夏季低空急流与江淮极端降水天气-气候特征的研究

江淮流域位于副热带季风区，在夏季尤其是梅雨季节经常遭遇洪涝灾害并造成巨大的经济损失。低空急流（LLJ）是重要的水汽输送通道，对夏季江淮流域降水的发生具有决定性作用，然而受到探空资料时空分辨率较低的限制，LLJ与强降水过程演变关系的研究主要局限于天气尺度。因此，本项目拟采用统计分析和数值模拟的方法，分别利用全球尺度分析资料和高分辨率区域气候模式（RCM）在日-周、旬-次月（10-30 d）、月-次季节（30-60 d）尺度对LLJ的活动特征、LLJ与江淮极端降水事件关系的天气-气候特征进行研究。研究还选取2007年淮河流域极端降水事件作为典型个例，利用RCM数值试验对LLJ的形成机制、LLJ与降水日变化关系、LLJ-降水相互作用及其对大尺度环境场-环流系统反馈作用等进行研究。这一研究包含了天气-气候多个时间尺度，项目的成功实施将为改进日-周、旬-次月尺度的降水预报提供一定的依据。

本项目利用大尺度再分析资料及高分辨率区域模式，在日—周、旬—次月（10-30 d）、月—次季节（30-60 d）时间尺度上对低空急流（LLJ）的活动特征、LLJ与江淮流域极端降水事件关系的天气—气候学特征进行了研究，同时利用数值敏感性试验探究了LLJ的形成演变机制、LLJ与降水日变化关系、LLJ—降水相互作用及其对大尺度环境场—环流系统的反馈作用等问题。研究结果表明：（1）LLJ往往集中于具有较大地形坡度的地区，例如云贵高原东北侧及东侧；（2）LLJ具有显著的日变化特征，平均而言在00及18 UTC时刻风速较强，12及06 UTC时刻相对较弱，且LLJ风速方向随着时间的推移表现出了显著的顺时针旋转特性，即纬向风速在全风速中所占比例先增加后减小；（3）太阳辐射及地表热通量对LLJ的日变化特征具有显著影响，同时地表热通量中的潜热通量还对与LLJ相联系的降水过程有重要作用；（4）地形因素对于LLJ的发展演变同样具有重要的影响，且不同区域均表现出了各自的特征，青藏高原主要对LLJ的强度和位置产生较大影响，对日变化特征的作用则不明显，横断山脉-云贵高原的作用则恰好与之相反，其对LLJ的日变化现象具有重要的意义，而对于LLJ强度和位置而言则与东南丘陵一样，相对于参照（CTL）试验均有所减弱但强度有限，这可能是由于其地形狭管效应所致；（5）降水也与LLJ的形成及演变密切相关，其会导致急流中心的西移及日变化特征的减弱。本项目研究增进了我们对于LLJ分布特征及其形成演变机制的理解，尤其对于东亚地区复杂地形不同区域的影响进行了深入细致的研究，并在一定程度上定量的分析了各区域的相对贡献。这些结论对于我们更好的理解LLJ现象及其所带来的诸如灾害性天气、环境污染、航空安全、风能利用及鸟类迁徙等问题具有重要的参考价值。