对流云碰撞导致暴雨发生
来源:中国气象报   发布时间:2016-09-08
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  暴雨对人类安全和基础设施均会造成重大威胁,但人类对这种极端天气事件的研究还远远不够。近日,德国马克斯-普朗克气象研究所利用先进的云系模拟系统,揭示了大气中复杂云系的增强过程以及云系如何相互作用导致暴雨和雷暴发生。新研究认为对流云层的碰撞和相互作用是暴雨的成因。

  运用高分辨率云模式,研究者分析了暴雨如何受温度上升的影响。以往的研究一般在分辨率200公里的气候模式上进行模拟,而该研究的高分辨云模式将空间分辨率提升到了200米。

  为了监测风暴云形成的物理过程,该研究采用的云模式可获知区域温度和水分变化,这些变化导致对流云的形成,对流过程又形成雷暴云。由于地表温度上升,加之空气湿度较大,温暖的上升气流在大气中扩张。当两块云层发生碰撞时,就会出现更大的新云层。

  研究结果表明,当多个云层发生碰撞并相互作用时就会发生暴雨。如果云层之间未发生碰撞,降雨的剧烈程度就会大大减轻。对流性天气过程可逐渐发展成大型云团,从而导致暴雨发生,研究者称这一过程为“自组织”。当温度不变,仅仅延长“自组织”时间时,暴雨的强度与云层发生碰撞时相当。

  区域性阵雨的强度并不随温度上升直接发生变化,但温度上升可导致对流云之间发生更多的碰撞。如同小溪在流动过程中汇成大河,对流云之间的碰撞可使降雨更加剧烈。在传统的全球气候模式中,对流云被视作独立个体,互不干涉,该研究驳斥了这一观点。该研究表明,对流云之间的相互作用应该纳入到全球气候模式中,以更好地预测极端强对流天气事件。

  (编译:吴鹏)