伊比利亚半岛中央山脉的强降水事件外文翻译资料

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伊比利亚半岛中央山脉的强降水事件

Manuel Mora Garciacute;a1, Jesuacute;s Riesco Martiacute;n2, Joseacute; Miguel Saacute;nchez Llorente3, Luis Rivas Soriano3, and Fernando de Pablo Daacute;vila3
1Spanish Meteorological Agency (AEMET), Oviedo, Spain
2Spanish Meteorological Agency (AEMET), Malaga, Spain
3Department of Fundamental Physics, University of Salamanca, Salamanca, Spain
Correspondence: Fernando de Pablo Daacute;vila (fpd123@usal.es)
Received: 15 February 2017 – Discussion started: 1 March 2017
Revised: 23 October 2017 – Accepted: 25 October 2017 – Published: 13 December 2017

摘要：利用24小时最大累积降水数据分析了在1958年至2010年期间与中央山脉相关的强地形降水。这18个选择的区域与对流层西南气流、低层急流和低层的高水汽通量有关。我们观察到水汽通量大于100 (mg (s kg)-1)并且干湿弗劳德数大于1。研究这一天气情况的选择区域是格里多斯，它的范围宽广且高，它位于中央山脉的东部，并产生一个背风的“地形阴影”。中央山脉对伊比利亚半岛高原上降水的空间分布产生影响，导致中央山脉南部降水急剧增加，北部降水减少。

1 介绍

影响降水发展的因素是复杂的，因此预测降水是困难的，特别是利用更大的空间和时间分辨率(Llasat和Siccardi, 2010)。强降水通常与高含水量、垂直运动和静态不稳定有关(Reale和Lionello,2013;Chen等人,2013)。有许多研究报告了强降水的情况。例如，Schwartz等人(1990)分析了在强降水期间对流环境的演化，以及Fernaacute;ndezMontes等人(2014) 和Garavaglia等人(2014)研究了典型与强降水有关的天气模式。

作者试图阐明在产生强降水或强烈的地形降水过程中所涉及的关键因素。这些因素包括可沉淀的水(Bližnak等人,2014),静态不稳定(Funk,1991),低层的水汽(Massari等人,2014),波上游地区的暴雨(Yu 等人,2015),并动态地迫使垂直运动与风力极大值高对流层(Ma和Bosart,1990)。其他文章分析了水汽通量收敛在低层(Banacos和Schultz,2005),地形的条件不稳定气团(Lin等人,2001),以及最大降水率主要取决于比山高水平的自由对流,山脊/长宽比和一个参数测量对流比对流时间尺度(Miglietta和Rotunno,2009)。山脉可以允许气流或部分或完全阻断水流。弗劳德数(F)或湿弗劳德数(Fw)用于描述气流沿山脉的流动(例如，Durram和Klemp, 1982;Colle,2004;Chu和Lin,2000;Chen和Lin,2005)。Froude

图1。(a)西北伊比利亚半岛的主要地形特征。多边形代表了卡斯提拉-莱昂地区的省份。虚线与所研究的区域相对应。(b)研究区域:多边形表示Gredos范围(SGRED);直线AB是图2所示的地形和降水剖面的参考线;黑点表示测量降水的气象站;圆圈和三角形分别标记了La colla和Navarredonda的自动气象站;该恒星是计算研究中使用的参数的参考点(40 1603100n, 5 0903200 W)。

值小于1(大约1)的值与阻塞(部分阻塞)流有关，而大于1的值意味着流经山脉的气流。

研究工作也集中于研究不同地区的强降水事件。例如，Chiao等人(2004)和forand Pozdnoukhov(2012)讨论了阿尔卑斯山脉的重地形降水;Lang和Barros (2004)研究了喜马拉雅山中部的冬季风暴，Prat和Barros(2010)研究了阿巴拉契亚山脉南部地形降水的空间梯度和垂直结构。Yu和Cheng(2008)分析了与台风“Xangsane”相关的重地形降水。进一步可以找到这样的例子的作品Grumm 等人(2002)和Schumacher和Johnson (2006)研究美国,Chen等人(2007)研究台湾,Teixeira和Prakki (2007)研究巴西, Federico等人2008)和 Buzzi 等人(2014)研究意大利,Stefanescu 等人(2014)研究罗马尼亚,以及Dasari和Salgado(2015)研究马德拉岛(葡萄牙)。

在西班牙，严重的降水事件是天气的特点，特别是在地中海沿岸和夏末和秋季(Riesco 等人， 2013)。Jansa 等人(2001)报道，1996年至2002年间，加泰罗尼亚内部盆地约90%的强降水事件与温带气旋产生的低层的温暖湿润流有关。Rigo和Llasat(2004)指出，在1996-2000年期间，在加泰罗尼亚(西班牙东北部)发现了43个强降雨事件，其中大部分都造成了洪水和严重的破坏。Ramis等人(2009)研究了西地中海的强降水，发现深对流是主要原因。有几项研究对与强降水有关的气象模式进行了分类。因此，Romero等人(1999)发现

表1。每一案例的气象指标的日期和数值，在40点，1603100n, 5 0903200 W。V·q为子代水汽通量(mg.skg/ 1)， P为6h区间，V·q高于所示值(70或100)，F为最大干弗劳德数，Fw为850 hPa压力水平的最大湿弗劳德数。还显示了不稳定指数CAPE (Jkg 1)、TT(总合计)和K(最大CAPE)。Case 19没有考虑到计算平均值，因为它是一个单独的情况，很少有降水。

在925和500 hPa压力水平下的平均重力势场与强降水有关，martino - vide(2002)将西班牙地中海沿岸的降雨量高于200毫米的天数进行了分类。Riesco等人(2013)报道称，根据850 hPa压力水平和提升指数，伊比利亚半岛南部的严重降水事件可分为三种类型。所有这些研究都分析了同一地区的降水，因此我们认为有必要探索伊比利亚半岛的其他地区，那里也有大量的降水。Fernandez-Montes等人(2014)报道,大量的降水在伊比利亚半岛可以集中在相对的几天里,主要由大气环流条件和水汽含量,并研究综观循环之间的关系类型(CT)和极端降水的频率(gt; 90)在春天和秋天在44个不同的站点。Merino等人(2016)对1960年至2011年间西班牙的降水极端事件进行了分析。利用第99百分位确定事件严重程度的阈值，确定极端天气风险的区域，然后利用Mann-Kendall检验分析极端降水指数的趋势。Alvarez 等人(2017)分析了西班牙历史沉淀网络的能力，并探讨了在全国范围内提升和定位的物理影响。从19世纪到2004/05年的水文年，记录了近12 000个月的降水，并在完成了差距之后建立了比较的统计和降水递减率。Gonzalez和Bech(2017)从10分钟到2年，提出了一个区域和季节的极端降水变化的研究。基于这些时间周期的最高基于点的雨量表是由西班牙气象服务(AEMET)降水数据库计算的，该数据库有超过11 000个雨量计站，最长的系列从1805年到2014年不等。结果表明，每天的降水极端集中在地中海沿岸，而超过1个月至2年的极端情况则位于西班牙南部和西北部。

使用信息从统计得到的降水事件或案例研究中心调查需要提高降水的预测的基础,是有效的警告由于极端暴雨洪水,如基于欧洲降水指数(Alfieri帝伦,2015)。在本研究中，我们分析了在1958年至2010年期间出现了更强烈的地形降水和高不稳定性指数的事件，这影响了伊比利亚半岛的中心范围，特别是在该地区南部地区。这项工作还包括一项气象指标的研究，它可以帮助描述强烈的地形降水。最后，我们详细分析了两个例子，说明了上述指标的直接应用，并概述了研究地形降水的困难。

图2。平均海平面气压(hPa) 12点(表1)所研究的平均场数(表1);(b)风(msminus;1)和(c)在850 hPa压力水平下的特定湿度(gkg -1);(d)在500hpa压力水平上的重力势(m)。

图3。平均降水量(所有事件)(线)和地形(阴影)沿AB线(图1b)。

2 研究区域与数据

研究区主要集中在东部的中央,由 the Gredos Range (SGRED, 图1)可得。这山脉分隔杜罗河盆地山谷的塔霍河盆地,最大高度为2592米,平均海拔1200米,一个高度不规则的救济是该区域的障碍并不是统一的高度,宽度,或取向,这样的观点的指数计算必须作出许多简化。中部山脉的东部包括了格里多斯山脉，它形成了中央山脉的地块，而且非常宽。此外，大部分的灰色地带，南侧的坡度比背风面陡峭得多，在南部高原上，海拔较低(约400米)，来自北部高原(800米)。

从气候数据网络中,我们选择了18集最大降雨量分布累积在24 h(gt; 100 mm在至少一个天文台书房内区域)西部中央范围1958 - 2010年期间(表1),19集作为一个案例研究尽管每天最大降水略低于100毫米,因为它展示了通过例子的重要性雨集的时间。有关降水的数据

图4。2006年11月23-25日:(a) 11月24日00:00 UTC的MSG的红外线通道图像;(b) 11月24日00:00 UTC的地面压力模式;(c) 11月25日中午12时，300个hPa风模式(线是一种被标记为结的单位);以及(d) 11月25日00:00 UTC在伊比利亚半岛上空的850 hPa风模式(节)。

来自西班牙气象局的气候数据库(Agencia Estatal de Meteorologia (AEMET))，该数据库拥有配备工作人员、自动气象站和气象协作者的世界级天文台，受各种质量控制的影响。表2显示了天文台在24小时内累积的降水和降水，报告了研究区的最大值。其他气象领域的数据来自欧洲中期天气预报中心的ERA-40数据库(ECMWF)，用于1958-2002年期间(Uppala等人，2005)，并直接从ECMWF模型获得2003-2010年期间的数据(http://apps.ecmwf.int/datasets/data/era40-daily/levtype=pl/)。

计算各降水集的以下参数:均值和最大降水;在850 hPa压力水平下的子午线水流量(通过乘以风速和特定湿度的850 hPa子午线分量得到，V·q);干燥和潮湿的弗劳德数(计算为fd V .Nh/ 1，以V为子午风，N为干燥或潮湿的Brunt-Vaisala频率，h为障碍物高度);对流可用势能(CAPE);总总数(TT)和K不稳定指数。我们使用的是子午风分量而不是垂直分量。中心范围很明显是西向东的，所以我们认为风的子午线分量是对山区流动的适当估计，因此我们的计算值可以作为弗劳德数的估计值。在目前的研究中,上述参数计算(克里格ArcGISreg;软件)40◦1603100 N,5◦0903200 W(属于Gredos范围区域,图1 b),在南风必须超越sim;1500米的高度差,和中央范围达到最大高度(2592:s:l)——最大斜率(1 h = 1 x)sim;0:09南部丘陵平均值为0.05。需要指出的是，降水在山区很难插值，因此我们认为插值方法对区域平均降水的影响较小，采用克里格插值法，因为它是ArcGIS软件中内置的默认方法。

3 结果与讨论

本研究中考虑的每个降水事件的气象参数值如表1所示。图2显示了在海平面气压、风和特定湿度的情况下，在500hpa压力水平面上的850 hPa压力水平和重力势的复合场。这些地图是利用表1所示的18次强降雨数据建立的。每个单独事件的天气情况与平均值相似。

图5。(a) 11月24日在伊比利亚半岛上空探测到的云对地闪电(C正闪光)和(b)马德里测深(40 270 N, 3 43 W)于11月24日12:00 UTC。

图2a显示了位于伊比利亚半岛西北部的一个低压系统，它的中心范围是西南风(图2b)。这是一个潮湿的流动，因此增加了研究区域的湿度，特别是在南山坡，如图2。2c所示。图中还显示了位于伊比利亚半岛西南部的低层的潮湿空气，在研究区域的数值超过了6 gkg。此外,高风速是观察到850 hPa压力水平(图2 b),低级的急流,与风速大于20 msminus;1,是明显的。位于伊比利亚半岛西部(见图2d)和不稳定指数中等值(表1)的中北中线槽，是研究这项工作中所研究的强降水事件的其他共同特征。平均和最大子午线水汽通量的平均值为110和147毫克。在大多数情况下，单个值大于100。正如所提到的， Lin等人 (2001)定义了U.1h x = 1 / q指数(U是风速的经向分量,1 h = 1 x是山坡,和q是混合比)和报道,重型地形雨在阿尔卑斯山与值高于4.7毫秒minus;1在低层。当使用表1中的数据计算中心范围时，平均值为5.5。女士minus;1。因此，该指数

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