青藏高原和四川盆地夏季對(duì)流性降水特征的對(duì)比研究

■杜科

（中國(guó)民航飛行學(xué)院綿陽(yáng)分院氣象臺(tái)四川綿陽(yáng)621000）

青藏高原和四川盆地夏季對(duì)流性降水特征的對(duì)比研究

■杜科

（中國(guó)民航飛行學(xué)院綿陽(yáng)分院氣象臺(tái)四川綿陽(yáng)621000）

青藏高原和四川盆地是我國(guó)西部地區(qū)地形高度差異極大的兩個(gè)地區(qū)，在地形環(huán)境的影響下，兩個(gè)地區(qū)間的降水變化也表現(xiàn)出明顯的不同。青藏高原在地形的熱力和動(dòng)力作用下，夏季雷暴活動(dòng)非常頻繁；而四川盆地則常常出現(xiàn)強(qiáng)降水天氣，容易引發(fā)泥石流等地質(zhì)災(zāi)害。文章簡(jiǎn)述了青藏高原與四川盆地之間夏季對(duì)流性降水在水平結(jié)構(gòu)、垂直結(jié)構(gòu)上的差異，并分析了高原和盆地降水過(guò)程中不同物理量的相關(guān)性。

青藏高原 四川盆地 對(duì)流性降水 對(duì)比分析

隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，利用衛(wèi)星進(jìn)行區(qū)域資料收集，為氣候特征的研究提供了豐富的資料，文章結(jié)合TRMM衛(wèi)星的探測(cè)結(jié)果，對(duì)兩者間的對(duì)流性降水天氣進(jìn)行了分析。

1 高原和盆地降水系統(tǒng)水平結(jié)構(gòu)分析

1.1 地表降水率水平分布特征

通過(guò)對(duì)近幾年青藏高原和四川盆地的地表降水分析可知，青藏高原的降水系統(tǒng)多以零散的塊狀降水云團(tuán)組成，對(duì)流中心離散，并且降水呈現(xiàn)出雨量大、時(shí)間短、范圍小等特點(diǎn)，整個(gè)高壓區(qū)域內(nèi)的降水分配率差異明顯。而四川盆地的降水系統(tǒng)雖然也是由多個(gè)降水云團(tuán)組成，但是云團(tuán)之間具有明顯的體積差異，其中必定存在1-2個(gè)主降水云團(tuán)。主降水云團(tuán)的覆蓋面積大，因此盆地降水范圍也相對(duì)較廣，對(duì)流中心集中，整個(gè)盆地的降水分布相對(duì)均衡。通過(guò)分析青藏高原和四川盆地的對(duì)流降水情況可知，兩者間的降水過(guò)程和降水分布差異極大。

1.2 雨譜

利用降水雷達(dá)探測(cè)格點(diǎn)降水量，并在此基礎(chǔ)上對(duì)雨強(qiáng)譜進(jìn)行整體劃分，然后統(tǒng)計(jì)不同雨強(qiáng)譜的格點(diǎn)數(shù)占總格點(diǎn)數(shù)的百分比。通過(guò)調(diào)查近幾年青藏高原和四川盆地不同區(qū)域內(nèi)地表雨強(qiáng)譜對(duì)總降水量的貢獻(xiàn)分布，可以看出兩種不同地形間的降水強(qiáng)度樣本數(shù)目分布極不平衡，其中青藏高原的降水樣本分布在雨強(qiáng)譜10-20雨強(qiáng)/mm?h-1區(qū)間內(nèi)的比率約為40%，在所用總分布區(qū)間內(nèi)占比最大，而四川盆地的降水樣本則主要分布在在雨強(qiáng)譜20-30雨強(qiáng)/mm? h-1區(qū)間內(nèi)，并且該區(qū)間內(nèi)的雨強(qiáng)比例占到了樣本總數(shù)的60%左右。通過(guò)上述雨強(qiáng)譜的分布模擬可以看出，青藏高原地區(qū)的弱降水樣本對(duì)整體總降水量的貢獻(xiàn)最大，而四川盆地的強(qiáng)降水樣本對(duì)整體總降水量的貢獻(xiàn)最大，這種模擬分布也從側(cè)面表面了青藏高原短時(shí)降水強(qiáng)度大、雨量分布不均衡，而四處盆地降水持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)、總體降水量豐富、雨量均衡的特點(diǎn)。

2 高原和盆地降水系統(tǒng)的垂直結(jié)構(gòu)分析

通過(guò)對(duì)青藏高原和四川盆地近年來(lái)的降水過(guò)程中降水量垂直剖面分析可以看出：青藏高原的降水天氣中，多個(gè)降水云團(tuán)都呈現(xiàn)出大小不一的垂直柱狀，通過(guò)成像計(jì)算可知，云團(tuán)的最高高度約為18km，排除高原地形的影響，降水云團(tuán)的水平高度在13km左右。同樣的，四川盆地的降水天氣中，降水云團(tuán)的垂直發(fā)育不明顯，多數(shù)情況下呈現(xiàn)出扁平狀，云團(tuán)的最高高度約為14km,除去盆地地形影響后，云團(tuán)的水平高度在11km左右。通過(guò)對(duì)比青藏高原和四川盆地兩種間的降水量垂直剖面圖可以看出，青藏高原地區(qū)的降水云團(tuán)由于垂直發(fā)育，橫向覆蓋面積較小，因此降水面積相應(yīng)變小，但是由于云層厚度大，所以在短時(shí)間內(nèi)的降水量也集中，與青藏高原的降水特征相吻合。四川盆地的降水云團(tuán)呈現(xiàn)出扁平化發(fā)展趨勢(shì)，云團(tuán)覆蓋范圍廣，因此同一時(shí)間內(nèi)的降水范圍大，但是由于云層厚度有限，所以單位時(shí)間內(nèi)的降水量要低于青藏高原。

3 高原和盆地降水過(guò)程中不同物理量的相關(guān)性

3.1 亮溫和雨強(qiáng)相關(guān)性

氣象衛(wèi)星或微波成像儀可以探測(cè)大氣云頂?shù)牧翜刂?，從而反?yīng)對(duì)流發(fā)展高度。通常情況下，云頂?shù)牧翜嘏c對(duì)流發(fā)展高度呈現(xiàn)出負(fù)相關(guān)關(guān)系，與地表降水強(qiáng)度呈現(xiàn)出正相關(guān)關(guān)系。但是亮溫和雨強(qiáng)之間的關(guān)系隨地形的變化也呈現(xiàn)出不同的內(nèi)容，例如在青藏高原地區(qū)，由于氣壓低、光照強(qiáng)烈等高原特殊環(huán)境的影響，云頂亮溫與地表雨強(qiáng)之間的關(guān)聯(lián)性不大，正負(fù)相關(guān)關(guān)系的表現(xiàn)也不夠明顯；而在四川盆地地區(qū)，各種氣候條件比較正常，因此云頂亮溫與地表雨強(qiáng)之間的線(xiàn)性關(guān)系良好。在這種情況下，四川盆地云頂亮溫越高，對(duì)流發(fā)展高度就相應(yīng)變低，地表對(duì)應(yīng)的降水量也就減少，具有典型的陸地對(duì)流系統(tǒng)的特征。

3.2 亮溫與閃電的關(guān)系

為了分析降水強(qiáng)度與閃電之間的關(guān)系，統(tǒng)計(jì)微波成像儀TMI資料每個(gè)像素點(diǎn)中云頂亮溫對(duì)應(yīng)的閃電成像儀LIS的event數(shù)據(jù)，求出120-140K范圍內(nèi)所有出現(xiàn)的event之和作為140K對(duì)應(yīng)的閃電次數(shù)，以此類(lèi)推，繪制如圖1。

圖1 高原（a）和盆地（b）降水中

在數(shù)據(jù)分析過(guò)程中可以看出，四川盆地降水過(guò)程中的閃頻數(shù)呈幾何倍數(shù)的高于青藏高原，并且從分布形式上看，閃電活動(dòng)主要集中在亮溫較小的降水云團(tuán)中。結(jié)合四川盆地云頂亮溫值與閃電頻數(shù)的線(xiàn)性對(duì)應(yīng)關(guān)系，可以解釋出四川盆地閃電現(xiàn)象高發(fā)的原因，這與四川盆地的實(shí)際狀況也非常的接近。

4 結(jié)論

文章利用TRMM衛(wèi)星的多種探測(cè)資料，對(duì)青藏高原和四川盆地的對(duì)流降水天氣進(jìn)行了綜合對(duì)比分析，得出了以下結(jié)論：在水平結(jié)構(gòu)上，青藏高原的降水系統(tǒng)以零散、小型降水云團(tuán)組成，地表降水呈現(xiàn)出小范圍、強(qiáng)度大、不均勻的特征；而四川盆地的降水系統(tǒng)則有明顯的主體云團(tuán)，對(duì)流中心集中、降水覆蓋面積廣。在垂直結(jié)構(gòu)上，青藏高原地區(qū)的降水云團(tuán)垂直發(fā)育明顯，厚度較大，雨滴小；而四處盆地的降水云團(tuán)則呈現(xiàn)扁平化發(fā)育，厚度較小，雨滴大。在云頂亮溫與地表雨強(qiáng)之間的相關(guān)性研究方面，青藏高原由于地理環(huán)境因素的影響，相關(guān)性并不顯著；而四川盆地的云頂亮溫與對(duì)流發(fā)展高度之間成負(fù)相關(guān)關(guān)系，與地表雨強(qiáng)成正相關(guān)關(guān)系。

[1]傅云飛,劉琦,李宏圖.TRMM衛(wèi)星探測(cè)青藏高原谷底的降水云結(jié)構(gòu)個(gè)例分析 [J].高原氣象,2013(05):98-106.

[2]何文英,陳洪波.TRMM衛(wèi)星對(duì)一次冰雹降水過(guò)程的觀(guān)察分析研究 [J].氣象學(xué)報(bào), 2011(07):364-367.

P426.6[文獻(xiàn)碼]B

1000-405X（2016）-5-432-1