甘肃省一次强对流天气形成机理的分析和研究

论文摘要

强对流天气诸如暴雨、冰雹、飑线、龙卷和雷雨大风等灾害性天气对农业生产的危害极大,而且对建筑、公路等设施的破坏力也是惊人的。由于强对流天气空间尺度小,产生的时间短,具有较强的突发性,对这类天气系统的观测不仅少,而且也不容易做出准确的预报。本文将冰雹作为研究工作的重点,选择2003年5月4日发生在青藏高原东北部的大面积较强对流天气(其中在甘肃西南部发生降雹)个例,利用非静力中尺度数值模式MM5的模拟结果对这次强对流天气过程及成因进行了分析。结果表明,在西伯利亚冷涡缓慢东移过程中,地面冷锋前暖区中青藏高原有较长时期的偏南风。西南气流输送了大量水汽,造成了高原东侧下湿上干的湿度分布,为强对流天气的产生准备了大气层结不稳定的条件。此时,中尺度辐合流场和冷锋前的扰动对强天气的产生起了触发作用;降雹区与普通雷暴区相比,降雹区的不稳定能量更大,对流运动伸展得较高。其次,高空干冷空气的介入是冰雹形成的一个重要条件,湿斜压不稳定的增强对降雹有较好的指示意义。最后,地形的作用也是很重要的,地形影响的敏感性试验表明:陡峭地形使上升运动更容易到达较高的高度,地表的起伏能加强特定地区的抬升运动,使动能分布不均匀;祁连山能够起到部分阻挡作用,使近地层的辐合发展较快。中尺度地形的动力强迫作用对本次雹暴过程的强度起了更主要的作用。

论文目录

• 摘要
• 英文摘要
• 第一章 引言
• 1.1 中尺度对流系统与环境场的相互作用
• 1.2 大气稳定度
• 1.3 重力波的产生与发展
• 1.4 地形的作用
• 1.5 本文主要研究内容
• 第二章 甘肃省强对流天气的天气气候特征
• 2.1 冰雹的时空分布
• 2.2 暴雨的时空分布
• 2.3 雷暴的时空分布
• 2.4 小结
• 第三章 研究方法及个例选取
• 3.1 MM5模式简介
• 3.2 雹暴的基本环流特征
• 3.3 个例选取
• 第四章 天气学分析及模拟试验
• 4.1 前期高空环流形势
• 4.2 天气系统分析
• 4.3 试验设计和模拟结果验证
• 第五章 强对流天气的环境场特征
• 5.1 动力场的结构特征
• 5.2 水汽条件
• 5.3 能量场特征
• 5.4 小结
• 第六章 综合机制分析
• 6.1 降雹区与普通雷暴区的区别
• 6.2 中尺度系统的发展过程
• 6.3 湿位涡诊断
• 6.4 小结
• 第七章 地形对中尺度系统的动力影响
• 7.1 垂直速度的变化
• 7.2 流场的变化
• 7.3 小结
• 第八章 结论
• 致谢
• 参考文献
• 附图