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“十三五”优秀成果展示——重庆地区复杂地形下西南涡暴雨机制及预报能力研究

发布者:   来源:   发布时间:2024/4/6 0:00:00   标签:   浏览次数:224

成果评价编号: 中气科成评[2022]226
评价结果: 良好
成果名称: 重庆地区复杂地形下西南涡暴雨机制及预报能力研究
完成单位: 重庆市气象台
成果形式: 应用研究和技术开发类-方法
研究领域: 天气预报
评价年份: 2021
完成人: 邓承之、翟丹华、李强、吴志鹏、罗娟、方德贤、朱岩、庞玥、周国兵、张亚萍、王中、何跃、刘伯骏、杨春、李琴、张勇
成果简介: 支撑计划来源:中国气象局预报员专项、重庆市气象局业务技术攻关项目及创新团队项目等。 形成过程和解决的关键科技问题:重庆紧邻西南涡源地,并处于其移动路径上,西南涡暴雨占比74%。针对西南涡暴雨精细精准预报能力不强等问题,基于国家气象信息中心的CMORPH融合降水产品和天气雷达等数据,利用统计分析、数值模拟和诊断分析等方法,揭示了重庆复杂地形下西南涡短时强降水的时空分布特征;发现了西南涡形成前存在大量深对流塔,其结构与台风涡旋热塔(VHTs)相似;研究了西南涡暴雨的非线性演变机制及边界层混合强度对西南涡暴雨预报的影响,为提高重庆西南涡暴雨的预报准确率提供了技术支撑。
(1)率先利用CMORPH融合降水产品研究复杂地形下强降水时空分布特征,为进一步理解地形对降水的作用及降水的日变化特征提供参考。降水频次、强度与地形的相关性较高,山区降水频次高于盆地和丘陵区,降水强度反之;受西南涡及地形影响,小时强降水多发生在迎风坡前侧的过渡区域。降水日变化特征明显,以夜雨为主,峰值在凌晨-上午,出现时间表现为向东延迟的特征。 (2)系统研究了四川盆地西南涡暴雨的短时强降水精细时空分布特征,丰富了对四川盆地受西南涡影响的短时强降水的认识。四川盆地西南涡短时强降水频次和降水量集中发生在夜间,盆地西部和南部高于东部和北部,但长持续时间的短时强降水事件主要在盆地西部;盆地短时强降水峰值非对称性特征明显,西部和南部降水不对称性特征较北部和东部明显。 (3)首次在西南涡暴雨研究中引入台风研究中的涡旋热塔,揭示深对流塔与西南涡之间的反馈作用,加深对西南涡暴雨不同尺度系统相互作用机理的理解。西南涡生成前大量存在的深对流塔结构与台风内的涡旋热塔相似,深对流塔的凝结潜热释放加热对流层上层大气,促进中层涡旋加强,低层辐合和涡度的垂直伸展作用促进了西南涡生成发展;西南涡的发展又加强了深对流塔的组织化。 (4)研究西南涡暴雨的非线性演变特征及机制,提高西南涡暴雨发生发展机制的认识。西南涡暴雨及其中尺度对流系统的非线性演变伴随低空辐合及低空暖湿输送等的阶段性变化,非平衡动力强迫作用在激发低空辐合等关键热动力因子的非线性变化上作用显著。降雨产生的非绝热加热作用先于西南涡而变化,两者间的正反馈是西南低涡非线性演变的重要机制。 (5)研究边界层参数化方案对西南涡降水预报的影响,为进一步提升中尺度数值模式对西南涡暴雨的预报能力提供技术支撑。检验评估多个边界层参数化方案对各量级降水的预报能力,探讨边界层湍流混合强度对四川盆地内西南涡暴雨预报能力的影响。
项目发表SCI论文1篇,核心期刊论文16篇,研究成果通过技术培训、学术交流等方式在重庆市、区县两级气象部门,以及重庆市水文监测总站、重庆市城镇排水事务中心等行业部门推广应用,取得了较好的应用效果和经济社会效益。 一是重庆暴雨预报准确率进一步提升。十三五期间重庆暴雨TS评分稳步提升,2021年为0.168,为近5年最高,暴雨精细精准预报服务能力得到支撑。 二是社会效益明显。十三五期间市局共发布89份与西南涡强降雨相关的《重要气象信息专报》,获得重庆市委市府领导批示83人次,2021年重庆因气象及其衍生灾害造成的受灾人数较2016年下降54.9%。如在2020年“6.22”西南涡暴雨过程中,指导綦江区气象局提前发布暴雨红色预警信号,支撑重庆市水文总站发布重庆历史上首个洪水红色预警,提前成功转移10万人,无1人伤亡。 三是经济效益显著。2021年重庆因气象及其衍生灾害造成的直接经济损失较2016年下降32.6%,气象对经济发展的保驾护航能力进一步提升。
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