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边界层重力波触发下坡风暴精细结构分析-以乌鲁木齐城区东南大风为例

边界层重力波,低空气流,下坡风暴,狭管效应,水跃下沉

2012年3月30日乌鲁木齐城区出现一次极端东南大风，使用中尺度WRF模式对本次大风进行了数值模拟和机理分析，指出本次大风是边界层重力波与低空急流耦合触发的强下坡风暴。

（1）蒙古高压底部的冷空气从进入塔里木盆地东部回流进入盆地，并在天山南侧堆积形成地面高压，而天山北侧因为冷锋入侵出现锋前减压，由此天山两侧形成南高北低的气压场分布，在气压梯度力的作用下，冷空气进入天山峡谷，在狭管效应的作用下气流逐渐加速，在峡谷中部距离地面300～400 m形成风向东南、风速超过8级的低空急流。

（2）峡谷南端冷空气爬坡进入峡谷的过程中，受地形强迫抬升激发出重力波。随着峡谷两侧气压梯度的增加，重力波振幅加大，并与低空急流发生耦合，重力波在峡谷北端形成背风波水跃接地，触发地面强下坡风暴，即乌鲁木齐东南大风。

（3）两个因素对超低空急流能量进行了补充和增强，其一：超低空急流之上的东南与西南风风向切边的临界层吸收上层波能量，向下传递给超低空急流；其二：重力波波破碎湍流加剧了急流区能量的向下传递。在此过程中，背风坡上空对流层低层稳定的大气层结，加剧了背风波下沉运动及其引发的能量下传。