海南島秋季暴雨的形成機制及微物理過程研究

《海南島秋季暴雨的形成機制及微物理過程研究》是依託中山大學，由李江南擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：海南島秋季暴雨的形成機制及微物理過程研究
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：李江南
• 依託單位：中山大學

中文摘要

。以前對華南暴雨研究多是汛期暴雨，海南秋季暴雨研究甚少。近幾年海南島秋季暴雨頻發，災害巨大，引人關注。本項目研究海南島秋季暴雨的形成機制和微物理過程。研究內容主要是：（1）海南島秋季暴雨的氣候特徵，包括暴雨的時空演變規律，暴雨發生頻率，暴雨量、暴雨日的年際年代際變化特徵，以及可能的變化趨勢。（2）通過對暴雨的影響因子、環流背景和天氣系統的分析，得到海南島秋季暴雨的天氣尺度概念模型。（3）通過對暴雨中尺度系統發生、發展、四維結構及其與大尺度天氣系統的相互作用和影響機制的研究，考慮地形的作用，揭示海南島秋季暴雨的形成機制，建立海南島秋季暴雨系統的中尺度物理模型。（4）通過診斷和模擬試驗分析，揭示暴雨發生髮展以及突然增強階段的各主要微物理過程及其伴隨的潛熱收支的三維結構，指出在暴雨突然增強階段起主要作用的微物理過程是哪些。研究成果用於海南省氣象台建立短臨、中短期預報預警系統。

結題摘要

（1） 海南島秋季降水量東部和中部地區顯著高於西部地區。秋季降水年際變化大，且呈上升趨勢。由於秋季海南東部為迎風坡，西部為背風區，因此使海南島降水東多西少。暴雨天數與降雨量有很好的對應關係。暴雨天數與降雨量呈上升趨勢。海南島以對流降水為主，對流中心主要位於中部。 （2）陸面過程中的土壤最大容積含水量和地表粗糙度對短期暴雨過程的影響較大。地形對暴雨的發生髮展有明顯的影響。當降低地形高度，降水減少，暴雨中心強度減弱。 （3） 3-10天高頻振盪和10-20天低頻振盪對海南持續性暴雨過程都有影響,但是影響機制不同。模擬試驗結果發現，能較好地模擬大氣季節內振盪特徵的試驗，對降水模擬效果也越好。但是積雲參數化方案和微物理方案都可能對大氣季節內振蕩產生影響，正是濕物理過程和大氣季節振盪的相互作用導致了海南島秋季持續性強降水的發生髮展。 （4） 在暴雨過程中，正潛熱的主要雲微物理過程是水汽凝結成雲水、雨水的凝結、雲冰、雪、霰的凝華增長，負潛熱的主要雲微物理過程是雨水的蒸發、霰的融化和霰的增強融化。不同雲微物理過程潛熱釋放對於降水強度有明顯的影響。沒有雨水凝結蒸發潛熱後，整體潛熱加熱都會減弱，水成物含量明顯減少，降水明顯減少；沒有凝華和升華潛熱釋放，高層加熱減弱，降水減弱；沒有凍結和融化潛熱釋放，低層加熱有所增強，降水略有減弱。 （5） 在暴雨的發展增強階段，雨水的來源最主要是霰的融化和霰的增強融化。不同霰密度試驗各水成物含量均隨降水強度增強而增多。隨著降水強度增強，小密度霰融化量增多，但霰收集雨水量增多更顯著，霰向雨水的淨轉化量減小，霰融化對降水貢獻減小，高強度降水減小；大密度霰收集雨水量隨降水強度變化不大，霰融化量隨強度增大而增大明顯，因此大密度霰向雨水淨轉化量增大，霰融化對降水貢獻增強，高強度降水增多。 這些研究內容和成果對於提高海南島秋季暴雨的預報水平具有理論意義，也有套用價值。