我國颮線的發生髮展統計特徵和數值模擬

《我國颮線的發生髮展統計特徵和數值模擬》是依託北京大學，由孟智勇擔任負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：我國颮線的發生髮展統計特徵和數值模擬
• 項目負責人：孟智勇
• 項目類別：面上項目
• 依託單位：北京大學

項目摘要

颮線是一種伴有劇烈天氣如強風、暴雨、冰雹甚至龍捲的由線狀雷暴帶和伴隨層雲區組成的中尺度對流系統，對人民的生命和財產危害極大。2009年6月3日的商丘颮線僅在河南就奪走了24人的生命。隨著我國雷達監測網的日益完善，基於時空解析度較密的雷達觀測對颮線系統作多年的統計分析已成為可能。本研究將利用多年的全國各分區的雷達數字拼圖對我國東部地區颮線系統的時空分布、長度、走向、強度、移速、移向、持續時間、影響系統、形成和組織類型做統計分析，利用NCEP再分析資料、地面自動站和探空資料綜合分析基於統計的最常出現颮線的三類影響系統下颮線的中尺度結構和發生髮展背景特徵，同時還將對這三類最常見颮線的典型個例通過高分辨數值模擬研究其三維結構和發生髮展過程。本項目的研究將揭示我國颮線的發生髮展規律，為我國颮線的業務監測和臨近預報系統的建設提供理論依據。

結題摘要

本課題按計畫圓滿完成任務。 觀測分析方面，基於多年的雷達資料對我國颮線的基本特徵開展了一系列創新研究。我們對颮線的地理分布、季節和日變化、最大長度、最大強度、生命期、移動特徵、走向、組織形式、形成和消散方式等特徵做了全面調查，我們還考察了前人很少涉及的統計結果對不同颮線定義標準的敏感性,並把我國的颮線特徵與美國的颮線做了對比。這項工作首次基於雷達資料對亞洲地區的颮線做了統計分析，使目前人們主要基於美國颮線統計工作所形成的對颮線的認識更加全面。它不僅為我國颮線的業務監測預警提供了重要參考，還有助於國際上更好地了解颮線在不同的氣候背景尤其是在高濕低切變環境下可能的特徵變化。我們在考察颮線的形成背景時，特別關注了國際上還沒人系統研究過的颱風前部颮線。發現我國約有43%的登入颱風會有台前颮線生成。我們詳細分析了這類颮線的雷達特徵、形成環境、地面特徵、及其與中緯度颮線的關鍵差別。該工作在建立颱風前部颮線的存在及其典型環境特徵的原始觀測證據方面邁出了重要一步。 在數值模擬研究方面，我們通過個例的對流分辨數值模擬考察了颱風前部颮線和梅雨鋒颮線弓形結構的形成機制。我們的研究表明颱風本體不僅為台前颮線的形成提供有利的環境，其外圍雨帶有時會直接演變為台前颮線。我們使用複雜模式在真實環境下的模擬試驗發現與颮線弓形結構密切相關的後向入流可能通過颮線後部多個渦旋對的發展、加強、擴展合併而形成，目前人們對颮線弓形結構和後向入流形成機制的認識多基於理想模擬，我們實際環境下的研究結果是對現有認識的補充和完善。我們從確定性和集合預報角度全面探討了颮線形成的可預報性問題。我們發現颮線的形成對模式物理過程和初始場的不確定性十分敏感，相比於其他變數，初始水汽場質量的改善對颮線模擬效果的提高最顯著。這些研究關注的都是業務預報中的難點，有可能為未來相關業務預報方法的建立和完善提供科學依據。 受本項目資助共完成學術論文6篇，其中5篇SCI， 1篇EI。國內外學術會議報告20次，其中9次邀請報告。項目負責人獲得國內外獎勵各一項，作為召集人組織或聯合組織了４次國內外學術會議。畢業碩士兩名。