“05·6”华南暴雨形成机理与中尺度对流系统研究

论文摘要

本文采用NCEP/NCAR每天4个时次1°×1°再分析资料以及近几年来随着“973”计划实施和推进过程中所获得的大量新型观测资料:3小时一次地面加密观测资料、1小时自动站加密观测资料、逐时FY-2C卫星云图和0.05°×0.05°分辨率云顶亮温TBB资料、风廓线仪资料、多普勒雷达资料以及逐时闪电定位仪资料、6小时一次云迹风资料、逐时分辨率为0.5°×0.5°射出长波辐射（OLR）资料等,对“05.6”华南持续性暴雨过程的环境场条件及其演变特征进行分析,探讨中低纬度多尺度天气系统的相互作用对暴雨过程的影响。同时通过对“05.6”华南静止锋特殊的天气学特征、动力和热力结构以及形成机制的分析,研究暴雨长时间维持的原因。在上述工作基础上,利用丰富的高时空分辨率资料特别是新型遥感观测资料对暴雨过程进行中尺度综合分析和模拟,力图揭示出中尺度系统更多更细致的信息,特别是中B尺度系统的细微结构特征。最后,通过对华南、江淮和华北地区三个典型个例MCS发生发展条件和结构特征的研究,探讨了我国东部地区MCS的多样性特征。主要结论有: 1.“05.6” 暴雨期间,南海副热带季风在华南沿海一带活动,赤道辐合带异常偏弱。辐合区主要位于江南南部和华南,其上空存在一条近似东西向的强对流活动OLR低值带。副热带高压呈带状分布,强度发展强,且脊线位置稳定在16°N附近。6月25日后由于副高明显西伸北抬,导致雨带北跳到华北黄淮地区,华南暴雨过程结束。 2.对流层中层正涡度的长时间维持,显示西风带系统对“05.6”华南暴雨过程的影响。过程开始前700hPa上中纬度南下冷空气的活动对暴雨过程有重要作用;在暴雨过程期间,冷空气活动仅存在于850hPa高度以下,行星边界层内的冷空气侵袭可能是华南暴雨的重要特征。高空副热带急流东移南压,有利于高低空急流的不断靠近和叠置;高低空急流耦合的“正反馈机制”是华南地区出现长时间暴雨的重要原因之一。 3.“05.6” 华南静止锋在对流层低层表现为弱偏东或偏北的“凉”气流与强盛的西南暖湿气流在武夷山—南岭一带形成的气旋式切变线。它主要表现为位于700hPa以下浅薄的弱θse锋区,呈相当正压垂直结构。静止锋两侧南北风对

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 前言
• 1.1 选题目的和意义
• 1.2 国内外相关研究进展
• 1.2.1 大尺度环流背景特征
• 1.2.2 主要影响系统特征
• 1.2.3 华南静止锋结构特征
• 1.2.4 地形对华南暴雨的作用
• 1.2.5 中尺度系统研究
• 1.2.6 华南暴雨外场试验
• 1.3 选题的重要性
• 1.4 存在的问题及主要研究内容
• 1.5 本文所用资料和方法
• 1.5.1 资料
• 1.5.2 方法
• 参考文献
• 第二章 雨情、水情和灾情
• 2.1 “05.6”华南连续暴雨过程实况
• 2.2 水情分析
• 2.2.1 西江下游和北江部分地区
• 2.2.2 西江上游流域
• 2.2.3 福建闽江
• 2.3 灾情分析
• 第三章 中低纬度系统活动特征及相互作用
• 3.1 南海季风和越赤道气流特征分析
• 3.2 副热带高压的位置与强度
• 3.3 热带辐合区对流特征分析
• 3.4 中纬度冷空气活动的影响
• 3.5 高低空急流的配置
• 3.6 小结与讨论
• 第四章 华南静止锋的结构特征与形成机制
• 4.1 “05.6”华南静止锋的结构特征
• 4.1.1 水平结构特征
• 4.1.2 垂直结构特征
• 4.2 “05.6”华南静止锋的天气学特征
• 4.2.1 环境流场特征
• 4.2.2 大尺度水汽输送特征
• 4.2.3 静止锋云系特征
• 4.3 静止锋的形成机制
• 4.3.1 视热源和视水汽汇特征分析
• 4.3.2 锋生函数分析
• 4.4 小结和讨论
• 第五章 “05.6”华南暴雨中尺度分析
• 5.1 降水过程实况
• 5.2 中尺度强暴雨的环境场条件
• 5.2.1 中低层强迫作用
• 5.2.2 对流层高层“抽吸作用”
• 5.3 广西暴雨中尺度分析
• 5.3.1 地面降水中尺度特征
• 5.3.2 中尺度对流云团活动特征
• 5.3.3 多普勒雷达回波特征
• 5.3.4 加密资料所揭示的地面要素变化特征
• 5.4 广东暖区暴雨中尺度分析
• 5.4.1 地面降水中尺度特征
• 5.4.2 中尺度对流云团活动特征
• 5.4.3 多普勒雷达回波特征
• 5.4.4 加密资料所揭示的地面要素变化特征
• 5.5 福建北部暴雨中尺度分析
• 5.5.1 地面降水中尺度特征
• 5.5.2 中尺度对流云团活动特征
• 5.5.3 加密资料所揭示的地面要素变化特征
• 5.6 小结与讨论
• 参考文献
• 第六章 中尺度对流系统的模拟研究
• 6.1 模拟方案简介
• 6.2 模拟结果分析
• 6.3 中尺度对流系统三维流场分析
• 6.3.1 水平流场分析
• 6.3.2 垂直结构分析
• 6.4 中尺度对流系统的成因分析
• 6.4.1 对流层中层涡度扰动
• 6.4.2 湿对称不稳定条件分析
• 6.4.3 层结静力稳定度分析
• 6.5 小结与讨论
• 第七章 我国东部MCS的多样性讨论
• 7.1 “0374”南京特大暴雨中尺度对流系统分析
• 7.1.1 降水过程及MαCS发生的天气背景
• 7.1.2 加密观测资料分析
• 7.1.3 中尺度对流系统的发生发展
• 7.1.4 数值模拟
• 7.1.5 中尺度对流系统的结构特征
• 7.1.6 中尺度对流系统的成因分析
• 7.2 2004年北京“7.10”暴雨中β尺度对流系统分析
• 7.2.1 降水过程及MβCS发生的天气尺度环境
• 7.2.2 中β尺度对流系统的发生发展
• 7.2.3 数值模拟
• 7.2.4 MβCS的成因分析
• 7.3 华南、江淮和华北地区MCS的多样性特征
• 7.3.1 “05.6”华南地区MCS的基本特征
• 7.3.2 江淮地区MCS的基本特征
• 7.3.3 华北地区MCS的基本特征
• 7.4 小结与讨论
• 参考文献
• 第八章 结论与讨论
• 致谢