2003年7月3～4日淮河流域暴雨过程的观测与模拟分析

论文摘要

本文利用常规地面、高空观测和卫星、雷达、地面自动站等高分辨率非常规资料,分析了2003年7月3～4日淮河流域大暴雨过程中安徽省北部暴雨雨团的活动及与之相联系的中尺度对流系统的发展演变特征。结果表明:在有利的大尺度环流背景下,梅雨锋中-α尺度云系中的中书尺度对流系统的发生发展是导致暴雨的直接原因。暴雨强度和出现地点与中-β尺度扰动密切相关,整个暴雨过程有3次生命史不完全相同的雨团活动期,对应着三次雨强峰值;不同雨团活动期内,中-β尺度对流系统的组织发展形式有所不同,第一次和第三次雨团活动是由几个相对分散的块状中-β尺度对流复合体相继影响所致,而第二次雨团活动则与尺度约100km的近地层中-β尺度辐合线的迅速发展相联系,辐合线的生成导致了对流单体沿此辐合线快速组织为线状对流复合体。且中-β尺度对流云团的生命史与雨团的生命史并不一定相同,一次雨团生命过程可能对应着一次中-β尺度对流云团的活动,也可能是多次中-β尺度对流云团的连续影响。本次暴雨过程中,起主要作用的是嵌在絮状回波里的一个个对流复合体和个别强对流单体,回波强度为40～60dBZ;回波强度和强回波发展高度与地面降水强度是呈正相关。然后利用全物理过程的中尺度气象模式MM5对此次暴雨过程进行数值模拟,通过对暴雨过程中低层的环境背景、降水量、降水生命期和降水总体分布随时间演变的趋势以及中尺度对流系统的雷达回波特征等方面的检验,发现在常规资料条件下MM5模式对此次大暴雨过程具有一定的模拟能力,模式基本可以模拟出中-α尺度和100公里左右的中-β尺度天气系统,但对于时空尺度更小的且发展比较强盛的中-β（γ）尺度系统,则有较大的局限性。最后利用高分辨率模式输出结果验证了低层中-β尺度辐合线是造成此次大暴雨的中尺度影响系统。并通过对物理量场特征的分析得到次中-β尺度辐合线的三维结构特征。

论文目录

• 摘要
• Abstract（英文摘要）
• 第一章引言
• 1. 1国内外关于暴雨研究的现状与进展
• 1. 2研究目的和意义
• 1. 3本文主要研究内容
• 参考文献
• 第二章暴雨过程概述
• 2. 1雨情概况
• 2. 2水情简述
• 2. 3灾情
• 附图
• 第三章大尺度环流形势特征及演变
• 3. 1大尺度环流背景
• 3. 2主要影响天气系统
• 3. 3物理量诊断分析
• 3. 4小结
• 附图
• 第四章中尺度观测分析
• 4. 1暴雨的时空演变特征
• 4. 2中尺度对流系统特征
• 4. 3小结
• 附图
• 第五章中尺度数值模拟的初步分析
• 5. 1数值试验设计方案
• 5. 2模拟结果检验
• 5. 3低层流场特征
• 5. 4物理量场分析
• 5. 5小结
• 附图
• 第六章结论与讨论
• 附录
• 致谢