首都北京西依太行山脉，北靠燕山山脉，东南部为地势较低的平原地区，地形西北高、东南低，同时，地处京津冀大城市群，城市化特征突出。北京人口众多、经济和社会活动十分频繁，受强降水影响十分显著，而复杂的地形和城市下垫面又使得强降水的发生更加复杂多变。尤其当天气尺度强迫较弱时，局地突发强降水频现，强降水对流发生位置复杂多变，预报员极难把握，影响重大，相关预报问题一直是气象业务预报中的突出难点问题。

　　我实验室博士生黎慧琦和研究员崔晓鹏，与他们的合作者（美国马里兰大学教授Da-Lin Zhang，北京城市气象研究所副研究员张文龙和北京市气象局正研级高工乔林）合作，针对北京局地突发强降水机理展开攻关，利用北京加密自动站、雷达等多种观测资料和高分辨率数值模式，对两个发生在弱天气尺度强迫作用下的局地突发强降水事件进行研究，重点分析了产生强降水的对流的触发过程。

　　研究表明，北京地区周边降水系统的冷池出流、局地地形和北京城市复杂下垫面特征等均会对局地突发强降水发生的位置等产生重要影响。发生在2008年北京奥运会期间的强降水事件是由多个分散局地对流造成的，对流发生位置复杂多变，造成的多个局地短时强降水中心在北京地区跳跃性出现，影响重大，全球各大数值预报中心均未成功捕捉到强降水。他们的观测分析显示，北京局地地形和冷池碰撞引起的辐合是影响对流发生的关键因素。而2011年发生在北京城区海淀附近的局地强降水对流是在周边降水系统的冷池出流边界还远离海淀时便突然触发的。研究发现，北京城市下垫面和北京昌平区朝东南开口的局地地形迫使南风和东南风在海淀附近形成局地辐合，辐合同时有利于高相当位温空气的聚集，虽然北京西北山区的降水系统产生的冷池仍位于远离海淀的山区，但其造成的中高压却促使北风超越冷池出流边界率先到达海淀附近，与南风形成强烈辐合，触发局地对流，引发强降水。上述研究增进了对北京局地突发强降水机理的科学认识，同时也为提高北京局地突发强降水的预报能力提供了重要参考。

　　研究成果分别发表于英国皇家气象学会SCI期刊Atmospheric Science Letters和美国气象学会SCI期刊Monthly Weather Review。

图1 2011年北京城区海淀附近造成突发强降水的孤立对流触发机理概念模型。黑色五角星为对流发生的位置。橙色箭头为近地面偏南风。蓝色粗箭头为与西北降水系统造成的中高压相关的偏北风。黄色阴影为山区地形。

　　论文信息：

　　Huiqi Li, Xiaopeng Cui, Wenlong Zhang, and Lin Qiao, 2016, Observational and dynamic downscaling analysis of a heavy rainfall event in Beijing, China during the 2008 Olympic Games, Atmospheric Science Letters, 17（6）: 368–376，DOI: 10.1002/asl.667

    http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/asl.667/abstract

　　Huiqi Li, Xiaopeng Cui, Da-Lin Zhang, 2016, On the Initiation of an Isolated Heavy-Rain-Producing Storm near the Central Urban Area of Beijing Metropolitan Region, Mon. Wea. Rev., DOI: 10.1175/MWR-D-16-0115.1, in press

    http://journals.ametsoc.org/doi/abs/10.1175/MWR-D-16-0115.1