大尺度准静止波对1998、1991年夏季洪涝影响的数值模拟

【作者】 宋敏红； 钱正安；

【机构】 中国科学院寒区旱区环境与工程研究所；

【摘要】 西太平洋副热带高压及其北侧的梅雨锋区是东亚夏季风的重要系统成员之一,对我国东部地区夏季雨带的分布有着重要影响。20世纪90年代,我国南方先后出现了1991年、1996年、1998年及1999年四次洪涝,引起人们广泛关注。对1991年和1998年的洪涝已有许多研究,我们也曾对青藏高原低涡、南亚高压和冷空气活动等三因子对1998年、1991年西太平洋副热带高压和主要暴雨带的影响作了观测事实分析,指出1998年和1991年夏季江南北部及江淮的洪涝与北方冷空气持续偏强、青藏高原热力作用偏强,致使西太平洋副热带高压位置持续偏南,因而雨带分别滞留在江南北部及江淮有关。在此基础上,为了进一步暴露这些因子对1998年7月江南北部和1991年7月江淮地区降水异常的影响,利用模式物理过程齐全、分辨率较高的NCAR/PSU MM5V3中尺度模式,作了高原及冷空气对该两年江南北部和江淮洪涝影响的区域气候模拟研究。在对“98.7”和“91.7”两个例的数值模拟中,我们首先设计了两个试验:①对照试验,模式积分时用实测值作初始场和侧边界条件,这样既包括了区域内的瞬变事件的影响,也通过侧边界条件考虑了区域外的大尺度准静止波的影响,接近实际情况。对照试验主要用来和实况相比较,以检验模式的模拟性能,②滤波试验,模式积分时则在实测初始场和实测值侧边界条件中均扣除了准静止波异常,其他条件和对照试验相同。因此,比较该两试验结果的差异,将显示了大尺度准静止波对西太平洋副热带高压和江南北部及江淮降水的影响。然后,对该两个例分别以1998年7月15日00:00时(GMT,下同)和1991年7月2日00:00时为初始场,每6h输入一次侧边界值,各积分20天和15天,最后分析它们的全过程模拟结果的平均值及每5天模拟值序列的平均值。由模拟分析可以得到如下主要结论: 在“98.7”江南北部和“91.7”江淮地区两次强暴雨个例中,考虑了中高纬度环流和青藏高原热力均持续异常影响的对照试验,能相当好地再现中高纬度环流的平均场特征及形势演变的情景,特别是最初5天的模拟,也能部分再现西太平洋副热带高压及主要雨带的活动实况;而不包括上列准静止波异常强迫影响的滤波试验的模拟结果与对照试验结果相差较大(特别是“98.7”个例),更像多年平均的气候场,这说明了准静止波异常强迫影响的重要,也证实北方冷空气活动及高原影响对该两个例西太平洋副热带高压及雨带的重要影响。NCAR/PSU的中尺度模式MM5V3有相当强的模拟中高纬度形势演变的能力,特别是最初5天的模拟。但在“98.7”及“91.7”个例中模拟的西太平洋副热带高压及雨带位置偏北,暴雨强度偏弱,其原因可能与模拟的北方偏北气流偏弱有关。这也说明制作降水预报时,不能仅看中高纬度环流形势的预报,还要仔细分析其他相关分量的预报情况。大尺度环流等的持续异常对区域气候异常有重要的影响,本文的讨论再次说明,这种保留或滤除准静止波异常的模拟方法不失为是一种讨论这种大尺度准静止波异常对区域气候影响的有效的方法。当然,这仅是两次个例的分析结果,还有待对更多个例的分析和模拟的验证。更多还原