江西西北部地形對(duì)一次大暴雨過程影響的數(shù)值模擬分析

劉雅楠 ， 劉熙明 ， 鄒海波 ， 吳 靜

1. 江西省氣象科學(xué)研究所， 江西 南昌 330096 2. 江西省氣象臺(tái)， 江西 南昌 330096

0 引 言

暴雨及強(qiáng)降水是中國(guó)夏季最主要的氣象災(zāi)害天氣(陶詩(shī)言,1980)，引發(fā)的洪澇常給人民生命財(cái)產(chǎn)和國(guó)民經(jīng)濟(jì)帶來重大損失。因此，暴雨一直是國(guó)內(nèi)外氣象學(xué)者研究的重點(diǎn)。近年來，隨著觀測(cè)手段的進(jìn)步和氣象資料的豐富，從暴雨的環(huán)流背景(秦大河,2015)、多尺度天氣系統(tǒng)配置(孫建華等,2013)、動(dòng)力診斷(丁一匯,1993；Du et al,2019a；Zhang and Meng,2019；Li et al,2020；Shen et al,2020)和中尺度系統(tǒng)(陸漢城,2000；王東海和楊帥,2009；趙慶云等,2017)等方面開展了多角度分析。由此可知，暴雨是發(fā)生在有利的大尺度環(huán)流背景下的中尺度現(xiàn)象(陶詩(shī)言等,2001)，尤其在山脈的迎風(fēng)坡多發(fā)暴雨(Fu et al,2013,2016；雷蕾等，2020)。而地形對(duì)大氣的作用存在動(dòng)力、熱力兩方面：一方面，地形使得低層大氣形成動(dòng)力輻合和水汽、熱量集中，從而有利于對(duì)流的發(fā)展(劉璐等，2015)；另一方面，地形對(duì)大氣動(dòng)力不穩(wěn)定的影響顯著(Chen et al,2018；Du and Chen,2019b)。

上述研究對(duì)指導(dǎo)暴雨預(yù)報(bào)無疑具有重要參考價(jià)值。然而，各地暴雨特征、影響系統(tǒng)和地形效應(yīng)不盡相同，仍有必要繼續(xù)深入研究，特別是一些具有復(fù)雜地形區(qū)域的極端降水天氣過程更值得關(guān)注。位于長(zhǎng)江中下游地區(qū)的江西省，東、西、南三面環(huán)山，汛期暴雨多發(fā)，往往給地形地貌特殊的江西帶來嚴(yán)重的山洪地質(zhì)災(zāi)害。以往針對(duì)發(fā)生在江西地區(qū)暴雨天氣的研究主要集中在暴雨發(fā)生的機(jī)理研究(周芳等，2018；許彬等,2019)和數(shù)值模擬分析(張瑛等,2011；劉獻(xiàn)耀等,2013)。目前，關(guān)注江西山脈地形對(duì)局地暴雨影響的數(shù)值模擬研究較少。因此，文中選取了2019年6月8—10日江西省西北部大暴雨天氣過程，利用實(shí)測(cè)降水資料、風(fēng)云衛(wèi)星資料和NCEP/NCAR再分析資料，采用WRF模式對(duì)此次大暴雨過程進(jìn)行數(shù)值模擬，力圖揭示江西省西北部地形對(duì)暴雨天氣形成的影響，為區(qū)域暴雨預(yù)報(bào)提供參考。

1 資料和方法

文中所用資料包括：NCEP/NCAR逐6 h分辨率為1°×1°再分析資料、常規(guī)氣象資料、逐時(shí)分辨率為0.1°×0.1°相當(dāng)黑體亮溫(Black-Body Temperature，TBB)資料。采用WRF模式進(jìn)行中尺度數(shù)值模擬，在實(shí)況與模擬結(jié)果對(duì)比基礎(chǔ)上，分析地形對(duì)此次江西省西北部持續(xù)暴雨天氣過程的影響。

2 暴雨過程分析

2.1 降水實(shí)況

2019年6月8—10日江西省西北部出現(xiàn)了一次罕見的大暴雨天氣過程。分析8日08時(shí)—10日08時(shí)(北京時(shí)，下同)累積降水量分布(圖1)發(fā)現(xiàn)，最強(qiáng)降水主要分布在羅霄北、中段山脈以東的宜春、吉安、贛州北部和撫州南部一線，強(qiáng)降水帶呈西北—東南向分布。江西省日平均降水量達(dá)到49.6 mm，其中最強(qiáng)日降水出現(xiàn)在宜春市宜豐縣，降水量達(dá)152.7 mm。宜豐站的強(qiáng)降水主要集中在8日08—20時(shí)，其中降水從08時(shí)開始迅速增強(qiáng)，到13時(shí)強(qiáng)度達(dá)到最大，1 h降水量達(dá)到38.6 mm(圖略)。此次暴雨天氣過程具有降水強(qiáng)度大、強(qiáng)降水時(shí)間集中、局地性強(qiáng)的特點(diǎn)。可見江西省西北部羅霄山脈以東地區(qū)為主要的強(qiáng)降水區(qū)，也是研究的主要區(qū)域。

圖1 2019年6月8日08時(shí)—10日08時(shí)江西降水量分布(單位：mm)

2.2 天氣形勢(shì)分析

2019年6月8—9日200—400 hPa層，中國(guó)東部沿海為寬廣的低壓槽區(qū)，江西地區(qū)受高空槽后部的西北氣流控制(圖略)。500 hPa層高緯地區(qū)環(huán)流呈“兩槽一脊”形勢(shì)，高壓脊位于烏拉爾山地區(qū)，兩槽區(qū)分別位于巴爾喀什湖和貝加爾湖至中國(guó)東部沿海(圖2a、b)，江西地區(qū)不斷受到上游短波槽東移的影響。其中位于中國(guó)東北的冷渦、低槽較為深厚且朝東南方向緩慢移動(dòng)，700—200 hPa層均有所體現(xiàn)，尤其是在500 hPa層以上的中高層，東北冷渦中心至低槽底部南北跨越15個(gè)緯距，不利于西太平洋副熱帶高壓北抬，導(dǎo)致8日08時(shí)—9日08時(shí)588 dagpm線穩(wěn)定在中國(guó)大陸的南界。這樣的環(huán)流形勢(shì)有利于槽后冷平流補(bǔ)充南下侵入副熱帶高壓邊緣，使得冷暖氣流持續(xù)交匯于長(zhǎng)江以南地區(qū)。暴雨期間500 hPa層上共有2支低槽影響江西，其中8日08時(shí)—9日08時(shí)主要受沿海大槽底部分裂的短波槽影響，之后9日白天，另一支低槽由云貴高原快速東移至江西地區(qū)，江西中南部受槽底偏西氣流控制，使得暴雨天氣持續(xù)。8日08時(shí)，500 hPa層溫度場(chǎng)則表現(xiàn)為一條中心值為-6 ℃的冷舌向江西省東部伸展，熱力垂直分布呈現(xiàn)“上冷下暖”結(jié)構(gòu)。

8日08時(shí)—9日08時(shí)低層切變位于長(zhǎng)江流域30°N以北，強(qiáng)降雨發(fā)生在切變線南側(cè)的低層風(fēng)速輻合區(qū)附近。8日08時(shí)低空急流強(qiáng)盛，850 hPa層西南風(fēng)達(dá)到15 m/s(圖2c)，江西省北部位于低空急流的出口區(qū)，同時(shí)850 hPa層從貴州中部、湖南中部至江西北部有較強(qiáng)輻合線形成，配合925 hPa層上位于羅霄山脈以東的經(jīng)向輻合線(圖2e)，宜春、吉安等地出現(xiàn)大范圍的大暴雨。9日08時(shí)(圖2d、f)，925—850 hPa低層風(fēng)場(chǎng)上從貴州北部、湖南南部至江西北部有較強(qiáng)輻合線形成，主雨帶在不斷南壓的低層輻合線影響下逐漸南移，此時(shí)850 hPa層的西南風(fēng)達(dá)到17 m/s。9日20時(shí)，低空急流有所加強(qiáng)，降水強(qiáng)度也隨之再度加強(qiáng)。從10日08時(shí)開始隨著低槽移出和急流的減弱，降雨明顯減弱漸止(圖略)。

圖2 2019年6月8日08時(shí)(a、c、e)和9日08時(shí)(b、d、f)環(huán)流形勢(shì)場(chǎng)(a、b. 500 hPa層，其中黑實(shí)線代表位勢(shì)高度(dagpm)，紅色實(shí)線代表溫度(℃)；c、d. 850 hPa層，其中填色區(qū)代表低空急流(m/s)，紅色虛線為輻合線；e、f. 925 hPa層，其中填色區(qū)代表低空急流(m/s)，灰色虛線為輻合線)Fig. 2 Circulation fields at (a,c,e) 08:00 BT on 8 June 2019 and (b,d,f) 08:00 BT on 9 June 2019 (a,b. 500 hPa, the black solid line represents the geopotential height (dagpm), and the red solid line represents the temperature (℃); c,d. 850 hPa, the shadow is the low-level jet (m/s), and the red solid line is the convergence line; e,f. 925 hPa, the shadow is the low-level jet (m/s), and the gray dashed line is the convergence line)

圖2 (續(xù))Fig. 2 (Continuation)

3 模擬結(jié)果分析

3.1 模擬方案設(shè)計(jì)

文中數(shù)值模擬采用WRF模式，模擬中心點(diǎn)(25.58°N，115.90°E)，采用三層雙向嵌套方案(圖3)。區(qū)域1水平分辨率54 km，水平方向格點(diǎn)數(shù)100×84；區(qū)域2水平分辨率18 km，水平方向格點(diǎn)數(shù)142×118；區(qū)域3水平分辨率6 km，水平方向格點(diǎn)數(shù)154×139。垂直層數(shù)取33層，積分步長(zhǎng)為60 s。微物理過程采用WSM5方案，近地面層采用MM5方案，行星邊界層采用YSU方案，長(zhǎng)波輻射采用RRTM方案，短波輻射采用RRTM方案，積云參數(shù)化采用Grell-Freitas方案(d3區(qū)關(guān)閉積云參數(shù)化方案)。積分時(shí)間從2019年6月7日20時(shí)—9日20時(shí)，共積分48 h，每1 h輸出一次資料。為了驗(yàn)證模式對(duì)此次暴雨過程的模擬性能以及羅霄山中、北支地形對(duì)暴雨過程的影響，文中設(shè)計(jì)了2組試驗(yàn)，即控制性試驗(yàn)(CTL)和無羅霄地形的敏感性試驗(yàn)(NOTW)。控制性試驗(yàn)(CTL)采用全物理過程和模式真實(shí)地形，重點(diǎn)模擬此次暴雨的細(xì)致過程。無羅霄地形的敏感性試驗(yàn)(NOTW)在模式地形中將羅霄山脈所在區(qū)域(圖3b中d3區(qū)內(nèi)的淺藍(lán)色矩形區(qū)域)的地形高度降低為原高度的10%，但不改變地形的下墊面屬性。圖3b所示的d3區(qū)內(nèi)的淺藍(lán)色矩形區(qū)域，即移除地形的范圍為(26.2°—28.5°N，113°—116°E)，主要包括羅霄山系的北支武功山、九嶺山和中支萬洋山，因此文中所述江西省西北部的羅霄山系地形影響主要指上述三條山脈對(duì)此次暴雨過程的影響。

圖3 WRF模式的三層模擬區(qū)域(a)和敏感性試驗(yàn)區(qū)地形(b)Fig. 3 Triple-nesting domain of the WRF model (a) and topography in the sensitivity experiments (b)

3.2 模擬降水與實(shí)況對(duì)比

圖4a1、b1、c1為控制性試驗(yàn)(CTL)模擬的江西西北部8日08時(shí)—9日20時(shí)每12 h的累計(jì)降水分布，與實(shí)況降水(圖4a3、b3、c3)對(duì)比發(fā)現(xiàn)，含有真實(shí)山脈地形的CTL試驗(yàn)?zāi)M結(jié)果能夠較好地反映出暴雨過程的雨帶移動(dòng)和強(qiáng)度變化過程，模擬的雨帶能基本再現(xiàn)實(shí)況降水的范圍和移動(dòng)方向，且比實(shí)況更能反映出降水的精細(xì)化分布。

但也注意到，雖然模式模擬出了大暴雨的雨帶位置和西北—東南走向，但是兩組試驗(yàn)在細(xì)節(jié)上仍有一些差異。8日08—20時(shí)，CTL試驗(yàn)(圖4a1)相較于NOTW試驗(yàn)(圖4a2)模擬出的大暴雨區(qū)和暴雨區(qū)范圍更大。8月20時(shí)—9日08時(shí)，CTL試驗(yàn)(圖4a2)基本模擬出了實(shí)況中心位于27°N附近的大暴雨中心(圖4b3)；直到9日20時(shí)，CTL試驗(yàn)?zāi)M的大雨區(qū)(圖4c1)與實(shí)況(圖4c3)都呈現(xiàn)一致的西北—東南走向，但模擬的暴雨區(qū)呈緯向分布，且較實(shí)況位置偏南。此外，8日08時(shí)—9日20時(shí)NOTW試驗(yàn)(圖4a2、b2、c2)模擬的降水區(qū)的位置和走向與CTL試驗(yàn)基本一致，但量級(jí)明顯偏小，如NOTW試驗(yàn)?zāi)M的8日08—20時(shí)大暴雨區(qū)僅存在于宜春市銅鼓縣南部，8日20時(shí)—9日08時(shí)大暴雨區(qū)縮小至撫州南部，而9日08—20時(shí)暴雨區(qū)范圍進(jìn)一步縮小，西北—東南向分布的主雨帶完全消失。以上模擬結(jié)果與實(shí)況的偏差除了受到模式自身精度的限制外，主要是由于研究區(qū)域三面環(huán)山的復(fù)雜地形，在山區(qū)發(fā)生的強(qiáng)降水，現(xiàn)有觀測(cè)站網(wǎng)較難真實(shí)再現(xiàn)實(shí)際降水的量級(jí)和中心。雖然模擬與實(shí)況存在一些偏差，但是CTL試驗(yàn)?zāi)M降水的位置、變化趨勢(shì)和持續(xù)時(shí)間與實(shí)況基本一致。因此，模式能基本模擬此次大暴雨過程的結(jié)構(gòu)特征，可以利用模式輸出資料分析此次降水過程受到的地形影響。

圖4 2019年6月8日08—20時(shí)(a)、8日20時(shí)—9日08時(shí)(b)，9日08—20時(shí)(c)江西地區(qū)累計(jì)降水量分布(單位：mm；上為CTL試驗(yàn)?zāi)M，中為NOTW試驗(yàn)?zāi)M，下為實(shí)況觀測(cè))Fig. 4 Distribution of cumulative precipitation (a) from 08:00 BT to 20:00 BT 8, (b) from 20:00 BT 8 to 08:00 BT 9, (c) from 08:00 BT to 20:00 BT 9 June 2019 over Jiangxi area (units：mm； upper indicates CTL experiment simulation; middle indicates NOTW experiment simulation; bottom indicates observation)

圖4 (續(xù))Fig. 4 (Continuation)

3.3 中尺度系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及發(fā)展過程

眾所周知，暴雨的產(chǎn)生離不開強(qiáng)烈的上升運(yùn)動(dòng)，從CTL試驗(yàn)?zāi)M的雷達(dá)組合反射率可以看到，8日08時(shí)(圖5a1)，江西省西北部較強(qiáng)西南氣流遇到九嶺山(羅霄山系北支)地形后產(chǎn)生輻合線，其余大部分地區(qū)為偏東南風(fēng)和偏西南風(fēng)，強(qiáng)度大于45 dBz的強(qiáng)回波區(qū)主要位于九嶺山地形區(qū)。此時(shí)，部分偏東南風(fēng)和偏西南風(fēng)不斷發(fā)展從而發(fā)展為低空急流。Chen等(2018)指出低空急流除了能在急流左前方產(chǎn)生渦度外，其與高空急流的耦合能加強(qiáng)垂直次級(jí)環(huán)流的發(fā)展和對(duì)流的增強(qiáng)，并通過潛熱釋放進(jìn)一步加強(qiáng)低空急流，形成有利于強(qiáng)降水產(chǎn)生和維持的正反饋機(jī)制。8日14時(shí)，925 hPa層的偏南風(fēng)和偏北風(fēng)均有所加強(qiáng),形成的風(fēng)場(chǎng)輻合線位于江西省中北部(圖略)。8日20時(shí)(圖5b1)，強(qiáng)度大于45 dBz的回波范圍進(jìn)一步擴(kuò)大，整體呈西北—東南向位于浙贛鐵路一線。宜春北部的偏西北風(fēng)和偏南風(fēng)不但與羅霄山脈作用而生成明顯的地形輻合，而且在吉安、撫州附近二者相遇產(chǎn)生風(fēng)場(chǎng)輻合，正是持續(xù)存在的地形輻合和風(fēng)場(chǎng)輻合為中尺度系統(tǒng)的生成和發(fā)展提供了極為有利的中尺度環(huán)境。9日08時(shí)，強(qiáng)度大于45 dBz的強(qiáng)回波區(qū)位于江西省的吉安東部、撫州南部和贛州東北部；14時(shí)，強(qiáng)回波區(qū)維持在江西省的吉安東部、撫州南部，范圍和強(qiáng)度均有減弱(圖略)。與CTL試驗(yàn)相比，NOTW試驗(yàn)(圖5a2、b2、c2)模擬的不同時(shí)段雷達(dá)回波強(qiáng)度均明顯減弱，風(fēng)速減?。?日08時(shí)僅宜春市銅鼓縣以南存在孤立回波；20時(shí)強(qiáng)度大于25 dBz的弱回波區(qū)呈西北—東南向位于浙贛鐵路一線，不同于CTL試驗(yàn)，贛州東部116°E線附近也有回波，同時(shí)因羅霄山脈作用而生成的地形輻合線基本消失；9日08時(shí)暴雨區(qū)的整體范圍大幅縮小。由此可見，江西省西北部的羅霄山脈地形對(duì)強(qiáng)回波的持續(xù)生成有重要作用，強(qiáng)回波區(qū)不斷生成并向東移動(dòng)，這對(duì)應(yīng)于暴雨區(qū)整體往東偏南方向移動(dòng)的趨勢(shì)。進(jìn)一步分析可知，強(qiáng)度大于30 dBz回波區(qū)的位置和移動(dòng)方向與暴雨區(qū)基本吻合。

圖5 模擬的2019年6月8日08時(shí)(a)、20時(shí)(b)、9日08時(shí)(c)雷達(dá)組合反射率(填色，單位：dBz)和925 hPa層風(fēng)場(chǎng)(箭頭，單位：m/s)(上為CTL試驗(yàn)，下為NOTW試驗(yàn))Fig. 5 Simulated radar composite reflectivity (shaded; units:dBz) and wind filed at 925 hPa (vectors; units:m/s) at (a) 08:00 BT 8, (b) 20:00 BT 8, (c) 08:00 BT 9 Jane 2019 (upper indicates CTL experiment; bottom indicates NOTW experiment)

此次暴雨天氣過程中6月8—9日的強(qiáng)降水中心表現(xiàn)為呈西北—東南向分布的大暴雨區(qū)，位于羅霄山脈地形的東緣，圖4a1中黃色實(shí)線為暴雨區(qū)最強(qiáng)部分，沿黃色實(shí)線做水汽條件和動(dòng)力條件的垂直剖面，能夠反映地形變化對(duì)降水模擬結(jié)果的影響。

圖6給出了云水混合比和流場(chǎng)沿圖4a1中黃色實(shí)線的垂直剖面。分析CTL試驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)，8日08時(shí)(圖6a1)，宜春地區(qū)上空2—9 km高度存在一個(gè)反氣旋式垂直環(huán)流中心，其上部為西北氣流，下部為東南氣流，暴雨區(qū)(28.8°N，114.7°E)至(28.2°N，115.2°E)上空3.5—9 km高度層為大面積強(qiáng)上升運(yùn)動(dòng)區(qū)，此區(qū)域又是大范圍的云水混合比的高值區(qū)，其中0.6 g/kg以上的云水集中在3—6 km高度層。最明顯的垂直環(huán)流上升支和云水高值中心位于宜春地區(qū)東南(28.3°N，115.3°E)附近的迎風(fēng)坡，垂直運(yùn)動(dòng)伸展高度超過9 km，強(qiáng)度達(dá)到4.5 m/s，而云水混合比在5 km高度達(dá)到最大值1.2 g/kg。8日20時(shí)(圖6b1)，反氣旋式垂直環(huán)流消失，上升支和下沉支氣流變得不明顯，之前大面積的上升區(qū)和云水集中區(qū)大幅縮小，僅存的宜春地區(qū)東北部環(huán)流中心下降到6 km高度，其垂直運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度為1.5 m/s，云水混合比降至0.9 g/kg。暴雨開始后由于降水粒子的拖曳作用，3 km高度以下為下沉氣流。9日08時(shí)(圖6c1)，上升運(yùn)動(dòng)向東南方向傳播到達(dá)吉安、撫州地區(qū)中南部，此時(shí)宜春地區(qū)上空的上升運(yùn)動(dòng)大幅減弱，最強(qiáng)上升運(yùn)動(dòng)中心位于5 km附近，其強(qiáng)度僅為0.6 m/s，之后上升運(yùn)動(dòng)中心進(jìn)一步向東南方向移動(dòng)影響贛州地區(qū)。與CTL試驗(yàn)相比，NOTW試驗(yàn)(圖6a2、b2、c2)模擬的不同時(shí)段垂直上升運(yùn)動(dòng)明顯減弱、云水混合比減小，但二者的空間位置與CTL試驗(yàn)較為一致。由此可知，位于湘、贛交界處的羅霄山脈地形能夠影響此次降水天氣過程中的江西省西北部地區(qū)，尤其宜春、吉安兩市的降水強(qiáng)度，即去除地形影響之后，無論是垂直運(yùn)動(dòng)表征的動(dòng)力條件還是云水混合比表征的水汽條件都大大降低。

圖6 模擬的2019年6月8日08時(shí)(a)、20時(shí)(b)、9日08時(shí)(c)云水混合比(填色,單位:g/kg)和流場(chǎng)(垂直速度w×20；箭頭,單位:m/s)沿圖4a1中黃實(shí)線的垂直剖面(上為CTL試驗(yàn)，下為NOTW試驗(yàn)；黑色陰影為地形)Fig. 6 Simulated vertical cross sections of cloud water mixed ratio (shaded; units:g/kg) and streamline field (vectors; units:m/s; the vertical velocity is multiplied by 20) along the yellow solid line shown in Fig.4a1 at (a) 08:00 BT 8, (b) 20:00 BT 8, (c) 08:00 BT 9 Jane 2019 (upper indicates CTL experiment, bottom indicates NOTW experiment; black shading denotes terrain)

圖7給出了CTL試驗(yàn)?zāi)M的相對(duì)濕度和假相當(dāng)位溫(θse)沿圖4a1中黃實(shí)線的垂直剖面。分析發(fā)現(xiàn)，8日08時(shí)(圖7a1)，整個(gè)區(qū)域的90%以上為相對(duì)飽和區(qū)，其中宜春(28.8°N，114.7°E)至(28.2°N，115.2°E)附近上空95%的相對(duì)飽和區(qū)伸展高度超過7 km；θse自低層向高層呈遞減分布，表明此時(shí)宜春大部地區(qū)上空存在對(duì)流不穩(wěn)定。θse的348 K特征線，在宜春地區(qū)西北角(28.9°N，114.5°E)位于3.5 km高度，而在宜春地區(qū)中部(28.4°N，115.0°E)達(dá)到7 km高度。與θse梯度大值區(qū)對(duì)應(yīng)的能量鋒區(qū)位于羅霄山脈東緣，此處的氣團(tuán)具有更強(qiáng)的高溫、高濕和高能特性，有利于對(duì)流系統(tǒng)生成。8日20時(shí)(圖7b1)，4 km高度以下大氣相對(duì)濕度的水平分布在宜春地區(qū)表現(xiàn)為“東南部大、西北部小”，東南部上空相對(duì)濕度大于95%的大值區(qū)位于2—6 km，比濕在低層達(dá)到16 g/kg(圖略)。宜春地區(qū)上空能量場(chǎng)的南北分布差異明顯，宜春西北部θse隨高度升高而增大，而宜春東南部(28.4°N，115.0°E)θse隨高度升高而減小，說明暴雨發(fā)生后降水粒子在下落過程中蒸發(fā)吸熱而釋放能量。此后對(duì)流天氣系統(tǒng)往東南方向移動(dòng)，相對(duì)濕度大值區(qū)和高能帶也隨之往東南方向移動(dòng)。9日08時(shí)(圖7c1)，宜春中南部低層6 km高度以下雖然有較好的相對(duì)濕度條件，但是θse隨高度的升高而增大，說明對(duì)流穩(wěn)定。與CTL試驗(yàn)相比，8日08時(shí)(圖7a2)、20時(shí)(圖7b2)和9日08時(shí)(圖7b2)NOTW試驗(yàn)?zāi)M的θse均明顯減弱、相對(duì)濕度大幅減小，但二者的空間位置與CTL試驗(yàn)結(jié)果較為一致。

圖7 CTL試驗(yàn)?zāi)M的2019年6月8日08時(shí)(a)、20時(shí)(b)、9日08時(shí)(c)相對(duì)濕度(陰影，單位:%)和假相當(dāng)位溫θse(紫實(shí)線，單位:K)沿圖4a1中黃實(shí)線的垂直剖面(上為CTL試驗(yàn)，下為NOTW試驗(yàn)；黑色陰影為地形)Fig. 7 Simulated vertical cross sections of relative humidity (shaded; units:%) and pseudo-equivalent temperature (purple solid line; units:K) along the yellow solid line shown in Fig.4a1 at (a) 08:00 BT 8, (b) 20:00 BT 8, (c) 08:00 BT 9, Jane 2019 (upper indicates CTL experiment, bottom indicates NOTW experiment; black shading denotes terrain)

綜上所述，大氣相對(duì)飽和區(qū)自江西省西北部向東南部移動(dòng)，同時(shí)也由中高層向低層演進(jìn)，沿羅霄山脈迎風(fēng)坡不斷上升的氣流不斷將水汽和能量向上輸送，形成中間向上凸起的濕度和溫度大值區(qū)，使不斷在江西省西北部生成的對(duì)流系統(tǒng)具有高溫、高濕、高能特性，這為暴雨的產(chǎn)生提供了較好的水汽、熱力和層結(jié)條件。

4 小結(jié)與討論

文中基于NCEP/NCAR再分析資料、常規(guī)觀測(cè)等資料，利用WRF模式進(jìn)行高分辨數(shù)值模擬，設(shè)計(jì)包含真實(shí)地形的控制試驗(yàn)和基本去除地形的敏感性試驗(yàn)，以分析羅霄山脈地形對(duì)2019年6月8—10日江西罕見大暴雨天氣的影響，得到：

1) 此次大暴雨天氣發(fā)生在穩(wěn)定維持的“兩槽一脊”環(huán)流形勢(shì)下，高空西風(fēng)氣流、低空西南急流、沿海大槽、上游移來短波槽和近地面輻合線是造成此次大暴雨過程的主要天氣系統(tǒng)。各天氣系統(tǒng)的持續(xù)共同作用，促使低層輻合、高層輻散，利于暴雨的發(fā)展和維持。

2) 位于湘、贛交界處的羅霄山脈北支武功山、九嶺山和中支萬洋山對(duì)降水過程有較大影響，在地形的有利抬升作用下，對(duì)流系統(tǒng)在地形附近不斷生成并持續(xù)向東移過江西省西北部，是影響暴雨天氣過程的重要原因。

文中只是針對(duì)江西省西北部一次大暴雨過程地形影響的初步診斷和模擬，目前還只是對(duì)現(xiàn)象的陳述和較為簡(jiǎn)單的機(jī)理分析。在今后的研究中，模擬試驗(yàn)還需要繼續(xù)改進(jìn)，比如同化實(shí)時(shí)的風(fēng)場(chǎng)觀測(cè)資料等，以提高地形對(duì)暴雨影響的分析精度。