青藏高原和四川盆地夏季对流性降水特征的对比研究

■杜科

（中国民航飞行学院绵阳分院气象台四川绵阳621000）

青藏高原和四川盆地夏季对流性降水特征的对比研究

■杜科

（中国民航飞行学院绵阳分院气象台四川绵阳621000）

青藏高原和四川盆地是我国西部地区地形高度差异极大的两个地区，在地形环境的影响下，两个地区间的降水变化也表现出明显的不同。青藏高原在地形的热力和动力作用下，夏季雷暴活动非常频繁；而四川盆地则常常出现强降水天气，容易引发泥石流等地质灾害。文章简述了青藏高原与四川盆地之间夏季对流性降水在水平结构、垂直结构上的差异，并分析了高原和盆地降水过程中不同物理量的相关性。

青藏高原 四川盆地 对流性降水 对比分析

随着现代科学技术的进步，利用卫星进行区域资料收集，为气候特征的研究提供了丰富的资料，文章结合TRMM卫星的探测结果，对两者间的对流性降水天气进行了分析。

1 高原和盆地降水系统水平结构分析

1.1 地表降水率水平分布特征

通过对近几年青藏高原和四川盆地的地表降水分析可知，青藏高原的降水系统多以零散的块状降水云团组成，对流中心离散，并且降水呈现出雨量大、时间短、范围小等特点，整个高压区域内的降水分配率差异明显。而四川盆地的降水系统虽然也是由多个降水云团组成，但是云团之间具有明显的体积差异，其中必定存在1-2个主降水云团。主降水云团的覆盖面积大，因此盆地降水范围也相对较广，对流中心集中，整个盆地的降水分布相对均衡。通过分析青藏高原和四川盆地的对流降水情况可知，两者间的降水过程和降水分布差异极大。

1.2 雨谱

利用降水雷达探测格点降水量，并在此基础上对雨强谱进行整体划分，然后统计不同雨强谱的格点数占总格点数的百分比。通过调查近几年青藏高原和四川盆地不同区域内地表雨强谱对总降水量的贡献分布，可以看出两种不同地形间的降水强度样本数目分布极不平衡，其中青藏高原的降水样本分布在雨强谱10-20雨强/mm?h-1区间内的比率约为40%，在所用总分布区间内占比最大，而四川盆地的降水样本则主要分布在在雨强谱20-30雨强/mm? h-1区间内，并且该区间内的雨强比例占到了样本总数的60%左右。通过上述雨强谱的分布模拟可以看出，青藏高原地区的弱降水样本对整体总降水量的贡献最大，而四川盆地的强降水样本对整体总降水量的贡献最大，这种模拟分布也从侧面表面了青藏高原短时降水强度大、雨量分布不均衡，而四处盆地降水持续时间长、总体降水量丰富、雨量均衡的特点。

2 高原和盆地降水系统的垂直结构分析

通过对青藏高原和四川盆地近年来的降水过程中降水量垂直剖面分析可以看出：青藏高原的降水天气中，多个降水云团都呈现出大小不一的垂直柱状，通过成像计算可知，云团的最高高度约为18km，排除高原地形的影响，降水云团的水平高度在13km左右。同样的，四川盆地的降水天气中，降水云团的垂直发育不明显，多数情况下呈现出扁平状，云团的最高高度约为14km,除去盆地地形影响后，云团的水平高度在11km左右。通过对比青藏高原和四川盆地两种间的降水量垂直剖面图可以看出，青藏高原地区的降水云团由于垂直发育，横向覆盖面积较小，因此降水面积相应变小，但是由于云层厚度大，所以在短时间内的降水量也集中，与青藏高原的降水特征相吻合。四川盆地的降水云团呈现出扁平化发展趋势，云团覆盖范围广，因此同一时间内的降水范围大，但是由于云层厚度有限，所以单位时间内的降水量要低于青藏高原。

3 高原和盆地降水过程中不同物理量的相关性

3.1 亮温和雨强相关性

气象卫星或微波成像仪可以探测大气云顶的亮温值，从而反应对流发展高度。通常情况下，云顶的亮温与对流发展高度呈现出负相关关系，与地表降水强度呈现出正相关关系。但是亮温和雨强之间的关系随地形的变化也呈现出不同的内容，例如在青藏高原地区，由于气压低、光照强烈等高原特殊环境的影响，云顶亮温与地表雨强之间的关联性不大，正负相关关系的表现也不够明显；而在四川盆地地区，各种气候条件比较正常，因此云顶亮温与地表雨强之间的线性关系良好。在这种情况下，四川盆地云顶亮温越高，对流发展高度就相应变低，地表对应的降水量也就减少，具有典型的陆地对流系统的特征。

3.2 亮温与闪电的关系

为了分析降水强度与闪电之间的关系，统计微波成像仪TMI资料每个像素点中云顶亮温对应的闪电成像仪LIS的event数据，求出120-140K范围内所有出现的event之和作为140K对应的闪电次数，以此类推，绘制如图1。

图1 高原（a）和盆地（b）降水中

在数据分析过程中可以看出，四川盆地降水过程中的闪频数呈几何倍数的高于青藏高原，并且从分布形式上看，闪电活动主要集中在亮温较小的降水云团中。结合四川盆地云顶亮温值与闪电频数的线性对应关系，可以解释出四川盆地闪电现象高发的原因，这与四川盆地的实际状况也非常的接近。

4 结论

文章利用TRMM卫星的多种探测资料，对青藏高原和四川盆地的对流降水天气进行了综合对比分析，得出了以下结论：在水平结构上，青藏高原的降水系统以零散、小型降水云团组成，地表降水呈现出小范围、强度大、不均匀的特征；而四川盆地的降水系统则有明显的主体云团，对流中心集中、降水覆盖面积广。在垂直结构上，青藏高原地区的降水云团垂直发育明显，厚度较大，雨滴小；而四处盆地的降水云团则呈现扁平化发育，厚度较小，雨滴大。在云顶亮温与地表雨强之间的相关性研究方面，青藏高原由于地理环境因素的影响，相关性并不显著；而四川盆地的云顶亮温与对流发展高度之间成负相关关系，与地表雨强成正相关关系。

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[2]何文英,陈洪波.TRMM卫星对一次冰雹降水过程的观察分析研究 [J].气象学报, 2011(07):364-367.

P426.6[文献码]B

1000-405X（2016）-5-432-1