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热带扰动引发的华南特大暴雨个例分析

作　者: 徐珺
导　师: 毕宝贵
学　校: 中国气象科学研究院
专　业: 气象学
关键词: 热带扰动热带云团正反馈低空急流中尺度对流系统
分类号: P458.121.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

热带扰动引发的华南暴雨由西太平洋副热带高压(或其它高值系统)和热带扰动(热带气旋性风向扰动及其与之相伴随的中尺度对流云团)相互作用产生;低层天气形势表现为南海北部或北部湾一带低层有气旋性风向扰动,并伴随有低空急流和中尺度对流云团活动。该类暴雨可以发生于前汛期和秋季,一般持续时间长,可达2-3天以上;降水强度大,小时雨量可达到100mm/h以上,强降水范围集中,具有明显中尺度特征,容易造成洪水泛滥,带来严重的人员伤亡和经济损失。本文利用常规和非常规观测数据、GFS(Global Forecast System)0.5°0.5°分析场等资料,选取2009年5月23日的粤西和2010年10月1日至8日的海南特大暴雨过程对热带扰动引发的华南暴雨的形成机制进行了研究,发现:西太副热带高压(或其它高值系统)和热带扰动的相互作用建立了热带扰动引发的华南暴雨的双重正反馈机制:首先,热带气旋性风速扰动和副热带高压(或其它高值系统)的相互作用增大了两者之间的气压梯度,增强两系统间的低层风速,有利于低空急流的形成和增强;低空急流的增强又加大了水平风切变,有利于热带气旋性风速扰动的发展,从而增强了热带气旋性风速扰动和副高(或其它高值系统)的相互作用。然后,该正反馈机制增强了低空急流区的水平风辐合,配合低空急流区的风速扰动,使热带云团不断在低空急流区及其上空生成发展;热带云团的发展反过来又增强了低空急流,从而建立了热带扰动引发的华南暴雨形成的双重正反馈机制,最终导致持续性强降水。本文通过实况、诊断分析和数值模拟验证了该机制的合理性。本文通过常规、非常规资料的实况、诊断分析方法对直接导致2009年5月23日08时至12时的粤西极端降水过程的中尺度结构特征进行了研究,发现:阳江至台山一带的短时强降水由一次季风槽北端的MCC过程造成。两个生成于粤西南部沿海,呈现带状的对流系统登陆过程中增强,对流系统中的中尺度对流单体迅速发展,自南向北经过阳江和台山一带,直接引起了相应地区的短时强降水。结合实况、诊断分析和WRF数值模拟分析,发现:边界层的东风、东北风、和东南风辐合与低空急流区的水平风辐合叠加,在高湿和弱对流不稳定的背景下触发和维持了粤西及其沿海的深对流。与该个例相似,边界层的风速辐合在2010年10月5日13至23时琼海特大暴雨的形成和维持过程中也有重要作用。

全文目录

摘要  3-4
Abstract  4-9
第一章绪论  9-17
  1.1 热带扰动引发的华南暴雨定义  9-10
  1.2 热带扰动引发的华南大暴雨研究进展  10-15
    1.2.1 影响该类华南暴雨的天气尺度系统研究  10-14
      1.2.1.1 南海夏季风、季风槽、中纬槽-锋系统  10-12
        1.2.1.1.1 国内研究中南海夏季风中的深对流与这类华南暴雨  11
        1.2.1.1.2 南海季风与这类华南暴雨水汽输送  11-12
        1.2.1.1.3 南海夏季风与产生这类华南暴雨的低空急流  12
      1.2.1.2 热带低涡与这类华南暴雨  12-13
      1.2.1.3 低空急流与这类华南暴雨  13-14
    1.2.2 与这类华南暴雨中尺度对流系统相关的研究  14-15
    1.2.3 小结  15
  1.3 本文的研究目的、研究内容、研究方法和特色  15-17
    1.3.1 问题的提出和本文的研究目的  15-16
    1.3.2 本文的研究内容  16
    1.3.3 本文的研究方法  16
    1.3.4 本文特色  16-17
第二章热带扰动引发的华南大暴雨特征  17-19
  2.1 前汛期热带扰动引发的华南大暴雨  17
  2.2 秋季热带扰动引发的华南大暴雨  17-18
  2.3 小结  18-19
第三章 2009 年5.23 粤西特大暴雨大尺度和天气尺度分析  19-43
  3.1 雨情、灾情及造成的影响  19-20
  3.2 5.23 粤西特大暴雨天气气候背景  20-22
  3.3 2009 年5.23 粤西特大暴雨大尺度环流背景  22-31
    3.3.1 诊断数据说明  22
    3.3.2 西风带系统与副高配置  22-24
    3.3.3 季风槽和低空急流的建立  24-27
    3.3.4 热带低涡的形成及其结构特点  27-30
      3.3.4.1 热带低涡的成因  27-28
      3.3.4.2 热带低涡的结构特点  28-30
    3.3.5 高低空配置  30-31
  3.4 暴雨区垂直气流结构特征  31-33
  3.5 水汽条件  33-35
  3.6 热源和水汽汇分布特征  35-38
    3.6.1 资料及计算方法  35-36
    3.6.2 视热源和视水汽汇分布特征  36-38
      3.6.2.1 和的水平分布  36-37
      3.6.2.2 Q1 和 Q2 的垂直分布特征  37-38
  3.7 稳定度分析  38-41
  3.8 小结与讨论  41-43
第四章 2009 年5.23 粤西特大暴雨中尺度特征分析和机理研究  43-52
  4.1 引言  43
  4.2 强降水系统及其中尺度特征  43-46
  4.3 中尺度对流系统发生发展分析  46-48
    4.3.1 初生阶段  47
    4.3.2 发展阶段  47
    4.3.3 成熟阶段  47
    4.3.4 消亡阶段  47-48
    4.3.5 小结  48
  4.4 雷达回波特征  48-49
  4.5 地面观测特点  49-50
  4.6 低空急流和热带涡旋对MCC 形成的作用  50-51
  4.7 小结与讨论  51-52
第五章 2009 年5.23 粤西特大暴雨数值模拟研究  52-60
  5.1 引言  52
  5.2 计算方案及资料说明  52
  5.3 中尺度强降水模拟与实况对比分析  52-53
  5.4 大尺度环流形势  53-54
  5.5 地面风场检验  54-55
  5.6 强上升的形成和维持机理  55-56
    5.6.1 对流不稳定的形成机制  55-56
    5.6.2 强上升形成和维持机理  56
  5.7 热带云团形成机理及其与低空急流的关系  56-58
  5.8 小结与讨论  58-60
第六章 2010 年10 月1 日至8 日海南特大暴雨分析研究  60-70
  6.1 引言  60
  6.2 雨情及灾情  60-62
  6.3 天气系统配置  62-63
  6.4 水汽条件  63-64
  6.5 低空急流和热带涡旋对热带云团的作用  64-66
  6.6 10 月5 日琼海特大暴雨中尺度观测特点  66-67
  6.7 10 月5 日琼海特大暴雨垂直气流结构特征  67-68
  6.8 小结与讨论  68-70
第七章结论与讨论  70-74
  7.1 大尺度环流背景  70-71
  7.2 2009 年5.23 粤西特大暴雨中尺度特征  71
  7.3 中尺度对流系统的产生机理  71
  7.4 热带扰动引发的华南大暴雨的双重正反馈机制  71-72
  7.5 讨论  72-74
参考文献  74-78
致谢  78-79
附录  79-100
个人简介  100

热带扰动引发的华南特大暴雨个例分析

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