论文题目: 西昌卫星发射场区中尺度强对流天气研究
论文类型: 博士论文
论文专业: 气象学
作者: 周率
导师: 李泽椿
关键词: 西昌卫星发射场区,强对流,中尺度系统,中尺度地形,西南准静止锋,高原东南边缘锋
文献来源: 南京信息工程大学
发表年度: 2005
论文摘要: 气象条件对人造卫星等航天器的发射具有直接而明显的影响,西昌发射场区气象保障的难点和重点是中尺度强对流天气,特别是强雷电天气。西昌场区位于青藏高原东南部、横断山脉东麓的安宁河谷中,独特的地理位置和地形环境使其强对流天气具有突发性、复杂性、局地性等特点,且全年各月均有发生、雷电强度很大,是制约发射时段的主要因子。本文在对西昌场区影响发射的强对流天气进行气候统计和天气分析的基础上,利用常规和非常规资料,对严重影响卫星发射任务的“10.1”和“11.4”两次中尺度强对流过程进行了大尺度环流背景分析、中尺度结构分析和下垫面热力及地形作用的数值模拟研究。 研究表明,西昌发射场区强对流天气具有明显的干、雨季对比及显著的日变化特征;雨季主要影响系统是西南涡和切变线,过渡季节和干季则是绕流冷空气和锋面过程;并且在场区所处的安宁河谷内,强对流天气有自北向南发展的特点。直接造成场区强对流的天气系统是形成于横断山脉东麓的中-β尺度切变线和低涡,配合场区北侧30°N附近有较强锋区。发生在雨季附近的过程降水量大、持续时间较长;主要发生在副高边缘的暖湿气团中;来自四川盆地和中南半岛的水汽使场区附近低空的湿度显著增加,导致抬升凝结高度和自由对流高度降低,造成对流有效位能(CAPE)迅速发展,为过程提供了层结稳定度条件并积累能量;而冷空气导致的场区低层中尺度锋生是强对流的触发机制之一。过渡季节和干季过程降水量小、持续时间较短,但其雷电强度不亚于雨季强对流过程;绕流冷空气造成西南准静止锋生成并向西推进,形成大尺度环流背景;而西北气流在高原东南边缘引起锋生作用,产生中-β尺度地形锋—高原东南边缘锋,是引发强雷电天气的直接原因;它与西南准静止锋一起构成独特的“双锋”型。地表感热和潜热通量的敏感性试验揭示,感热和潜热通量对场区强对流的产生都有重要贡献;尤其在过程初期,二者量级相当,这与潜热通量占主导作用的梅雨锋暴雨及华南暴雨等都有所不同;其作用一方面是导致近地层的大气变湿、变暖,产生深厚的大气不稳定层结;同时由于山脊和山谷的感热通量对比,引起局地热力环流,有利于中尺度系统形成。而中尺度山脉地形动力作用的敏感性试验揭示出,西北部和北部的山脉对河谷内的降水都有增幅作用;东部山脉则主要通过对绕流冷空气的阻挡而影响场区强对流过程;东南部和南部山脉都对水汽输送起阻挡作用,使发射场区降水减少,其影响的大小取决于水汽的主要来向。中尺度地形在场区强对流过程中起到重要作用,不仅影响或决定了气流走向,输送了过程所需的物质、能量;促成中β尺度系统的生成;更直接作为触发机制,导致过程发生;因此高原东南部特殊地形可能是导致西昌发射场区强对流天气的主要原因之一。
论文目录:
摘要
ABSTRACT
第一章 前言
§1．1 选题目的和意义
1．1．1 气象条件对航天器发射具有重大影响
1．1．2 西昌卫星发射场区气象保障的特殊性
§1．2 国内外相关工作研究进展
1．2．1 高原及其附近地区强对流研究进展
1．2．2 高原及其邻域中尺度数值模式研究进展
1．2．3 高原及其邻域强对流研究中的关键问题
1．2．4 场区中尺度强对流天气的特殊性
§1．3 本文所用资料与研究方法
§1．4 主要研究内容及创新点
1．4．1 各章主要内容
1．4．2 主要研究成果和创新点
参考文献
第二章 场区强对流气候特征与背景场分析
§2．1 场区强对流气候特征
2．1．1 场区强对流统计标准
2．1．2 场区强对流气候统计
2．1．3 场区强对流过程特点
2．1．4 场区强对流天气的时间分布特征
§2．2 场区强对流过程环流背景及天气系统
2．2．1 干季环流背景与影响系统
2．2．2 过渡季节环流背景与影响系统
2．2．3 雨季环流背景与影响系统
2．2．4 场区附近强对流分布差异
§2．3 小结与讨论
参考文献
第三章 强对流个例的大尺度环流背景与物理量诊断分析
§3．1 “10．1”强对流过程概况
§3．2 “10．1”强对流过程的天气背景分析
3．2．1 气候背景分析
3．2．2 大尺度环流背景分析
3．2．3 强对流区气流垂直结构特征
3．2．4 “10．1”过程的水汽收支
3．2．5 强对流区大气不稳定形成机理
§3．3 小结与讨论
参考文献
第四章 “10．1”强对流过程的数值模拟与中尺度分析
§4．1 计算方案及资料说明
4．1．1 模式格距及计算区域
4．1．2 初始场及侧边界
4．1．3 模式物理过程
§4．2 大尺度环流形势的检验
§4．3 中尺度系统强降水实况与模拟对比分析
4．3．1 过程降水的中尺度特征分析
4．3．2 中β尺度云团的发生、发展分析
4．3．3 中尺度系统强降水模拟与实况对比
§4．4 “10．1”强对流过程的中尺度分析
4．4．1 中尺度流场分析
4．4．2 垂直结构分析
4．4．3 动力条件分析
4．4．4 热力条件及稳定度分析
4．4．5 水汽条件分析
4．4．6 位涡分析
4．4．7 Q矢量分析
4．4．8 冷空气的作用及锋生过程分析
4．4．9 暴雨中心动力条件时间演变特征
§4．5 小结
参考文献
第五章 中尺度地形对场区“10．1”过程的影响研究
§5．1 引言
§5．2 地形热力作用的影响研究
5．2．1 地表热通量的演变特征
5．2．2 地表潜热通量的作用
5．2．3 地表感热通量的作用
§5．3 地形动力作用的影响研究
5．3．1 西北部地形的作用
5．3．2 北部中尺度山脉的作用
5．3．3 东部中尺度山脉的作用
5．3．4 东南部中尺度山脉的作用
5．3．5 南部中尺度山脉和谷地的作用
§5．4 小结
参考文献
第六章 西昌发射场区强雷电天气机制探讨
§6．1 引言
§6．2 “11．4”场区强雷电过程分析
6．2．1 过程概况
6．2．2 环流形势分析
6．2．3 中尺度结构及影响系统分析
6．2．4 过程锋生分析及影响机制探讨
§6．3 西昌场区各季节雷暴发生机理
6．3．1 西南准静止锋与场区雷暴天气
6．3．2 高原东南边缘锋与场区雷暴天气
6．3．3 场区各季节雷暴天气特点
§6．4 西昌发射场区强对流机理探讨及物理模型
6．4．1 与江淮和高原东北部强对流机理的比较
6．4．2 西昌发射场区强对流物理模型
§6．5 小结
第七章 结论与讨论
§7．1 本文主要结论
§7．2 存在的问题与研究展望
§7．3 固定场区特殊气象保障需关注的重点
致谢
发布时间: 2005-06-29
参考文献
- [1].复杂下垫面环境上海局地强对流天气研究[D]. 王晓峰.中国气象科学研究院2013
- [2].京津冀地区强对流天气特征和预报技术研究[D]. 闵晶晶.兰州大学2012
- [3].黄淮中西部深对流云的演变规律和组织结构[D]. 苏爱芳.南京信息工程大学2015
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