南海诸岛后汛期极端降水事件形成机理研究

The fault of forecast in rainstorm intensity result from the absence of knowledge to the rainstorm in the annually later rainy season in tropical island.The project is aimed to study the large-scale and meso-scale physical mechanisms of rainstorm formation in the annually later season on South Sea Islan,based on the four aspects:the Climatic Background and Circulation Features of autumn rainstorm occurrence and development,composite analysis of similar cases in past forty years,diagnoses of extreme cases,and difference analysis between intense cases and weaken cases,used by the data of buoy observation , MAMOS and Doppler Weather Radar data, satellite data.Through the research,we are attempting to get the forecasting factor and the forecasting model,resolve the difficulty in forecast operation,and further improve the ability of forecast and scrutiny in the extreme autumn rainstorm .

对低纬度热带海岛地区后汛期暴雨形成物理机制缺乏深层次认识，是暴雨强度预报失败的主要原因。本项目将围绕南海诸岛后汛期特大暴雨发生的气候环流特征，近40 年秋季特大暴雨的合成场环流特征，极端强降水个例的对比分析，不同强弱形势下秋季强降水的差异性对比等方面展开研究，对其中尺度动力学和热力学机制进行深入的、定量化的解释，并进一步探讨南海诸岛地形对后汛期特大暴雨的增幅作用，试图建立南海区域特大暴雨天气触发、维持的典型大气环流形势及中尺度环流结构概念模型。解决预报预测中存在的技术难点和问题，提高对该类极端降水事件的监测预报能力。

本项目从气候背景、天气环流异常特征及南海北部偏东低空急流形成机制三方面，深入分析了南海诸岛(海南岛、西沙永兴岛、珊瑚岛）后汛期特大暴雨形成的机理。研究表明：南海诸岛汛期降水分布形态与中印半岛、华南其他各区存在差异性，双峰结构不明显，随着暴雨级别的提高，暴雨日分布形态的单峰现象愈加显著,峰值出现在秋汛期（9-10月）内。进入9月后，华南至南海北部地区处冬夏季风交替时期，由于太阳辐射的季节变化及北下冷空气的双重作用，东亚大陆和南海区域两地近地层温度的相对变化，加大了大气上升和下沉运动，使得东亚大陆负相对涡度及南海地区的正相对涡度均得以增强。由Biot-Savart定律可知，东亚大陆和南海地区之间相对涡度通量的加大必将于南海中北部对流层低层诱导出强的辐合风速，形成带状偏东风低空急流。低空偏东强风带在南海北部的出现和逐候加强是触发秋汛期出现强降水的关键原因。不同强度秋汛期暴雨过程对比分析发现其降水分布形态和高低层天气系统配置具有相似性，导致秋汛期暴雨出现强度差别的主要原因是天气系统强度、位置的差异。其中最显著的特征是强个例的低空急流核位于海南岛东部近海上空，在水平方向上稳定少动，垂直方向和风速上则脉动剧烈。弱个例的急流核在水平方向上东西振荡明显，在垂直高度和风速上变化很小。秋汛期暴雨强个例的水汽主要由偏南风、偏东风和东北风三支气流输送而来，既有经向输送也有纬向输送，弱个例的水汽以经向输送为主，多为偏东气流所致。本项目的研究结果揭示了南海诸岛后汛期特大暴雨形成的气候背景和天气机理，加深了气象工作者对该类天气的认识，提高了对该类极端降水事件的预测能力。