鄱阳湖水位对局地天气过程的影响
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更新:2021-06-21 18:57:44
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张贴报告
摘要
鄱阳湖是我国最大的季节性淡水湖泊,位于江西北部,湖水水量主要受降水以及赣江、饶河等5条支流水源供给的影响。由于湖面较广,湖水较浅,水面蒸发较大。且在旱季由于降水减少,其他支流水源供给随之减少,湖水迅速蒸发,枯水期的最小湖泊面积与丰水期的最大湖泊面积相比缩小近一半,水量、水位差异明显,湖区最低水位与最高水位落差近10m。而WRF模式中鄱阳湖的默认水位值为8.4m,但历史最高水位可达22m,水位差异的影响可能导致模式对局地天气过程的刻画产生误差。为了提高区域模式在副热带地区复杂下垫面的精细化刻画水平,研究模式对不同水位下鄱阳湖局地天气过程的影响就显得尤为必要。因此本章通过WRF_lake模式探究了鄱阳湖的水位差异对局地气象要素的影响。
模式采用四层嵌套,模拟时开启湖泊模块,湖泊水位分别设置为11m和20m。驱动数据则为1°、6小时时空分辨率的FNL数据。模拟时间为2018年6月27日12时至29日24时,spin-up时间为12小时,输出时间分辨率为3小时。
通过湖表以及地表温度模拟的对比分析,能够看出相较于11m水位下的湖温,20m时的鄱阳湖湖表温度整体低约0.5℃,说明更深的水体存储了更多的热量,导致湖表温更低。此外,岸边地表温度较11m水位的地温高约0.5℃,这是由于湖表温度向四周扩散,使得陆地上温度升高,因此在毗邻鄱阳湖的岸边产生了反向的影响,对陆地的产生了更强的加热作用。感热的对比分析也表明了更深水体感热更小,尤其在湖泊偏北区域深湖感热较浅湖甚至达到了-20W/m²,同时由于温度的扩散对毗邻湖泊的陆地区域加热作用更强,最大差值也达到了20W/m²。
湖气温差是湖泊与近地层大气热量交换以及物质输送的重要参考因素。通过对20m水位和11m水位的湖气温差对比分析能够看出,相比于浅湖,在负的湖气温差下,深湖较低的湖表温度与上层2m气温的差值更大,不利于湖泊水体的蒸发,潜热随之也无法释放。这一影响在讨论感热分布时,在同一区域有明显的表现,此区域的潜热差值高达-80 W/m²。
在深湖更高的湖气温差,更小的感热和潜热释放条件共同作用下,对流活动被抑制,对流无法得到有效释放。对流抑制能的空间分布也表明了深湖的对流抑制能更强,范围更大,因此湖泊蒸发的水汽无法向上输送。在28-29日累积降水分布中,相比于浅湖,深湖在对流抑制能更强的区域没有降水产生,整个区域的降水减少了近14.8%。
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