高黎贡山复杂地形下局地环流的数值模拟研究

邢雯雯 孙绩华 刘辉志 许鲁君

1 广东省气象台，广州 510080

2 中国科学院大气物理研究所大气边界层物理和大气化学国家重点实验室，北京 100029

3 云南省气象台，昆明 650034

4 中国科学院大学，北京 100049

1 引言

局地环流的形成与演变不仅受到热力和动力作用的影响，还与下垫面的植被、环境风等有关（Arritt and Pielke,1986;Gross,1987;Barr and Orgill,1989;Clements el al.,1989;Doran,1991）。局地环流系统对有组织的对流系统的生成、局地气候、空气污染的传输与扩散、雾的形成与消散、低云的形成等有重要作用。研究局地环流和相关大气边界层的特性对于气象预报和空气质量的评估是很重要的（Prasad et al.,2017）。

山脉对气流不仅有显而易见的阻挡作用，还会在背风坡产生涡旋气流、重力内波（刘辉志等，2001）、波破碎（齐瑛和傅抱璞，1992）等动力强迫现象，还会形成山谷风、坡风、下泄流、梵风等等。早在上世纪50年代，叶笃正先生（1956）在小地形对于气流的影响的综合报告中总结到山地流场因风速不同会形成四种结构：无扰动的气流、涡旋气流、波状气流和转子气流。比起平原的山谷，高原山谷的山谷风环流更加强盛（Schmidli and Rotunno,2012）；还有封闭型山谷比开放型山谷的山谷风环流发展厚度大且特征显著（王瑾等,2012）。这些研究多利用数值模拟或观测分析揭示地形对气流的影响。然而，局地风的发展演变还会受到环境风场的影响。众所周知，在弱背景天气条件下，更有利于局地环流的发展。在阿尔卑斯山脉的因河河谷，在偏南风背景下山谷风会抵抗环境风，且气流在阿尔卑斯山南面上升，北面下沉（Zängl,2009）。……