基于逐小时资料的青海高原雷暴、冰雹及其环流背景特征研究
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摘要
雷暴、冰雹等对流性天气的局地性强,常带来较严重的危害,以往研究多采用逐日资料,而对其逐小时的时空特征研究较少。本文基于中国气象局国家气象信息中心(NIMC)1981-2010年的地面气象记录月报表资料,将月报表数据整理成了雷暴、冰雹的逐小时数据集,然后利用该数据集对青海高原的雷暴、冰雹的发生频数、持续时间等特征进行了分析,并采用趋势系数、倾向率、REOF分析等方法研究了雷暴的变化趋势,最后分析了其可能成因。结果表明:(1)在空间分布上,青海高原的雷暴、冰雹均呈现出南多北少的特征,青海南部年平均雷暴时数可超过140 h,而在柴达木盆地年平均时数不足10 h,但在祁连山地区具有一个相对高值区;雷暴过程的持续时间也呈现出类似的特征。(2)雷暴、冰雹存在显著的年变化及日变化,在一年之中雷暴集中在5-9月(占95%以上),峰值位于6-7月;在一日之中,雷暴、冰雹均表现为午后峰值,但REOF分析表明,在不同地区雷暴具有不同的日变化,在青海南部地区主要发生在16:00-21:00BST,但在柴达木盆地主要发生在13:00-16:00BST,这可能与下垫面性质的差异有关。(3)近30年青海高原的雷暴、冰雹发生频数,除在柴达木盆地存在较弱上升外,大部分地区呈现出明显的减少趋势,其中雷暴频数的减少速率为16.6 h/10yr,冰雹减少速率为2.6 h/10yr;在一天中各个时刻也呈减少趋势,且均通过了α=0.1的显著性检验;雷暴过程的持续时间也呈减少趋势。(4)雷暴、冰雹的变化与大尺度环流密切相关,近30年来,亚洲地区极涡减弱,温度升高,极地冷空气活跃性降低,北方冷空气南下减少,经向环流减弱,纬向环流增强,大气稳定性增高,从而导致青海地区雷暴、冰雹的次数减少。(5)通过对比雷暴偏少年与雷暴偏多年的差异,发现在雷暴偏少年,虽然青海地区温度偏高、CAPE值偏大,但该区上空200h Pa高空急流偏弱,乌拉尔山地区及中国东南部地区的位势高度偏低,而在贝加尔湖至新疆地区的位势高度偏高,相应的,在乌拉尔山及中国南部有异常气旋性环流,青海地区处于异常的气旋性环流控制下,在500h Pa与700h Pa青海地区具有异常反气旋环流,这样高空急流偏弱且存在异常辐合,而中、低空存在异常辐散,不利于对流的发生发展,这也是雷暴减少的重要因素。
引文
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