梅雨期持续性暴雨过程中尺度系统频发机理的研究
批准号:
41375053
项目类别:
面上项目
资助金额:
86.0 万元
负责人:
孙建华
依托单位:
学科分类:
天气学
结题年份:
2017
批准年份:
2013
项目状态:
已结题
项目参与者:
傅慎明、卫捷、汪汇洁、张元春、郑淋淋
中文摘要
采用观测资料分析、高分辨数值模拟和动力学理论研究相结合的方法对不同类型梅雨期持续性暴雨过程中的多尺度特征、日变化、中尺度系统的频发机理进行研究。首先,采用观测资料分析梅雨期持续性暴雨个例(1980年以后)不同尺度影响系统的配置和差异,根据影响系统和可能机理进行分类,并采用雷达、卫星和降雨资料研究不同类型过程中对流和降雨活动的日变化特征。再针对不同类型的个例,利用半理想和真实个例的数值模拟结果,研究不同类型过程中对流和降雨活动日变化特征的差别和形成这种差别的不同环流背景特征以及局地环流的影响;然后,利用各种动力学理论方法(位涡反演、涡动动能收支、Exergy能量收支等)定量研究梅雨锋对日变化和梅雨锋、局地环流对中尺度对流系统、涡旋的影响及机理。在以上研究的基础上,给出我国不同类型梅雨锋持续性暴雨过程的多尺度配置特征,梅雨锋、局地环流对降雨日变化、涡旋、中尺度对流系统的影响机理。
英文摘要
This project continues to study persistent heavy-rainfall processes during Meiyu periods. The observational data analyses, high-resolution numerical simulation combined with theoretical research will be employed to further research on multi-scale features, diurnal variations, high-frequency occurrence of vortices and convective systems in the different types of persistent heavy rainfall process during Meiyu period. Firstly, the abnormal circulations and multi-scale systems in the different types of persistent heavy rainfall processes (after 1980) during Meiyu season will be revealed. The processes will be classified into several types according to the general circulations and embedded mesoscale systems. The diurnal variations of convections and precipitation among different persistent heavy rainfall process are revealed by using the satellite, radar data and surface precipitation. Secondly, on the base of diagnosis on general characteristics of different persistent heavy rainfall processes and some typical events, high-resolution numerical simulation will be designed to reveal the possible impacts of the background circulations and other synoptic disturbances on the convections and vortices along Meiyu front. The impacts of Meiyu front forcing on the diurnal variation, the possible impacts of Meiyu front and local circulation on the mesoscale convections and vortices. The mechanisms will be studied by using theoretical methods, such as, PV inversion, budget of eddy kinetic energy and Exergy. Finally, based on above-mentioned results, a schematic model related to multi-scale characteristics of persistent heavy rainfall during Meiyu period, the physical mechanisms of Meiyu front and local circulations on the diurnal variations, and mesoscale convective systems, vortices will be proposed.
本项目主要针对1981-2014年江淮流域持续5天以上的大范围持续暴雨事件(PHREs)中的多尺度特征及其中尺度系统频发机理开展研究。主要包括梅雨期持续性暴雨过程的挑选、分类和多尺度特征、不同类型持续性暴雨过程的日变化及其对涡旋和对流的影响、不同类型持续性暴雨过程天气尺度扰动和局地环流对中尺度系统的影响等三方面的研究。主要的研究成果如下:从欧亚大陆Rossby波列能量频散的角度揭示了江淮流域PHREs中纬度系统槽脊稳定的机制,定量分析了冷暖空气的源地和输送路径,提出了江南型和江北型PHREs的多尺度物理模型。从天气尺度和次天气尺度之间的能量转换角度呈现了不同尺度系统相互作用的物理图像,指出背景场的能量供给是直接触发暴雨的次天气尺度系统维持的最重要因子,尤其是在对流层的低层,动能的降尺度级串最强。青藏高原东部对流系统东移影响江淮流域的降水是一系列天气系统配合和活跃的结果,主要包括青藏高原和四川盆地、二级地形和东部平原之间的热力环流、西南涡、二级地形以东中尺度涡旋和对流系统的共同影响。此外,基于江淮流域持续性暴雨过程的挑选标准,挑选出了1981-2014年华南PHREs并进行了分水汽源地、输送路径以及暖区暴雨过程等进行了研究,提出了华南地区持续性强降水过程的天气尺度模型。. 本项目在张顺利等(2002)提出的我国江淮流域持续性暴雨的天气学模型基础上,分类建立了江南型和江北型江淮流域持续性强降雨过程的多尺度物理模型。在此模型中,从欧亚大陆Rossby波列传播的角度揭示了江淮流域持续降雨过程中纬度系统槽脊稳定的机制;从天气尺度和次天气尺度之间的能量转换角度呈现了不同尺度系统相互作用的物理图像;指出藏高原东部对流系统东移影响江淮流域的降水是一系列天气系统配合和活跃的结果,主要包括地形和盆地(或平原)之间的热力环流、西南涡、中尺度涡旋和对流系统的共同影响。本项目共发表论文16篇,其中SCI论文11篇。
期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
登录
查看更多内容
Scale interactions in sustaining persistent torrential rainfall events during the Mei-yu season
梅雨季节持续性暴雨事件的尺度相互作用
DOI:
10.1002/2016jd025446
发表时间:
2016
期刊:
JOURNAL OF GEOPHYSICAL RESEARCH-ATMOSPHERES
影响因子:
4.4
作者:
[Fu Shen Ming, Sun Jian Hua, Ling Jian, Wang Hui Jie, Zhang Yuan Chun]
通讯作者:
Zhang Yuan Chun
DOI:
--
发表时间:
2015
期刊:
气候与环境研究
影响因子:
--
作者:
[傅慎明, 孙建华, 沈新勇, 张元春]
通讯作者:
张元春
The multiscale factors favorable for a persistent heavy rain event over Hainan Island in October 2010
2010年10月海南岛持续暴雨过程的多尺度因素
DOI:
10.1007/s13351-016-6005-2
发表时间:
2016-08
期刊:
Journal of Meteorological Research
影响因子:
3.2
作者:
[Wang Huijie, Sun Jianhua, Zhao Sixiong, Wei Jie]
通讯作者:
Wei Jie
Energy budgets on the interactions between the mean and eddy flows during a persistent heavy rainfall event over the Yangtze River valley in summer 2010
2010年夏季长江流域持续强降雨过程中平均流与涡流相互作用的能量收支
DOI:
10.1007/s13351-016-5121-3
发表时间:
2016
期刊:
Journal of Meteorological Research
影响因子:
3.2
作者:
[Fu Shenming, Wang Huijie, Sun Jianhua, Zhang Yuanchun]
通讯作者:
Zhang Yuanchun
Composite analysis of long-lived mesoscale vortices over the middle reaches of the Yangtze River valley: Octant features and evolution mechanisms.
长江中游长寿命中尺度涡旋综合分析:八分圆特征及演化机制.
DOI:
10.1175/jcli-d-15-0175.1
发表时间:
2016
期刊:
Journal of Climate
影响因子:
4.9
作者:
[Fu Shenming, Sun Jianhua, Zhang Jingping]
通讯作者:
Zhang Jingping
共 21 条
华北地区干、湿大气环境中雷暴大风的精细时空分布和形成机理
-
批准号:42375008
-
项目类别:面上项目
-
资助金额:52.00万元
-
批准年份:2023
-
负责人:孙建华
-
依托单位:
长江中游地区复杂下垫面对强风暴触发与演变过程的影响及机理
-
批准号:U2142202
-
项目类别:专项基金项目
-
资助金额:265万元
-
批准年份:2021
-
负责人:孙建华
-
依托单位:
华北地区形成雷暴大风的中尺度对流系统结构特征和发展机理
-
批准号:41975056
-
项目类别:面上项目
-
资助金额:63.0万元
-
批准年份:2019
-
负责人:孙建华
-
依托单位:
粤桂汛期暖区暴雨的触发机理及对比研究
-
批准号:41675045
-
项目类别:面上项目
-
资助金额:70.0万元
-
批准年份:2016
-
负责人:孙建华
-
依托单位:
我国江淮流域形成地面大风的线状对流系统的结构特征研究
-
批准号:41075032
-
项目类别:面上项目
-
资助金额:55.0万元
-
批准年份:2010
-
负责人:孙建华
-
依托单位:
青藏高原东移对流系统对江淮流域致洪暴雨的影响机制
-
批准号:40875021
-
项目类别:面上项目
-
资助金额:40.0万元
-
批准年份:2008
-
负责人:孙建华
-
依托单位:
夏季江淮流域中尺度对流诱生涡旋(MCV)及其中对流系统的研究
-
批准号:40405008
-
项目类别:青年科学基金项目
-
资助金额:26.0万元
-
批准年份:2004
-
负责人:孙建华
-
依托单位:
国内基金
海外基金