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中国大陆副热带切变线研究
发布时间:2023年10月12日 来源:中国气象报社 分享:

切变线是中国大陆副热带降水主要的影响天气系统,已有研究存在切变线判识缺乏客观统一标准、分类及气候学特征缺乏全面认知、与暴雨的定量关系不明晰、三维空间结构不明确、日变化特征与机制缺乏研究、演变机制有待完善等不足。依托国家自然科学基金等9个项目/课题,中国气象局气象干部培训学院教授姚秀萍等人开展中国大陆副热带切变线研究。

该研究利用长序列多源资料(1981年至2020年),采用“资料统计-诊断分析-机理揭示-业务应用(包括教学应用)”的技术路线,完成了中国大陆副热带切变线研究。创建了基于动力本质的切变线客观判识技术,提高了切变线的识别效率和正确率,建立了首个基于客观判识的近40年中国大陆副热带切变线数据集。揭示了切变线三维空间结构特征与演变特征,指出切变线为对流层中低层的浅薄天气系统,垂直方向上具有随高度北倾特征,与大气的斜压性密切相关。给出了切变线与暴雨的定量关系,夏季,近70%的江淮切变线会产生暴雨,梅雨期降水以暖切变线降水为主;近60%的高原横切变线给高原主体地区带来暴雨,超过55%的高原竖切变线造成高原东侧及其近邻地区暴雨。阐明了暴雨非绝热加热对切变线演变发展的反馈作用及其机制,发现大气非绝热加热与切变线演变的密切关系,大气非绝热加热的垂直非均匀性是切变线强度演变的主导因子,大气非绝热加热效应则主要受温度垂直平流作用的影响。明确了大气位涡强迫对切变线演变发展的作用及其机制,创新性地应用位涡诊断与等熵分析技术对切变线演变发展进行研究,发现了高空大值位涡沿330 K等熵面下传至切变线附近,通过平流作用向切变线附近输送位涡。揭示了切变线日变化特征及其机制,指出高原横切变线的发生频次、强度、动力与热力结构均具有显著的日变化特征;阐明了高原横切变线日变化机制在于热力因素,其中凝结潜热加热对高原横切变线日变化具有重要作用。以上主要成果的创新程度和学术水平与同类相比,具有先进性。

研究成果聚焦中国大陆副热带范围内的两类切变线,即江淮切变线与高原切变线,深化了对切变线的系统性认知,在江苏、安徽、河南、湖南、西藏、青海等省气象台实际天气预报业务中得到推广与应用,为江淮地区、高原及其周边地区的灾害性天气的分析与预报提供了有效的科学指导和业务应用支撑,提升了灾害性天气预报能力及防灾减灾能力,对社会经济发展具有重要意义。研究成果列入中国气象局气象干部培训学院核心课程内容,同时在南京信息工程大学和成都信息工程大学的本科及研究生教学中得到了应用,在气象教育与培训、气象业务发展中发挥了重要作用,有力推动了人才培养与研究型业务的发展,也对副热带气象和高原气象学科的发展作出了积极贡献。

(责任编辑:张明禄)

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