鄱阳湖对过境对流天气影响的机理研究

Large lake effect on convective weather is a signifcant research topic in current atmospheric science. Poyang Lake, the largest freshwater lake in China, significantly influences the structures of temperature and humidity of the middle and low atmosphere layer and the physical process in boundary layer due to the complexity of terrain and the inhomogeneity of water-land surface, which can eventually influences the occurrence, development and disappearance of the meso-and micro-scale convective weather system passing over the Lake. Operationally, it is often found that when the meso-and micro-scale convective weather system passes over Poyang Lake, its intensity varies obviously, which increases the forecasting difficulty. In addition, some of the oversea research results can not be referred directly. Therefore, it is of great scientific signifcane to research and analyze the lake effect on transit of convective weather system..In recent year, a high-density comprehensive observation network has been estabilshed in Poyang Lake region by Jiangxi Meteorological Department, which includes the DOPPLER radar, lighting positioning, GPS/MET, mesoscale automatic weather station, and so on. In this project, combined with the high resolution mesoscale numerical model and the additional lake temperature observation, these observation data, as well as the gradient and turbulent observation data from the two towers in Poyang Lake area, will be used to study the law and mechanism of Poyang Lake effect on the transit of convective weather system. The results of this project will enrich the research contents of mesoscale meteorology in China and provide scientific support to improve the convective weather forecasting capabilities in large lake region.

大型湖泊对对流天气的影响是当今大气科学的重要研究课题。鄱阳湖是我国最大的淡水湖，由于该地区复杂的地形和水陆地表性质不均匀性，对大气中低层的温湿结构和边界层物理过程有显著影响，进而影响经过鄱阳湖的中小尺度对流天气系统的发生、发展和消亡，致使严重灾害性天气时有发生。在实际预报中，难度较大。国外学者已有的一些研究结果难于直接借鉴。因此，立项研究很有必要。本项研究，将利用近年来江西在鄱阳湖地区逐步建成的高密度综合气象观测网，包括新一代天气雷达、闪电定位仪、GPS/MET监测站、中尺度自动气象站等资料，以及湖区的2座气象观测塔梯度与湍流资料，并结合高分辩的中尺度数值模式的模拟结果，再辅以必要的湖温观测实验，深入研究鄱阳湖对过境对流性天气的影响规律，揭示其发生发展机理。其结果不但可以丰富我国中尺度气象学研究的内容，同时还可为改进我国大型湖泊地区对流性天气的预报提供帮助。

对鄱阳湖对过境对流天气影响进行了初步分析，结果表明，冬季（11月-次年2月）鄱阳湖对过境天气对流系统影响不明显，但全年减弱影响比增强影响明显。通过对典型个例的深入分析，发现：虽然大尺度天气背景条件是降水天气发生的主要原因，但鄱阳湖区复杂地形地表对降水具有重要的影响。强降水发生前，近地面边界层水汽累积，不稳定增加；强降水过程中，近地面层风场湍流动量通量下传和水平输送增加，鄱阳湖的水汽输送加强降水强度。同时，湍流动能达到最大值，地表作用明显，近地面边界层的湍流场为暴雨提供动力条件；夏季鄱阳湖暖水面对过境对流天气有减弱作用，鄱阳湖区地表比热的差异导致在鄱阳湖主体湖区有一反气旋性环流，从而对过境对流云团起到减弱作用。受鄱阳湖湖体影响，鄱阳湖东部的降水除8-10月份外均比西部的大，气温方面，则是湖东始终比湖西高；鄱阳湖地区有明显的湖陆风现象存在且有季节性变化，8月份的鄱阳湖白天有冷湖效应，夜间则为一热源。鄱阳湖东西侧的平均距平风在u方向变化规律明显，湖西湖陆风转换时间较湖东早2 hr左右；鄱阳湖地区湖陆气相互作用也具有比较明显的区域特征，具体表现为，鄱阳湖地区潜热通量明显较感热通量大，摩擦速度则是白天比夜间大。湖-陆-气相互作用具有显著的季节变化特征，潜热通量最大出现在夏季，最小出现在冬季；而感热通量最大出现在秋季，最小出现在夏季。该地区Bowen比全年小于1.0，夏季7月份最小，冬季2月份最大，大部分维持在0.14-0.61。来自湖体区的感热通量中午前后较明显，但夜间表现出季节差异，潜热通量方面，来自湖体区的潜热通量总体较大，但同样存在季节差异。同时，秋冬季节湖体区常会出现逆温现象。水面蒸发量、鄱阳湖水域面积和最高气温与潜热通量关系较大。.另外，本项目资助发表科技论文8篇，其中SCI收录1篇，北大中文核心期刊6篇，ISTP收录1篇。分别资助1名博士生和2名硕士生毕业，目前，资助在读硕士研究生1名。