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东北地区暴雨、强对流天气的数值模拟诊断研究

作　者: 戴廷仁
导　师: 寿绍文
学　校: 南京气象学院
专　业: 气象学
关键词: 东北暴雨强对流数值模拟诊断分析物理机制
分类号: P458.121.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2003年
下　载: 144次
引　用: 2次
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内容摘要

应用MM5模式对受华北气旋影响所产生的2003年8月5～6日东北地区暴雨天气进行了数值模拟，较成功地模拟出了这次过程。大范围偏南气流及其中的中尺度急流带来的水汽输送及辐合，为暴雨天气的发生、发展提供了低层水汽条件。中层干冷空气下沉及低层暖湿气流爬升是强对流不稳定能量积累的重要机制。能量锋区为产生强对流提供了能量条件。低层低空急流脉动产生的强辐合，高空急流诱发的高层强辐散是本次东北地区暴雨天气的直接触发机制。对流层中低层比较大的垂直速度为强对流的触发提供了动力条件。通过对等熵面的位涡分析，发现了对流层中低层的位涡场，在气旋上方有一个相对高位涡中心，由此使得气旋在一个比较深厚的气旋性环流中发展；而对流层高层则是一个伴有较强位涡低值的反气旋环流区。低层的气旋性环流和高层的反气旋性环流相配合，有利于形成低层辐合，高层辐散，使得气旋附近的上升气流得以维持和加强，从而为对流性降水提供了必要条件。通过对等压面的位涡分析，发现了在暴雨发生前，在对流层低层有正位涡扰动存在并向北形成倾斜的扰动柱，同时也反映了对流层低层正位涡扰动对强对流天气的触发作用；随后高层正位涡向下扰动，形成一个垂直扰动柱，这时对应降水的发展阶段：在暴雨的鼎盛阶段，600～700hpa上空维持水平分布的等值线，在其上还有正的位涡扰动；当近地面出现负的位涡扰动时，降水随之也减弱。分析表明Q矢量散度场多呈条块状的辐合、辐散区相间分布的形式，反映了中尺度特性。在对流层低层Q矢量散度辐合区和辐散区的交界处，伴随有较大的对流性降水，对流性降水的强度随辐合中心强度的增强而增强，随辐合中心强度的减弱而减弱。通过分析我们发现了正的相对螺旋度中心与850hpa低空急流的演变过程是一致的。在正的相对螺旋度中心的左侧，3小时后出现3h积云降水量的高值中心，也就是说正的相对螺旋度中心和3h积云降水中心不同步，3h积云降水中心落后于相对螺旋度中心。相对螺旋度值的变化大致反映了暴雨及其系统的强弱趋势。

全文目录

第一章引言  7-10
  1.1 研究的必要性  7-8
  1.2 国内外研究现状与发展趋势  8-10
  1.3 本文的主要内容  10
第二章 2003年8月5～6日暴雨过程概述  10-13
  2.1 天气实况  10-11
  2.2 环流形势演变概述  11-13
  2.3 云图分析  13
第三章 MM5V3.5模式简介及试验方案设计  13-23
  3.1 本文所选的模式范围  14
  3.2 模式初值及侧边界的生成  14
  3.3 MM5V3.5的动力框架  14-20
  3.4 MM5V3.5的模块结构和流程  20-23
  3.5 试验方案  23
第四章数值模拟结果分析  23-24
  4.1 降水  23-24
  4.2 环流形势  24
第五章强对流环境条件诊断分析  24-27
  5.1 水汽条件  24-25
  5.2 垂直层结条件  25-26
  5.3 触发机制  26-27
第六章中尺度系统诊断分析  27-32
  6.1 位涡场及其与暴雨的关系  27-29
  6.2 Q矢量散度与暴雨的关系  29-30
  6.3 螺旋度与暴雨的关系  30-32
第七章总结和结论  32-34
参考文献  34-36
致谢  36-37
附图  37-77

东北地区暴雨、强对流天气的数值模拟诊断研究

内容摘要

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