“风云英华”学术讲座第123期顺利举行:复杂地形区夜间暴雨的特征与机理——以四川盆地为例


发布时间:2026-11-06浏览次数:10


2026年10月23日下午,由南京大学大气科学学院主办的“风云英华”学术讲座第123期在大气楼D103报告厅开讲。成都信息工程大学大气科学学院李国平教授应邀主讲《复杂地形区夜间暴雨的特征与机理:以四川盆地为例》,报告由徐昕教授主持,师生到场聆听,现场交流气氛热烈。

李国平教授现任成都信息工程大学大气科学学院教授、四川省聘二级教授、博士生导师,曾任大气科学学院首任院长。他是全国五一劳动奖章获得者、享受国务院政府特殊津贴专家、首届全国气象教学名师,长期从事地形强降水、低涡暴雨机理和高原山地气象研究,获省部级科技奖9项,出版学术专著7部,发表核心期刊论文290篇。本次报告以四川盆地周边山地的夜间暴雨为题,集中呈现了团队多年积累的研究成果。



“巴山夜雨”是这场报告的开场话题。夜雨常给人以“却话巴山夜雨时”的诗情画意,但山地夜间暴雨具有突发性、局地性、极端性和强致灾性,其引发的山洪、泥石流等灾害链,是防灾减灾的重点与难点。李国平教授介绍,四川盆地是我国夜雨频次最高、范围最大的地区,夜间降水远多于白天;在全球变暖背景下,高海拔山区每升温1℃,极端降雨强度约增加15%,提升山地夜间暴雨认知与预报能力的需求十分迫切。

李国平教授首先界定了研究对象。他把四川盆地划分为盆地中央与盆周山地,后者又细分为川西、川西南、川东北和川东山地,并针对山地雨量偏少的特点设定了夜间暴雨的判识标准;研究中借助谱聚类等客观方法区分环流类型,以刻画不同天气系统影响下的夜雨过程。李国平教授随后展示了一组统计结果。盆周山地夜间暴雨的频次在海拔800 m附近最为集中,再往高处反而减少;夜间平均暴雨强度也整体随海拔升高而减弱。由此可以看出,山地夜间暴雨的空间分布并不均匀,分区研究十分必要。他进一步介绍,团队把四川盆地东北部的夜雨过程按影响系统分为两类:西南涡型和偏南风型,前者约占三分之二,以动力作用为主,后者更依赖热力条件和水汽输送。两类过程都伴随西南涡或低槽在夜间加强,偏南气流增强后在迎风坡形成强上升运动,并在盆地激发出次级垂直环流;大量水汽自贵州、重庆一带进入盆地,午夜形成强水汽辐合中心。



李国平教授具体比较了雅安“迎风坡”“喇叭口”地形与芦山西南向“开口”型峡谷地形的不同。川西高原与四川盆地因海拔差异形成热力差异:白天高原温度高于盆地,盆地西部沿山出现地形暖平流;夜间转为地形冷平流。边界层地形抬升、气旋式涡度与水平辐合同系统性上升运动叠加,增强了低层辐合。傍晚的地形冷平流触发初始对流,冷池维持在峡谷东侧山脉附近,与暖空气形成强温度梯度和气压梯度力,促使冷空气侵入、暖空气被迫抬升,进而触发对流单体新生发展,有利于区域性夜间特大暴雨的发生与维持。

关于夜雨的水汽来源,李国平教授重点介绍了边界层急流的作用。盆地东南侧云贵高原偏南低空急流的日变化,是控制盆地降水日变化的关键,可用Blackadar边界层急流的“惯性振荡”理论解释:夜间非地转风顺时针旋转,东南向的非地转爬流直接向山地输送水汽并形成强辐合,与地形绕流共同增强低层辐合和上升运动。水汽追踪结果显示,川西山地夜间暴雨的水汽主要来自盆地东南部的本地输送和南海偏南路径,水汽辐合的峰值明显早于降水峰值。

除地形与急流外,李国平教授还谈到热源和西南涡的贡献。白天异常加热使不稳定能量不断积累,傍晚在低层辐合和迎风坡抬升作用下释放,触发夜间对流;大气视热源和视水汽汇与暴雨相互影响,凝结潜热释放又反过来加强上升运动。西南涡则表现为夜间增强、日间减弱,夜间的降水、上升运动和水汽含量都明显大于日间。



最后,李国平教授还介绍了地形重力波的作用。青藏高原东北部至四川盆地过渡带地形高差大、坡度陡峭,稳定层结气流翻越山脉时易激发地形重力波。重力波可使垂直运动发生倾斜,形成斜升气流,延长迎风坡降水粒子在发展区的滞留时间,并促使粒子在上升区重叠,从而延长对流发展和短时强降水的持续时间。诊断还发现,风垂直切变与热力、水汽螺旋度的异常区同降水大值区对应良好;地形扰动与垂直切变不稳定协同形成的中尺度重力波可增强暴雨,理查逊数等指标对雨带位置和移动方向具有一定指示意义。

李国平教授对仍待解决的问题进行了展望,具体包括:揭示山地夜间暴雨的精细化空间分布和时间演变特征,厘清环流形势和影响天气系统;发展物理概念模型、预报方法和数值模式,改进参数化方案与产品订正;建立山地夜间暴雨及其次生灾害防御机制,完善预警发布与“叫应”转移等工作。在互动交流环节,学院师生提问踊跃,李国平教授一一回应了大家的疑问,并结合具体个例谈到如何从观测事实一步步逼近机理认识,现场交流充分、讨论热烈。



本次学术讲座聚焦西南涡、地形抬升、冷池、边界层急流和重力波在四川盆地周边山地夜间暴雨触发、发展和维持中的作用,系统展示了从观测统计、理论分析到机制诊断和预报应用的研究进展。报告揭示了多尺度、多系统相互作用、共同影响山地夜间暴雨发生发展的物理机制,深化了学院师生对盆周山地夜间对流触发、暴雨发展及降水维持过程的理解。讲座在热烈的掌声中圆满结束。


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