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09年长江下游梅雨锋暴雨发生机制研究

作　者: 赵娴婷
导　师: 苗春生
学　校: 南京信息工程大学
专　业: 气象学
关键词: 长江下游梅雨梅雨锋大尺度特征 WRF模式中尺度对流系统
分类号: P458.121.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 56次
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内容摘要

本文利用客观再分析资料和实况降水资料,诊断了2009年长江下游梅雨期降水的大尺度环流特征,对比分析了梅雨期两次大范围强降水过程的梅雨锋结构。结果表明：(1)长江下游地区入梅偏迟,出梅正常,梅期较正常年偏短。连续降雨日偏少,过程性降水为主,其间有三次强降水过程。(2)整个梅雨期内,对流层高层南亚高压强盛,长江下游基本位于高空西风急流南侧,东风急流北侧,南亚高压东北侧的偏北大风区内,存在较强的高空辐散。而两次暴雨过程中在110°E附近均出现强盛的东风,中心风速可达25m·s-1低层来自孟加拉湾和南海的西南风和来自西太平洋偏东气流合并为暴雨提供了充足的水汽。实况暴雨落区位于200hPa高空急流入口区南侧,850hPa低空急流左侧,切变线右侧。(3)温度场上,梅雨锋区温度梯度不明显,假相当位温和水汽通量梯度非常明显。(4)梅雨期两次强降水过程梅雨锋结构对比分析得出：第一次暴雨呈东北西南走向,第二次暴雨基本上呈纬向分布,长江下游区域略呈东南西北走向,两次实况暴雨均出现在锋前。在动力、热力结构上,第一次暴雨明显比第二次暴雨具有更有利的降水条件。次级环流分析发现,第一次暴雨过程降水中心的南北侧各形成了一支次级环流,第二次暴雨过程降水中心的南侧存在间接热力环流,北侧次级环流不明显。之后又利用常规观测资料、卫星TBB资料以及客观再分析资料,对09年梅雨期第二次强降水过程,即7月6日～7日的长江下游梅雨锋暴雨过程进行了天气分析和数值模拟,重点研究了中尺度系统的发生发展机制。结果表明：09年7月6日～7日对流层低层,长江下游北侧存在一东西向切变线,受其影响而产生降水。常规物理量的诊断分析表明：高空西风急流和东风急流构成的辐散场对低层大气有“抽气”的作用,加强了低层大气的垂直上升运动,低空急流带来的暖湿气流为暴雨的发生提供了充足水汽,并使大气位势不稳定的结构得以形成和维持。涡度场和散度场的高低空配置形势为上升运动提供了有利条件。梅雨锋前高能且位势不稳定,强烈的上升运动将低层不稳定能量向上输送,为暴雨的发生提供了充足的能量。湿位涡分析发现：950hPa上MPV1零值线的变动对降水区的移动有一定的指示作用,绝对值大值中心和强降水有一定的对应关系,本次暴雨过程中对流不稳定一直维持,斜压不稳定主要发生在暴雨过程的前半段。WRF中尺度模式数值模拟结果显示,在切变线南侧不断形成β中尺度和γ中尺度对流系统。本文对其中一个β中尺度对流系统的分析研究表明：此系统是从低空向高空逐渐发展的,低空中尺度急流首先发生,中尺度垂直上升运动出现在中尺度急流核左前方,对流层低层出现辐合中心,对流层中层出现辐散中心。水汽到达凝结高度后,凝结潜热释放,中层大气首先升温,中尺度辐散迅速加强并向高层发展,之后高层强辐散、低空急流和低涡的相互耦合作用使系统不断发展并东移。

全文目录

摘要  7-8
Abstract  8-10
第一章绪论  10-16
  1.1 梅雨锋暴雨环流特征研究进展  10-11
  1.2 梅雨锋暴雨天气尺度系统研究进展  11-12
  1.3 梅雨锋暴雨中尺度系统研究进展  12-14
  1.4 梅雨锋暴雨数值模拟研究进展  14-15
  1.5 本文的研究内容和研究目的  15-16
第二章 09年长江下游梅雨的大尺度特征  16-21
  2.1 资料  16
  2.2 长江下游梅雨期的划定  16
  2.3 长江下游梅雨期的雨情分析  16
  2.4 梅雨期环流特征  16-19
    2.4.1 水平流场分析  16-18
    2.4.2 温度场和湿度场的分析  18
    2.4.3 季风短期进退对降水影响的分析  18-19
  2.5 本章小结  19-21
第三章两次大暴雨梅雨锋结构特征分析  21-24
  3.1 水平结构特征诊断  21-22
  3.2 垂直结构特征诊断  22-23
  3.3 本章小结  23-24
第四章 0907梅雨锋暴雨的天气学分析  24-38
  4.1 降水实况介绍  24
  4.2 天气形势及中尺度系统发展演变  24-26
    4.2.1 天气形势分析  24-25
    4.2.2 中尺度对流系统的发展演变  25-26
  4.3 物理量诊断  26-36
    4.3.1 高低空急流  26-28
    4.3.2 水汽条件  28-29
    4.3.3 涡度散度场特征  29-30
    4.3.4 不稳定能量分析  30-31
    4.3.5 垂直运动  31
    4.3.6 湿位涡诊断  31-34
    4.3.7 螺旋度诊断  34-36
  4.4 本章小结  36-38
第五章 0907梅雨锋暴雨的数值模拟和诊断分析  38-45
  5.1 WRF模式介绍  38-41
    5.1.1 模式简介  38
    5.1.2 模式结构  38
    5.1.3 模式物理方案  38-41
  5.2 数值模拟  41-42
    5.2.1 数值模拟方案介绍  41-42
    5.2.2 数值模拟概况  42
  5.3 模拟结果的诊断分析  42-44
    5.3.1 发生发展时的中尺度系统结构  42-43
    5.3.2 成熟时的中尺度系统结构  43-44
  5.4 本章小结  44-45
第六章总结与展望  45-47
  6.1 总结  45-46
  6.2 存在的问题与展望  46-47
参考文献  47-52
致谢  52-53
论文附图  53-82

09年长江下游梅雨锋暴雨发生机制研究

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