cha74 Persistent Heavy RainClustering of TP vortices1030 day ISO 《高原氣象學(xué)進(jìn)展》課件

cha7+4PersistentHeavyRain_ClusteringofTPvortices_10-30dayISO《高原氣象學(xué)進(jìn)展》課件1.Introduction

1.1TibetanPlateauVortex(TPV)Characteristics:Sub-synopticorα

meso-scaleconvectivesystemsat500hPa;horizontalscaleofseveralhundredkilometers;(Gaoetal.1981;TaoandDing1981)Contributingfactors:topography,low-levelconvergence,surfacesensibleheating,latentheatrelease,etc.(e.g.,Dell'OssoandChen1986;Gao2000;Lietal.2002;Shenetal.1986;Shietal.2008;SugimotoandUeno2010;Wang1987)TibetanPlateauVortex(TPV)Influences:青藏高原獨特的地理環(huán)境造就的高原特色天氣系統(tǒng)。TPV的活動不僅影響高原地區(qū)，還東移影響我國高原下游廣大地區(qū)。夏季：暴雨洪澇,泥石流、滑坡；冬季：暴雪，雨雪冰凍。

Theprimaryfactorsforlocal(TP)precipitation(e.g.,TPMeteor.Workshop1981);ExtremerainfalleventsintheEastAsia(e.g.,Ruietal.1987;TaoandDing1981;WangandOrlanski1987;Wangetal.2005);Forexample,theheavyrainfallandseverefloodingin1998overtheYangtze-Riverbasin(Shietal.2008;YasunariandMiwa2006;Yu2001).TPV對1998長江持續(xù)性暴雨的作用

（補充天氣圖、衛(wèi)星云圖展示的高原渦東移過程？）1998年，長江流域發(fā)生自1954年以來的最大洪水，宜昌出現(xiàn)八次大洪峰，其中有一半以上與高原低渦、切變線東移密切相關(guān)，即長江上游暴雨、高原天氣系統(tǒng)與四川云團的活動對１９９８年長江洪峰的形成有直接影響（TPV的“五峰暴雨”，郁淑華，2000）。對形成1998年長江上游八次洪峰的有關(guān)強降雨天氣過程的影響天氣系統(tǒng)分析表明：生成在青藏高原東部在四川盆地發(fā)展的低渦及與其相連的切變線是1998暴雨產(chǎn)生的主要天氣系統(tǒng);暴雨的加強與中低緯度系統(tǒng)相互作用、高原渦的特殊結(jié)構(gòu)密切相關(guān)（楊克明、畢寶貴等，2001）。1998年長江上游暴雨偏多與該年夏季西南低渦活動偏多有關(guān)（陳忠明等，2003）1.2ClusteringofTPvorticesTPVsExhibitapparentlyactiveandsuppressedperiods(Luoetal.1994)TPVscontinuouslygeneratewithinseveraldays–Clustering(SunandChen1994)Previousstudies:Clusteringisprimarilymodulatedbythe30-60-dayintraseasonaloscillation(ISO)overtheTP(SunandChen1994;Zhangetal.1991)Submonthly(10-30-dayor10-20-day)ISOSubmonthlyIntraseanaloscillation(ISO)canalsomodulateconvectiveactivitiesovertheTP(FujinamiandYasunari2004;YasunariandMiwa2006)Ourresultshowthat:TPVbettermatchesthe10-30-dayoscillationthanthe30-60-dayonein1998!1.3DataandmethodData:Stationobservation:Twice-daily(00,12)GMS-5TBB:DailymeanCFSR,ERA,NCEP1:DailymeanTime:May-Sepin1998Method:BandpassfilterCompositeEnsemble2.TibetanPlateauVorticesactivityin1998SummerFig.1Dailyoccurrencenumbers(barchart)andtheclusteringperiods(grayshaded)fromtwice-dailysynopticmapsTPvortexdefinition:Aclosedlowpressureon500-hPa(lowertroposphereoverTP)synopticweathermapsoracycloniccirculationobservedbyatleast3meteorologicalstations(青藏高原氣象科學(xué)研究拉薩會戰(zhàn)組，1981)Clusteringperiods:Persistforatleastthreecontinuousdays;vorticesnumberinagivenperiodisatleastfour;Temporalintervalbetweentwovorticesshouldnotbegreaterthan1day.(Sunandchen1994)80%oftotalvorticesoccurringinclusteringperiods青藏高原低渦群發(fā)期的定義：(1) 低渦群發(fā)期不少于三天；(2) 低渦出現(xiàn)次數(shù)不少于5個頻次；(3) 兩次低渦過程間隔期不超過一天。1998年夏季高原低渦的9個群發(fā)期3.RelationshipbetweenISOsandclusteringperiods月份低渦群發(fā)期58~12日62~10日；25~30日74~10日；21~24日81~5日；11~14日；17~19日；26~29日Large-scalebackgroundcirculationat500hPaFig.2LocationsofTPvortices(C);shadediscompositeGMS-5TBB(Unit:K);2500moftopography(dashedline).May-AugustaverageCompositestreamlineinclusteringperiodsConvergentandconvectiveregionFig.3Nineclusteringperiods(grayshaded)andtheensembletimeseriesofISOsof500-hParelativevorticity(10-5s-1);standarderror(blueshaded)ofCFSR,ERA-40andNCEP.

Regionalaverageof(29°-36°N,85°-100°E)TPV的9個群發(fā)期VSISO所有9個群發(fā)期均對應(yīng)10-30-dayISO的正位相期；其中6個對應(yīng)30-60-dayISO的正位相期Temporalevolutionof10-30-dayISO10-30-dayinrelativevorticity(shadedispositive)TPvortices‘C’.Zonal(ave29°-36°N)Meridional(ave85°-100°E)clusteringperiods4.Mechanismlinking10-30-dayISOandclusteringofTPVortices

?Phasecomposite1stphase2nd(positive)phase300hPa500hPa8TPVorticesinPhase1(18%)29inPhase2(64%)HighCAPEHorizontalWind(vectorinupperandlower,m/s)Equivalentpotentialtemperature(Theta-se,redcontour,K)Verticalvelocity(Omega,blue-greenshaded,Pas-1)Divergenceofmoistureflux(blue-redshaded,10-5ghPa-1cm-2s-1)GrayshadedinmiddleandcontourinupperandlowerareTibetanPlateau.CAPErealseTPV群發(fā)與10-30dISO的物理聯(lián)系thelarge-scaleconvergenceofmoistureadvectionthroughthesouthwestofTPconnectingtotheIndianmonsoonactivityleadtothehighmoiststaticenergyaccumulationatthelowertroposphereoverTP.Thelow-levelconvergenceexcitesdeepconvectivesystemsoverthecentral-easternTP.

Thelatentheatreleaseofthedeepconvectioncanenhancetheupwardmotionthroughconvection-circulationfeedback.Themoisturesupplythroughthesoutheast(SELLJ)ofTPfurtherensuresthepersistenceofconvectivedisturbances.3rdphase4th(negative)phase300hPa500hPaHorizontalWind(vectorinupperandlower,m/s)Equivalentpotentialtemperature(Theta-se,redcontour,K)Verticalvelocity(Omega,blue-greenshaded,Pas-1)Divergenceofmoistureflux(blue-redshaded,10-5ghPa-1cm-2s-1)GrayshadedinmiddleandcontourinupperandlowerareTibetanPlateau.6TPVorticesinPhase3(13%)2inPhase4(4%)5.ConcludingremarksOccurrencesofTPVexhibitobviousactiveandquiescentperiods.

Nineclusteringperiodsin1998summerNineClusteringperiods(3-6day，relatedtopersistentheavyrain)80%TPVsareoccurringinthoseperiodsAll(6)clusteringperiodsareoccurringinactivephasesof10-30-day(30-60-day)ISO.In10-30-dayscale,highmoiststaticenergyaccumulationatthelowertroposphereoverTPbysoutherly.LatentheatreleaseofthedeepconvectioninTPvorticessystemscanenhancetheupwardmotionthroughconvection-circulationfeedback.10-30天季節(jié)內(nèi)振蕩對高原低渦群發(fā)性的調(diào)制作用利用每天2次500hPa天氣圖、多種再分析資料和衛(wèi)星反演的亮溫資料，研究了1998年5-9月青藏高原低渦與10-30天季節(jié)內(nèi)振蕩的關(guān)系。研究揭示出活躍期與非活躍期的高原低渦存在顯著差異。1998年高原低渦有9個活躍期，高原低渦的群發(fā)與氣旋式環(huán)流聯(lián)系的500hPa渦度場的季節(jié)內(nèi)振蕩有關(guān)。夏季高原低渦的群發(fā)現(xiàn)象明顯受10-30天振蕩的調(diào)制，所有高原低渦的活躍期都位于10-30天振蕩的正位相。該結(jié)果顯現(xiàn)出10-30天振蕩通過提供有利于（不利于）氣旋式（反氣旋式）環(huán)境流場直接調(diào)制著高原低渦的活動；大氣低頻振蕩分析表明：10-30天尺度上，在來自印度季風(fēng)區(qū)低層暖對流引起的對流不穩(wěn)定配合下，西風(fēng)槽擾動可激發(fā)高原低渦活動。來自高原西南邊界的水汽輸送是對流能量匯聚的一個重要影響因子。本研究結(jié)果使我們認(rèn)識到10-30天季節(jié)內(nèi)振蕩的預(yù)測將有助于提升高原低渦及其影響高原下游地區(qū)天氣、氣候的中期預(yù)報能力。已發(fā)表4篇SCI文章：PengfeiZhang,GuopingLi,XiouhuaFu,YiminLiu,LaifangLi.ClusteringofTibetanPlateauvorticesby10-30-dayintraseasonaloscillation,MonthlyWeatherReview,2014,142(1):290-300(SCI收錄號：282UX）ChenGong,LiGuoping*.DynamicandnumericalstudyofwavesintheTibetanPlateauvortex,AdvancesinAtmosphericSciences,2014,31(1):131-138（SCI收錄號：277NY）JiaonaChen,GuopingLi*.Diurnalvariationofground-basedGPS-PWVunderdifferentsolarradiationintensityinChengduPlain,JournalofGeodynamics,2013,72(SI）:81-85.(SCI收錄號：286PZ）GuopingLi,JiaDeng.Atmosphericwatermonitoringbyusingground-basedGPSduringheavyrainsproducedbyTPVandSWV,AdvancesinMeteorology,2013,1-12(SCI收錄號：276QU）2013.-2014.4

項目第一署名研究成果

根據(jù)課題組分工主攻持續(xù)性天氣異常的2個研究方向：（1）高原與行星波

（2）TPVandSWV已發(fā)表核心期刊文章5篇，一般期刊文章2篇何鈺，李國平*.青藏高原大地形對華南持續(xù)性暴雨影響的數(shù)值試驗，大氣科學(xué)，2013，37(4):933-944李國平，趙?；ⅲS楚惠，牛金龍.基于NCEP資料的近30年夏季青藏高原低渦的氣候特征.大氣科學(xué),2014,38(4)胡祖恒，李國平*，官昌貴，王紅麗.中尺度對流系統(tǒng)影響西南低渦持續(xù)性暴雨的診斷分析，高原氣象，2014，33（1）：116-129蔣璐君，李國平*，母靈，孔亮.基于TRMM資料的西南渦強降水結(jié)構(gòu)分析，高原氣象，2014，33（3）倪成誠,李國平*,熊效振.AIRS資料在中國川藏地區(qū)適用性的驗證研究，，2013，31（6）：656-663山地學(xué)報李國平.高原渦、西南渦研究的新進(jìn)展及有關(guān)科學(xué)問題，沙漠與綠洲氣象,2013，7（3）：1-6母靈，李國平.復(fù)雜地形對西南低渦生成和移動影響的數(shù)值試驗分析，成都信息工程學(xué)院學(xué)報，2013，28（6）：241-248目前的研究

（SCI錄用1篇，核心期刊錄用2篇，SCI修改2篇，SCI待投稿2篇）蔣璐君，李國平，王興濤.基于TRMM資料的高原渦與西南渦引發(fā)強降水的對比研究，大氣科學(xué)（錄用）劉曉冉，李國平.引發(fā)強降