云南强降水过程背景下短时强降水天气特征分析及机理研究

The short-time heavy rainfall frequently occur in Yunnan ，it generally result in fearful flood and landslide. The forecast of short-time heavy rainfall is a keystone and nodus all the time because the short-time heavyrainfall always happen with local change, abruptness and little time character.Along with the abundance of high resolution observation and the improvement of physical decomposition and mesoscale weather numerical prediction methods,the systematic study on the short-time heavy rainfall's spatio-temporal distribution and synoptic mechanism became feasible.. The spatio-temporal character and pivotal synoptic system of short-time heavy rainfall occurred in Yunnan will be dissectional analyzed in this program by using the latest 30 years hourly rainfall, sounding and the NCEP reanalysis data,et al.The pivotal synoptic system of heavy rainfall cases will be categorized secondly. And then 1 or 2 kinds of typical synoptic situation and system model will be deeply discussed and summarized.Further more many cases of short-time heavy rainfall will be numerically simulated and dynamically diagnosed by the Weather Research and Forecast mesoscale numerical model and atmosphric variable physical decomposition method . The mesoscale system character will be expressly revealed and tested.With the study advancing the potential sustaining mechanism of short-time heavy rainfall with heavy precipitation weather background in Yunnan will be gained.It will help to enhance the forecast ability of such severe weather.

云南境内频繁出现短时强降水并引发严重的洪涝、滑坡等灾害。由于其时空分布极不均匀，且突发性强、持续时间短，一直是天气预报业务面临的重点和难点。随着高分辨率观测资料的丰富和物理量分解、中尺度天气数值预报等技术的发展，针对云南短时强降水特征及发生机理开展深入、系统的研究变得切实可行。.项目将利用近30多年的逐时降水、探空、NCEP再分析等资料，系统分析云南短时强降水事件的空间分布、日变化特征及关键影响天气系统。并选取1-2类云南典型强降水天气系统影响下的区域型短时强降水过程，研究其环流形势配置、中小尺度扰动流场分布与短时强降水落区之间的相关关系，分析短时强降水发生过程中水汽输送、动力抬升、不稳定能量等条件演变特征。归纳典型强降水天气系统影响背景下区域型短时强降水天气可能存在的物理机制，为该类灾害性天气的预报、预警提供技术支撑。

云南境内短时强降水天气频繁发生并时常导致严重的洪涝、滑坡等灾害，短时强降水天气的精准预报一直是天气预报业务面临的重点和难点，但针对短时强降水的发生规律及预报指标等方面的研究仍相当缺乏。项目利用1981-2015年的地面降水、探空、NCEP再分析、雷达、卫星等资料，系统分析云南短时强降水事件的空间分布、日内变化特征及关键影响天气系统。开展了短时强降水过程的环流形势配置、物理量特征与短时强降水落区之间的相关性研究，得到了以下几个方面的创新成果：一、云南境内的短时强降水发生频率空间分布极不均匀，自东南向西北呈迅速递减趋势。南部和东部边缘的短时强降水特征最为突出，西北部特别是怒江北部区域尽管年降水量较大，但短时强降水特征并不明显。云南大部地区的短时强降水主要发生在5-10月份，其中7、8月份达到高发峰值。短时强降水还具有明显的日变化特征，傍晚至夜间为高发时段。二、定义了云南省短时强降水天气过程，开展关键影响系统分类统计，得到云南主要的短时强降水天气类型为切变线型（占比为38.4%，其中冷锋切变线型为主要类型）、两高辐合型（36.2%）、热带低值系统型（23.7%），以上三种类型占总过程量的98.3%。三、借助卫星云图TBB资料、多普勒雷达等高分辨率观测资料对冷锋切变型短时强降水个例进行中尺度特征分析，结果表明中尺度对流云团的空间尺度和持续时间对短时强降水的分布区域和规模有很好的指示意义，短时强降水主要出现在云顶亮温小于-50℃的区域。当雷达回波强度达到45dBZ以上并具明显低质心特征、径向速度图上有中尺度辐合配合时，出现短时强降水的可能性较大。四、通过开展短时强降水天气与各物理量的相关性研究，发现随着短时强降水的临近变化最明显的物理量有整层可降水量、700hPa水汽通量散度、700hPa比湿、700hPa相对湿度和K指数。并基于WRF模式资料计算得到的物理量阈值，建立了云南省短时强降水预报模型。项目已公开发表的论文13篇，对相关领域的研究具有很好的参考价值。