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闽东一次暴雨过程的数值模拟和诊断分析

作　者: 郑仙照
导　师: 寿绍文；沈新勇
学　校: 南京信息工程大学
专　业: 气象学
关键词: 数值模拟螺旋度对流有效位能湿位涡数值试验
分类号: P458.121.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2006年
下　载: 74次
引　用: 1次
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内容摘要

采用每隔6小时的地面、高空常规观测资料,对2002年8月10日至11日发生在闽东地区的一次暴雨天气过程进行了初步的诊断分析发现,这次暴雨过程主要是受500hPa高空冷槽、中低层低涡和切变线等共同影响造成的。通过对这次过程中的物理量场的特征分析和能量场的分析发现,在暴雨区附近,涡度、散度等物理量场的高低空配置,有利于维持较强的垂直速度,对暴雨的产生和维持有利:低空急流的存在为暴雨提供了充沛的水汽条件;暴雨区维持的一个高能、饱和、潜在不稳定的环境为暴雨的产生提供了不稳定的能量条件。采用同时次的NCEP再分析资料,利用中尺度MM5模式较成功地模拟了这次暴雨过程,并利用具有高时空分辨率的模拟结果对这次过程的对流有效位能、螺旋度、湿位涡的演变特征和时空分布进行了分析,揭示了造成这次过程的可能物理成因和机制。指出中低层中尺度涡旋是造成这次过程的主要天气系统,低涡的时空演变特征与暴雨中心的移动和雨强的变化相一致。低层正螺旋度中心同暴雨的落区具有较好的对应关系,暴雨产生在低层正螺旋度中心与高层负螺旋度中心相配合的区域。在暴雨强盛期,螺旋度呈低层正值,高层负值的配置,而且正值高度层也很厚,可以伸展到500hPa,最大值位于700hPa附近。在暴雨趋于减弱时,正值高度层逐渐降低,低层螺旋度逐渐转为负值,而高层则出现正值。对流有效位能的变化反映了暴雨天气过程的演变,暴雨中心始终是一个对流有效位能大值区,且中心强度随着暴雨的增强而增大,随着暴雨的减弱而减小。Q矢量散度辐合区与暴雨的落区有较好的对应关系,其变化趋势与暴雨的强度的演变相一致。暴雨的时空演变特征与位涡场的变化密切相关。暴雨中心位于正位涡柱的下方和对流层高层负位涡中心的北侧。当低层负湿位涡形成和向上伸展时,暴雨强度增强;反之,低层负湿位涡减弱收缩时,暴雨也随之减弱。最后,通过地形和风场的敏感试验进一步揭示了地形对暴雨的增幅作用和风场的垂直切变对降水的影响。

全文目录

中文摘要  5-6
Abstract(英文摘要)  6-7
第一章引言  7-12
  1.1 暴雨及中尺度天气系统的研究进展  7-10
  1.2 研究的目的和意义  10-11
  1.3 研究的方法和内容  11-12
第二章暴雨实况和基本环流形势场  12-14
  2.1 降水实况  12
  2.2 环流形势  12-14
第三章暴雨过程的物理量分析  14-22
  3.1 水汽条件  14-16
  3.2 基本物理量场的变化  16-18
  3.3 高低空急流  18-19
  3.4 不稳定能量场的分析  19-21
  3.5 小结  21-22
第四章中尺度数值模拟和诊断分析  22-34
  4.1 中尺度数值模拟  22-24
  4.2 中尺度低涡的诊断分析  24-25
  4.3 风暴相对螺旋度的诊断分析  25-27
  4.4 对流有效位能CAPE分析  27-28
  4.5 Q矢量分析  28-29
  4.6 位涡分析  29-34
第五章对比试验  34-37
  5.1 风速垂直廓线理论分析及风场对比试验  34-35
  5.2 地形对比试验  35-37
第六章主要结论  37-39
致谢  39-40
参考文献  40-44
附图  44-69

闽东一次暴雨过程的数值模拟和诊断分析

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