对流重力波和地形重力波对对流触发的综合影响机制
编号:29
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更新:2026-07-31 21:39:57 浏览:0次
张贴报告
摘要
大气中的重力波广泛存在,其中对流和地形均是重力波的重要能量来源。对流产生的重力波会激发或抑制对流,与对流发生深度耦合,在对流的发生和发展中发挥重要作用。同样,由地形激发的重力波也可以与对流发生相互作用,从而放大地形降水,而以往主要是分开研究它们的影响机制。实际上,在山脉、盆地、海岸等复杂的地形区域,对流频繁发生,很有可能发生对流重力波和地形重力波的相互作用,进而对地形附近湿对流的发生发展产生影响。因此,研究两种波的相互作用以及对对流触发的综合影响,有利于我们更好地认识山地对流的演变。本研究采用理想数值模拟实验,研究了地形重力波和对流重力波对地形附近湿对流发生发展的影响。结果表明,在仅有均匀背景风的情况下,背风坡上会形成垂直传播的地形重力波,地形重力波通过垂直上升运动,使得地形背风坡处气块抬升,水汽在低层辐合,环境变得不稳定从而触发背风坡对流。相比之下,在无背景风的情况下于地形上游放置热泡,由此产生的对流会激发多个长距离传播的对流重力波,但地形附近并不会发生对流,这主要是因为对流重力波n = 1波的下沉气流所引起的环境稳定作用。如果在形成地形重力波之后再引入上游对流来产生对流重力波,原本的对流转而会在迎风坡上发生,这种位置的转变源于对流重力波与地形重力波的相互作用。当首个 n = 1 波下沉运动抵达地形时,会形成不利于对流的动力环境,且伴随的干燥效应抑制了背风坡对流。在对流重力波多个n = 1波对传播经过地形后,由于波的累积效应,地形附近的风场发生了改变,使得地形重力波发生了转变。具体特征表现为地形重力波能量的西传以及垂直波长的减小,最终导致了低层辐合的增强以及迎风坡水汽的增加,触发了迎风坡对流。改变热泡位置的敏感性试验也表明,对流发生的时间和地点对两类波的相互作用高度敏感。
稿件作者
邵佳成
中山大学
杨洪沛
中山大学
杜宇
中山大学
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