2026年10月12日讲座：华南暴雨物理机制：低空急流、重力波和冷池的作用

华南暴雨物理机制：低空急流、重力波和冷池的作用

杜宇教授 - 中山大学

研究背景

• 中小尺度因子是暴雨预报的瓶颈
• 难点：中小尺度因子如何协同影响暴雨的触发、发展和传播
• 暖区暴雨没有明显天气强迫，难预报

低空急流

• 双低空急流：天气尺度锋面急流，和低层边界层急流，入口区和出口区的辐合辐散配合形成上升运动。

• 研究对象：南海边界层低空急流

• 再分析数据会低估低空急流

• UNet基于海表风推测950hPa的风场

• 摩擦辐合、地形抬升辐合和？？？（忘记了）辐合的贡献是1:1:1

• 中等急流造成的暴雨比强急流强一些

• 数值模式和AI对南海低空急流的预报都有偏差，但是偏差方向是相反的

• 使用UNet融合EC和盘古的预报

• 观测系统模拟实验和观测系统实验

• 比较集合同化中好成员和坏成员初始风场的区别，发现有三个高值点

• 将三点的风廓线同化进坏成员，能够提升预报效果

• 个例验证证明，同化三点的观测能明显提供动力和热力条件

冷池

• 冷池的精细垂直结构？
• 超高气象塔观测精细垂直结构
• 边界层低空急流影响下冷池强度较弱：
  • 低空急流输送更多水汽
  • 低空急流产生强风切增强混合
• RKW 理论
• 三维理想模拟试验
  • 湿试验：线性风切是地基触发对流，急流试验是高架对流，急流影响下，产生多个雨带，急流带来范围更广的对流
• 急流影响下，冷池出现两个头部，对应两个垂直运动中心

重力波 (2024, MWR)

• 重力波如何和冷池协同？
• 对流重力波的生成机制：
  • 对流区域整层加热：n1重力波，稳定周围环境
  • 层云降水区域，高层加热，低层冷却，n2重力波，提升环境CAPE
• 重力波客观识别：光谱滤波
• 理想飑线模拟试验显示n2重力波能触发飑线远处的对流
• 锋面激发重力波南传，帮助暖区降水产生
• 海陆热力差异产生的重力波会向外海传