两种温室气体排放情景下汛期江淮暴雨低涡特征研究

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本文基于一个水平分辨率为50 km的区域气候模式RegCM4 (Regional Climate Model Version 4.0)的模拟与预估结果,结合新一代情景“典型浓度路径”(Representative Concentration Pathways, RCPs)的未来RCP 8.5与RCP 4.5两种温室气体排放情景,对我国汛期江淮暴雨低涡进行分析研究,在检验模式对低涡的模拟能力基础上,进一步探讨未来两种温室气体排放情景下2020-2030年汛期江淮暴雨低涡的的统计特征、结构特征及演变特征。结果表明:RegCM4模式对环境要素及低涡都具有一定的模拟能力,低涡的伸展高度、生命期及暴雨位置模拟结果与观测较为接近,但模拟的低涡个数、最大暖区高度、以及温、湿要素分布均比实际略偏低,而风速和低涡的强度模拟则偏强;在未来两种温室气体排放情景预估方面,RCP 4.5情景下,暴雨低涡数量比例减少,强度减弱,但低涡发展高度仍以850 hPa为主,生命期多为2天以内,低涡雨区分布及最大暖区高度均与历史时段相近;RCP 8.5情景下,暴雨低涡比例明显大于RC P 4.5情景,低涡发展高度以700 hPa为主,生命期达3天的增多,强度增强,最大暖区厚度范围显著伸展。两种情景下均有低涡中温度锋区减弱,而湿度锋区增强,但RCP 8.5情景减弱与增强更显著。演变特征方面,未来两种温室气体排放情景下暴雨低涡移动路径均主要为东北路和东路,但RCP 8.5情景下偏北路径的低涡也达到了18.2%;从各类路径典型暴雨低涡强度随时间的变化上来看,RCP4.5情景下的暴雨低涡强度随时间变化整体强度弱于RCP 8.5情景,且低涡变化趋势较RCP 8.5情景更加稳定。说明高温室气体排放情景下低涡强度的增强以及变化趋势的复杂性,都能影响低涡暴雨的强度发生改变,显示更高的温室气体排放将导致未来出现更强的暴雨低涡,造成伴随暴雨的低涡灾害性天气的增加,因此应进一步深化对低涡暴雨灾害性天气发展趋势的研究。
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