力条件，研究各类CS的移动发展机制。项目有效利用卫星观测优势，克服因高原地区缺少常规观测资料给CS研究造成的困难，对进一步认识高原CS结构特点和降水分布，了解其移动发展机理，提高预报能力有积极意义。

青藏高原对流系统（TCS）对东亚地区降水具有重要贡献，我国东部大范围暴雨、雷暴、冰雹等灾害性天气过程，其初始扰动常可以追溯到青藏高原。由于青藏高原范围广大，地理和气候环境恶劣，气象测站十分稀少，常规观测资料很难满足研究所需，这使得以往对TCS缺乏长期系统性的研究。项目利用1998-2004年ISCCP静止卫星云资料，发展了一个新的TCS提取方法，新方法剔除了高原卷云和卷层云的影响，并按照TCS的不同移动特征，对TCS进行分类，结合TRMM卫星降水资料和JRA再分析资料，项目研究了TCS数目、生成源地、影响范围、云、降水和动热力结构的分布、日变化和季节变化特征。主要结论如下：.TCS按照移动规律可分为东移出高原（26%）、南移出高原（23%）和无法移出高原（51%）三类，其中无法移出高原的TCS又可分为向东无法移出高原（39%）和向西（12%）无法移出高原两类。只有少数TCS在高原切变线、小涡、低压天气背景下生成，绝大多数TCS都是生成于其他天气背景中；TCS在高原内部的时间大多都在24hr以内，且以12hr的出现概率最高。无法移出高原的TCS只有少数（6.8%和8.7%）的生命史超过24hr，而移出高原的TCS则有30.4%（东移出高原）、49.8%（南移出高原）的生命史超过24hr。.TCS的生成数目存在明显的日变化特征，午后生成最多，凌晨最少，呈明显的单峰分布。TCS内部各类动热力参数和降水也都具有明显的日变化特征，但和TCS数目的日变化特征不同，夜间TCS相对湿度、涡度更强，对应降水强度也大于白天。.青藏高原上空TCS数目存在明显的季节变化特征，夏季TCS最多（50%），冬季最少（8%），春秋其次。各季节TCS对高原内部地区降水都贡献巨大，而对高原以外地区，受大气环流影响，TCS的影响范围具有明显的季节变化特征，春季TCS主要影响高原东部地区，夏季TCS对高原东部和南部地区都有贡献，秋季TCS主要影响高原东部和南部的临近地区，而冬季TCS对高原外地区影响较小，主要是高原东部临近地区。高原上空TCS的各类云特征参数、地面降水、动热力结构具有一致的季节变化特征，且都是在夏季最强而冬季最弱。