2003年江淮春冬两次降雪天气过程数值模拟和初步诊断分析

论文摘要

本文采用NCEP全球谱模式和常规地面、高空观测资料,利用非静力中尺度数值模式MM5(V3. 6版)对2003年2月和11月江淮地区两次降雪过程进行了数值模拟。模拟结果和客观分析结果的比较表明,非静力中尺度数值模式MM5有能力反映出地面及对流层中低层天气尺度、中尺度环流系统;同时MM5能够成功地模拟出暴雪中尺度低涡的发生、发展及结构演变。通过对低空急流的分析表明,低空西南急流与暴雪有着密切关系,对暴雪天气预报有很好的指导作用。对降雪过程中涡度场、散度场、垂直速度场的剖面结构诊断表明,运动场和热力场的相互配置与耦合关系极有利于暴雪切变线的发展及暴雪的形成与维持。模拟的运动场和云微物理量场的时空演变表明,垂直运动场与水汽场的耦合是水汽凝结和冻结成雪的运动学条件;气旋性涡柱和上升运动及深厚湿舌的耦合是暴雪形成的一种重要动力机制。利用模拟雷达反射率因子检验了模拟的正确性,结果表明模拟的暴雪的分布和强度都是可信的。对温度场的分析可知,降水性质与700hPa、850hPa温度平流有着直接联系。湿Q矢量散度相间分布是降水维持的主要机制。另外从视热源、视水汽汇、螺旋度和位涡方面也进行了诊断分析。最后对2月暴雪过程进行了数值敏感试验,探讨了地形、湿度场、风场对这次降水的贡献。通过对这两次降雪天气的动力、热力过程进行分析研究,初步揭示了江淮冬春季产生强降雪天气过程的动力和热力条件,加深了对降雪天气发生、发展的认识。

论文目录

• 中文摘要
• Abstract（英文摘要）
• 引言
• 1. MM5数值模式简介
• 1. 1基本方程组
• 1. 2模式物理过程参数化方案
• 1. 3模式主要模块
• 1. 4模拟系统主要特点
• 2. 降雪实况及寒潮背景
• 2. 1降雪实况
• 2. 2寒潮背景--冷空气活动概况
• 3. 降雪过程大尺度和中尺度系统
• 3. 1大尺度环流特征
• 3. 2暴雪中尺度系统
• 4. 数值模拟设计方案
• 4. 1模式设计方案
• 4. 2模式输出资料
• 5. 模式结果及讨论
• 5. 1数值模拟结果和可观分析结果比较
• 5. 2暴雪中尺度低涡的发生、发展：流场演变和低涡形成
• 5. 3低空西南急流的辐合作用
• 5. 4暴雪天气的水汽条件
• 5. 5暴雪形成的动力条件：水汽场与动力场之间的耦合
• 5. 6模拟的雷达反射率因子
• 5. 7暴雪的温度条件：强寒潮的伴随
• 5. 8用湿Q矢量诊断暴雪中的垂直运动
• 5. 9暴雪过程中的水汽诊断分析
• 5. 10暴雪螺旋度的诊断分析
• 5. 11干侵入对暴雪过程中低层气旋的影响
• 6. 敏感试验
• 6. 1控制实验
• 6. 2敏感试验方案
• 6. 3敏感试验结果分析
• 7. 结果和讨论
• 致谢
• 参考文献
• 附图