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低纬高原地区暴雨M_βCSs特征的数值模拟研究

2020-11-28阅读(419)

低纬高原地区暴雨M_βCSs特征的数值模拟研究

论文摘要

本文采用常规观测资料、“973”项目自动站逐时降水量资料、TBB黑体亮温资料、红外卫星云图和1°×1°的NCEP再分析资料，应用非静力中尺度数值模式MM5(V3.6)对2003年6月16～17日发生在低纬高原地区一次M_βCSs造成的大暴雨过程进行数值模拟，研究引发暴雨的M_βCSs的结构特征和成因，并对2005年6月20～21日华南持续性暴雨过程中的M_βCSs发展过程进行了模拟，将引发暴雨的M_βCSs的结构特征与低纬高原地区形成对比，得出低纬高原M_βCSs的地域特征及其形成的主要原因。分析表明：产生本次低纬高原暴雨的水汽在不同的层次来源不同，500hPa水汽来自孟加拉湾，700hPa水汽来自孟加拉湾和我国东部地区，低层辐合和高层弱辐散是2003年6月16日低纬高原暴雨M_βCSs的触发因子，暴雨前700hPa～500hPa强相当位温梯度使强不稳定能量积累，暴雨发生时不稳定能量和凝结潜热迅速释放，高层增暖形成暖中心使高层等压面升高和500hPa有β中尺度气旋性扰动生成，从而导致低层辐合和高层辐散进一步加强，重力波的产生和传播导致能量向外快速频散，成熟的M_βCSs向两侧发展，降水迅速减弱。对比分析发现低纬高原地区M_βCSs各物理量的深厚程度和强度小于同纬度的华南地区，并且诸如散度、水汽通量散度等物理量的垂直轴线随高度的增高向东倾斜，暖中心维持时间较短，对流有效位能(CAPE)小。由地形敏感性试验得出，地形高度较高，水汽辐合柱短，凝结潜热释放较少是能量迅速释放的主要原因，从而也是低纬高原地区M_βCSs的暖心结构维持时间较高原下游地区短，使得M_βCSs生命史相对短，降水突发性强、强度大、历时短的主要原因。地形有利于低纬高原地区重力波的传播。

论文目录

  • 中文摘要
  • Abstract
  • 第一章 绪论
  • 1.1 引言
  • 1.2 研究进展
  • 1.3 研究目的及内容和资料
  • 第二章 降水特征和云团演变过程分析
  • 2.1 低纬高原地区暴雨概述
  • 2.2 低纬高原地区“03616”大暴雨雨情及降水特征分析
  • 2.3 本章小结
  • 第三章 模拟方案设计和模拟效果检验
  • 3.1 模式与资料简介
  • 3.2 模拟方案设计
  • 3.3 模拟效果检验
  • 3.4 本章小结
  • βCSs 生成的大尺度背景场分析及致雨云团识别'>第四章 低纬高原 MβCSs 生成的大尺度背景场分析及致雨云团识别
  • 4.1 大尺度环流形势分析
  • 4.2 影响系统和水汽源地分析
  • 4.3 高低空急流与南亚高压的作用
  • 4.4 副热带高压、孟加拉湾风暴和南海台风的共同作用
  • 4.5 致雨云团的卫星云图分析
  • 4.6 本章小结
  • βCSs 的三维结构分析'>第五章 MβCSs 的三维结构分析
  • 5.1 水平流场分析
  • βCSs 垂直环流及云水、θe 场和模拟雷达回波垂直结构演变分析'>5.2 MβCSs 垂直环流及云水、θe场和模拟雷达回波垂直结构演变分析
  • 5.3 涡度、散度、相对湿度场的水平、垂直结构及演变分析
  • 5.3.1 低层涡度、散度、相对湿度场的水平结构
  • 5.3.2 涡度、散度、相对湿度场的垂直结构
  • βCSs 的温度场结构分析'>5.4 MβCSs 的温度场结构分析
  • 5.5 本章小结
  • βCSs 的成因分析'>第六章 MβCSs 的成因分析
  • βCSs 的作用'>6.1 重力波的产生与传播对 MβCSs 的作用
  • 6.2 冷暖平流的配置
  • 6.3 对流不稳定机制
  • 6.4 本章小结
  • βCSs 的对比'>第七章 相近纬度的华南地区暴雨 MβCSs 的对比
  • 7.1 华南“05.6”暴雨雨情及降水特征分析和中尺度对流系统的识别
  • 7.2 模拟方案设计和模拟效果检验
  • βCSs 生成的大尺度环流背景和水汽源地分析'>7.3 利于 MβCSs 生成的大尺度环流背景和水汽源地分析
  • βCSs 垂直结构的对比分析'>7.4 MβCSs 垂直结构的对比分析
  • 7.5 本章小结
  • 第八章 地形敏感性试验
  • 8.1 降水和垂直结构分析
  • 8.2 重力波分析
  • 8.3 本章小结
  • 第九章 总结和讨论
  • 9.1 主要结论
  • 9.2 讨论
  • 致谢
  • 参考文献
  • 论文附图

    • 相关论文文献

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