夏季主汛期浙闽赣地区暴雨形成机理研究

The statistical analysis of observational data shows that torrential rainfall often occurs over Zhejiang, Fujian and Jiangxi (ZFJ) in the second ten days of June and causes serious damages. Thus, it needs attentions from meteorologists. The analysis also reveals that the characteristics of torrential rainfall in ZFJ are different from those over Jiang-Huai (JH) area. The study of torrential rainfall in ZFJ is very limited compared to that in JH, but there are many scientific questions that require answers. This proposal is to study the structures and formation processes as well as quantitative rainfall associated with the torrential rainfall in ZFJ through theoretical analysis and numerical modeling. The structures of mesoscale systems are investigated using modeling data of torrential rainfall; The torrential rainfall responses to orography and changes in cloud microphysical processes by the convergence and transport of water vapor are examined; The proposed study lays down scientific theoretical foundation for the improvement of torrential rainfall forecast in ZFJ.

观测和统计发现，6月中旬常在浙闽赣地区发生强暴雨并造成严重灾害，很有研究需求。分析指出该地区暴雨系统特征常不同于江淮梅雨暴雨系统特征。相对于江淮梅雨暴雨研究，浙闽赣地区暴雨的研究非常有限，其中有很多科学问题值得研究。本项目通过理论分析和数值模拟来定量研究浙闽赣地区暴雨中尺度系统的结构特征及其形成机理。利用暴雨的高分辨模拟个例资料及观测资料来分析造成暴雨的中尺度系统的结构；研究地形和水汽辐合及输送引起的云微物理过程的变化对暴雨的作用；本项目研究为提高浙闽赣地区暴雨预报能力提供科学理论依据。

每年夏季暴雨从华南北移到江淮的6月中旬左右在浙闽赣地区常发生暴雨并造成人民生命财产的重大损失，准确预报暴雨非常重要，但对这一地区的暴雨机理目前没有系统性的研究。本项目利用二维云分辨模式模拟了4个发生在浙闽赣地区的6月中旬暴雨个例和三维中尺度WRF模式模拟了在2010年6月浙闽赣地区的暴雨个例，研究造成暴雨系统发展的物理过程。1994年、1998年、2000年和2002年4个6月中旬降水偏多年份的二维云分辨模式模拟分析发现分别从水汽和热量角度考虑，地面降水率主要由区域内平均水汽辐合和热量辐散所决定。降水的日变化峰值一般出现在下午，能量转化率和降水率的日变化一致。冰云热力效应的敏感性模拟试验表明云冰辐射通过减少净凝结而减弱降水，而云冰潜热通过增大净凝结而增强降水。热量收支对比分析发现冰云辐射造成辐射冷却的减弱在对流层中低层随高度增加，减弱大气不稳定和降水；而冰云潜热造成潜热增强在对流层中高层随高度减小，增强大气不稳定和降水。项目执行4年以来，共发表论文24篇，其中SCI论文13篇。项目组成员先后3次参加国际学术会议。培养博士生1人和硕士生3人。本项目研究结果对于深入理解浙闽赣地区暴雨系统发展物理过程有一定的帮助，对浙闽赣地区暴雨研究有了一个比较好的开始。