城镇化对武汉市极端降水过程的影响研究——以“7.23”暴雨为例

利用天气研究与预报模式3.6版(weather research and forecasting model 3.6, WRF3.6)耦合单层城市冠层模式对武汉市2015年7月23日极端降水事件(简称“7.23”暴雨)进行了模拟研究,分析了武汉城镇下垫面扩张对暴雨过程的影响并探究其潜在机理。对比2001年和2015年武汉地区不同程度城镇化下垫面条件的模拟结果,发现城镇化改变并加剧了武汉市暴雨进程,导致暴雨范围和暴雨中心降雨量增大,暴雨持续时间缩短。在城镇面积增长了约81%的条件下,武汉市“7.23”极端暴雨24 h累积降水大于50 mm的区域增加了503.2 km²,特大暴雨事件面积在高城镇化条件下增长了81.8 km²,暴雨时长缩短了约1 h。城镇化水平显著提高后,反映低层大气稳定状况的K指数偏大,整个武汉地区更易发生极端暴雨事件;影响暴雨的最大不稳定能量范围扩大,消耗更加迅速,低层大气温度的升高也为对流运动提供了充足的热力条件,导致城市上方对流运动更加剧烈,缩短了暴雨持续时间的同时加剧了整场暴雨事件的强度。