第5卷第3期高原气象 v01．5No，3PLATEAUMETEOROLOGY青藏高原对其邻近地区一次天气系统影响的数值试验；李维京罗四维(中国科学院兰州高原大气物理研究所)提要本文利用P—口混合坐标系绝热的两层有限区域模式，模拟了1979年5月19—24日西风带长波槽从西边经过高原的例子。对同一个例子，作了有地形、无地形和粗细网格的试验，进一步揭示了青藏高原大地形对其周围天气系统的纯动力作用。指出青藏高原的动力作用不仅可以改变西风带冷槽的强度和移速，而且可以使西风大槽在高原西边切断，同时在其周围(尤其是在高原北侧和东侧)产生新的中尺度天气系统，如西南涡，高原东侧的切变线和北侧的小高压等。一前言关于青藏高原对东亚环流和天气系统影响的动力作用，我国气象工作者已作过许多研究。文献亡1)指出：高原对西风有分支作用，对西风带长波槽有切断作用和对高原西边的低涡有阻挡作用。文献亡·2)通过一次西风槽的切断过程的天气动力分析，进一步揭示了地形对西风槽切颤的物理过程。在高原北侧，由于地形边界层内舵摩擦作用，使得在靠近高原边缘上偏西北气流中，经常有反气旋性涡度向下游输送产生切变线c8’，在高原南侧的南文气流绕过高原后在低层常有程尾涡"产生，文献亡4)指出这个西南涡完全是由于高原地形的动力作用所形成的。以前的这些工作强调了青藏高原对其周围地区天气系统影响的作用，为了更进一步地揭示青藏高原大地形的动力效应，定性的认识高原对西风槽的阻挡作用以及绕流的动力特征，我们利用绝热的有限区域两层模式来模拟在有无地形和粗细网格等不同条件下青藏高原的纯动力作用对其周围地区天气系统的影响作进一步的研究和讨论。二，模式及试验方案设计由于在500hPa以下，青藏高原周围的天气系统短时内主要受大地形的动力作用的影响，1986年18月17日41cis，te86~8月8日收葺修改稿．246；高原；气象5卷所以我们可以用一个绝热的有限区域两层模式来模拟。这个两层模式比较合理地考虑了地形的作用，所以，虽然垂直分层少，但辽是能用它来模拟地形的动力效应。所用的地形见图1，它是依据2．5。x2．5。的格点资料分析得到的。我们利用的细网格是2．5。x2．5。经纬度网格距，粗网格是5。x5。的经纬度网格距，其计算范围分别为0。一147．5。E，5。一72，5。N和0。一145。E，5。叫0。N。关于模式的详细情况可见文献亡5)，所不同的是我们修改了时间积分的方法，每进行5小时的中央差后再进行l小时的欧拉后差(Euler—backward differential scheme)。．!；图1为本文所用的地形(等值线的单位为10米)Fig．1The model domain and topography(in m)，．我们仍以文献(2)和亡5)已经作过分析的1979年5月19—24日西风槽过高原的例子，利用F!GGE的格点资料，作了以下几种不同方案的数值试验。(i)以1979年5月19日20时十北京时)的高度场作为初始资料；分．别用2i5。x2。5。格距计算了有地形和无地形时的两种情况，均积分48小时。·；(“)对原初始资料的高度场作了一定的修改后，分别计算了有地形和无地形两种情况，各积分24小时。；(川)为了和细网格结果作比较，与(i)的初始值相同的条件下，利用粗网格模式计算了有地形的情况，积分48小时。数值试验结果分析1．有无地形的细网格模式试验结果的对比分析(1)高度场与流场的特征．．“．3／期李维京等：青藏高原对其邻近地区一次天气系统影响的数值试验247图2分别为预报48小时后的500hPa有地形(图2a)和无地形(图2b)的结果。从图2a中可以看出，其基本形式与实况<图略)相似，高原周围的几个主要天气系统的位置也与实况比较一致，但强度弱一些。文献亡5)已作了和实际情况的对比研究，认为对于短时间而言，高分辨率模式的预报结果还是比较好的，本文不再重复。本文的主要目的是与无地形的情况对比，以了解地形对天气系统的影响。从图2a还可以看出位于中亚的大槽在东移过程中由于高原的阻挡作用，48小时以后明显地被切断，北段减弱迅速东移，在天山帕米尔以西残留一段弱的槽线，南边被切断形成一个弱低压中心。在高原东边银川与西安之间形成一个弱槽一直向西南方向西伸到高原上的昌都一带。在流场上有相应的系统与之配合，只是高原西端的低涡偏于西北方。·当无地形肘(图2b)，北段槽加强移速减慢，天山以西的槽东移到南疆上空与主槽联在—-起，只是南端的被切断为低涡(这一点下面还要详细讨论)。高原东边槽不见了，相反变成了一个脊区，高压中心在云南上空。流场与高度场完全一致，从此可以看出高原对500hPa天气系统的影响。图3为700hPa流场48小时有(ii)、无(b)地形的预报结果，由图上可以看到；(])有地形时北边的主槽减弱已移到贝加尔湖以东。没有地形时槽较强，移速慢20个经距，还在贝加尔湖以西。(2)有地形时和500hPa一样在高原东边有一明显的切变线，只是比高空的更强更偏东，切变线后面的偏北气流更强，这与实况是一致的。无地形时也与500hPa一样，此切变线消失而代之以脊，高原东侧边缘附近的偏北气流变成了偏南气流。700hPa上的变化比500hPa上更明显得多。(3)有地形时在祁连山区的酒泉附近和天山北侧分别有一小反气旋中心，在南疆盆地还有一切变线，在高原西边附近有两个小气旋性环流，而在无地形时均为㈡致的偏西气流。这说明高原北侧的侧向摩擦作用和局地复杂地形对气流的影响以及对形成这些中小天气尺度系统的重要性。．(4)印巴上空的低涡与500hPa一样无论有无地248高原气象5卷80(b)枷图2500hPa高度场及流场细网格48小时有(a)无(b)地形的预报场(其中细断嫂为等高线(位势什米)'租断线为槽线，双实线为实况，粗实线为流场上的槽线或切变线。。L。，。竺。分别力僬高压中心，。A。，。C。分别为反气旋及气旋中心，。／。为气流方向，点甥为8公里均形簪高端)Fig，2The48h-integrated500 hPa height and flow fields computed by fine·mesh model(2．6。X2．5。)with(a)and without(b)orography．'llin break lisesRfc isohypse({丑DM)．Thick break lines are trough lines， and double solid lines areObserred ones．Thick solid lines are trOugh and shear linesOf the forecasted f10W field。The label aL- and aHv show the centerOfIOw and high pressure， respectivelyaJJA，／ and d6fC，／' thatOf anticyclone and cyclone．The feather(