Numerical Study on Convection Initiation Conditions and Predictability of A Warm-sector Rainstorm Lifting from Boundary Layer under Complex Terrain
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摘要: 长江中下游地区的暖区暴雨过程易受复杂下垫面强迫的影响，具有较大的预报不确定性，尤其是其中的对流触发过程。为探讨此类过程的触发条件及揭示其可预报性受限制程度，本文针对2020年6月23日一次复杂地形包裹下的长江中下游暖区暴雨展开高分辨率的数值模拟和对流尺度集合模拟，通过Lagrange气块后向轨迹分析、去除地形和关闭热效应的敏感性试验以及集合敏感性分析等方法对此次过程的对流触发阶段展开分析。结果表明，此次过程被抬升气块的主要源地为1.5 km以下的边界层，仙霞岭和杉岭在正午时分因热力作用而驱动的出谷风是引发局地辐合抬升的动力源，高低层散度、湿位涡的垂直配置以及偶极型位涡异常对此次对流触发过程具有较好的指示意义。此外，该过程对前期近地面2 m温度和视热源具有较高的敏感性，该结果证实下垫面强迫的精确刻画对于提升暖区暴雨的预报效果至关重要。逐步减小初始场误差的初值敏感性试验进一步表明，此次暖区对流过程的可预报性显著低于北边的锋面过程，表现为锋面对流的偏差总能量能随初始误差的缩小持续性降低，而暖区对流的偏差总能量曲线则仍能增长至与原水平相近，呈现出非线性辐合收缩特征。因此，对于天气尺度强迫显著的锋面对流，或可优先考虑通过加强资料同化能力等手段降低初始场误差来减小预报误差；但对于复杂地形下的暖区暴雨对流触发过程，则需要更加强调通过集合预报来捕捉其不确定性。
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