青藏高原和四川盆地夏季對流性降水特征的對比研究

■杜科

（中國民航飛行學院綿陽分院氣象臺四川綿陽621000）

青藏高原和四川盆地夏季對流性降水特征的對比研究

■杜科

（中國民航飛行學院綿陽分院氣象臺四川綿陽621000）

青藏高原和四川盆地是我國西部地區(qū)地形高度差異極大的兩個地區(qū)，在地形環(huán)境的影響下，兩個地區(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力作用下，夏季雷暴活動非常頻繁；而四川盆地則常常出現(xiàn)強降水天氣，容易引發(fā)泥石流等地質災害。文章簡述了青藏高原與四川盆地之間夏季對流性降水在水平結構、垂直結構上的差異，并分析了高原和盆地降水過程中不同物理量的相關性。

青藏高原 四川盆地 對流性降水 對比分析

隨著現(xiàn)代科學技術的進步，利用衛(wèi)星進行區(qū)域資料收集，為氣候特征的研究提供了豐富的資料，文章結合TRMM衛(wèi)星的探測結果，對兩者間的對流性降水天氣進行了分析。

1 高原和盆地降水系統(tǒng)水平結構分析

1.1 地表降水率水平分布特征

通過對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組成，對流中心離散，并且降水呈現(xiàn)出雨量大、時間短、范圍小等特點，整個高壓區(qū)域內的降水分配率差異明顯。而四川盆地的降水系統(tǒng)雖然也是由多個降水云團組成，但是云團之間具有明顯的體積差異，其中必定存在1-2個主降水云團。主降水云團的覆蓋面積大，因此盆地降水范圍也相對較廣，對流中心集中，整個盆地的降水分布相對均衡。通過分析青藏高原和四川盆地的對流降水情況可知，兩者間的降水過程和降水分布差異極大。

1.2 雨譜

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

2 高原和盆地降水系統(tǒng)的垂直結構分析

通過對青藏高原和四川盆地近年來的降水過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，多個降水云團都呈現(xiàn)出大小不一的垂直柱狀，通過成像計算可知，云團的最高高度約為18km，排除高原地形的影響，降水云團的水平高度在13km左右。同樣的，四川盆地的降水天氣中，降水云團的垂直發(fā)育不明顯，多數(shù)情況下呈現(xiàn)出扁平狀，云團的最高高度約為14km,除去盆地地形影響后，云團的水平高度在11km左右。通過對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)的降水云團由于垂直發(fā)育，橫向覆蓋面積較小，因此降水面積相應變小，但是由于云層厚度大，所以在短時間內的降水量也集中，與青藏高原的降水特征相吻合。四川盆地的降水云團呈現(xiàn)出扁平化發(fā)展趨勢，云團覆蓋范圍廣，因此同一時間內的降水范圍大，但是由于云層厚度有限，所以單位時間內的降水量要低于青藏高原。

3 高原和盆地降水過程中不同物理量的相關性

3.1 亮溫和雨強相關性

氣象衛(wèi)星或微波成像儀可以探測大氣云頂?shù)牧翜刂担瑥亩磻獙α靼l(fā)展高度。通常情況下，云頂?shù)牧翜嘏c對流發(fā)展高度呈現(xiàn)出負相關關系，與地表降水強度呈現(xiàn)出正相關關系。但是亮溫和雨強之間的關系隨地形的變化也呈現(xiàn)出不同的內容，例如在青藏高原地區(qū)，由于氣壓低、光照強烈等高原特殊環(huán)境的影響，云頂亮溫與地表雨強之間的關聯(lián)性不大，正負相關關系的表現(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之間的線性關系良好。在這種情況下，四川盆地云頂亮溫越高，對流發(fā)展高度就相應變低，地表對應的降水量也就減少，具有典型的陸地對流系統(tǒng)的特征。

3.2 亮溫與閃電的關系

為了分析降水強度與閃電之間的關系，統(tǒng)計微波成像儀TMI資料每個像素點中云頂亮溫對應的閃電成像儀LIS的event數(shù)據(jù)，求出120-140K范圍內所有出現(xiàn)的event之和作為140K對應的閃電次數(shù)，以此類推，繪制如圖1。

圖1 高原（a）和盆地（b）降水中

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

4 結論

文章利用TRMM衛(wèi)星的多種探測資料，對青藏高原和四川盆地的對流降水天氣進行了綜合對比分析，得出了以下結論：在水平結構上，青藏高原的降水系統(tǒng)以零散、小型降水云團組成，地表降水呈現(xiàn)出小范圍、強度大、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，對流中心集中、降水覆蓋面積廣。在垂直結構上，青藏高原地區(qū)的降水云團垂直發(fā)育明顯，厚度較大，雨滴小；而四處盆地的降水云團則呈現(xiàn)扁平化發(fā)育，厚度較小，雨滴大。在云頂亮溫與地表雨強之間的相關性研究方面，青藏高原由于地理環(huán)境因素的影響，相關性并不顯著；而四川盆地的云頂亮溫與對流發(fā)展高度之間成負相關關系，與地表雨強成正相關關系。

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P426.6[文獻碼]B

1000-405X（2016）-5-432-1