不同类型华南暖区暴雨形成机制分析

【摘要】：论文首先利用NCEP1°×1°的FNL分析资料对2005年5月和2008年5、6月份的三种类型暖区暴雨进行了统计分析。分析发现,在有利的形势下,广西沿海易生成低涡,而暖区暴雨带往往生成于低涡的东部,这种类型占总数的83%,且多数情况下有锋面雨带配合构成低涡—双雨带。因此利用实况资料和WRF中尺度数值模式对发生最多的低涡—双雨带华南暖区暴雨(第二、三型)过程进行了数值模拟与诊断分析。二型暖区暴雨研究结果表明：随着锋面的南压在锋面的西南方向的广西沿海生成一低涡,该低涡作为位涡源在中高层表现稳定,分别为锋面雨带与暖区雨带提供正位涡,显示出低涡对锋面雨带对暖区雨带的形成有重要的影响。南雨带对北雨带的作用主要体现在中层112°—114°E附近,南雨带中有位涡的大值向北输送,其输送过程导致两条雨带该处相连。同时北部高空槽中也有大值位涡向北雨带输送,以维持北雨带。研究还发现本次过程中暖区暴雨与锋面暴雨雨带的结构差异明显,锋面雨带的结构与传统雨带的结构比较一致；有利于暖区暴雨降水的形式主要表现在中高层,暖区暴雨带表现有性质不同的三层结构,这种结构有利于降水的维持及增幅。三型暖区暴雨研究结果与二型比较接近,但有利于暖区暴雨的位涡分布主要表现在高层和低层,中层表现不明显。在低层低涡中心大值位涡向暖区雨带的传播主要在114°E以西,中层低涡附近的位涡主要向锋面雨带输送,在高层有来自于高空槽的正位涡由北向南传向北雨带,低涡附近正位涡向暖区输送。 利用RIP轨迹模式也说明质点在运动过程中二、三型暖区暴雨位涡的输送源是位于广西沿海的低涡,两种类型的位涡输送高度不同。二型暖区暴雨中与锋面雨带有关的位涡主要来自高层的高空槽、中层广西西南部低涡环流；与暖区暴雨雨带有关的位涡,一部分来自中层广西沿海低涡,另一部分来自海上。三型暖区暴雨锋面雨带位涡主要来自于高空槽和低层南雨带的输送；暖区雨带位涡主要来自于高、低层广西南部低涡和海上大值位涡。可见该位涡源对两条雨带形成有重要的作用。 两次华南暴雨过程中的850hPa高度上,锋面雨带对应的水平涡度量值大于暖区雨带。锋面雨带处在水平涡度分量ζx负值区,降水中心与负值中心对应；不论二型还是三型暖区降水多数情况下雨带南部有正ζx区存在,暖区雨带位于正、负ζx的交界处。有利于上升发展；中高层ζx＞0,由于低层水平涡度值较小,上升气流在高层表现明显。可见,由于水平涡度而引发的垂直环流是触发暴雨的重要因子。 【关键词】：暖区暴雨 等熵位涡 质点轨迹 水平涡度
【学位授予单位】：南京信息工程大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：P426.62
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-8
• 第一章 绪论8-13
• 1.1 研究目的和意义8
• 1.2 研究进展8-11
• 1.2.1 华南暴雨与中尺度系统9
• 1.2.2 涡度与暴雨的关系9-10
• 1.2.3 华南暴雨的水汽来源10
• 1.2.4 位涡与暴雨的关系10-11
• 1.2.5 华南暴雨的数值模拟11
• 1.3 本文的研究内容、资料、方法11-13
• 1.3.1 研究内容12
• 1.3.2 研究资料12
• 1.3.3 研究方法12-13
• 第二章 三种类型华南暖区暴雨的统计分析13-17
• 2.1 不同类型暖区暴雨划分标准13
• 2.2 不同类型暖区暴雨统计分析13-16
• 2.3 小结16-17
• 第三章 华南暖区暴雨的天气形势分析17-24
• 3.1 二型暖区暴雨过程17-20
• 3.1.1 降水情况17-18
• 3.1.2 环流背景18-20
• 3.2 三型暖区暴雨过程20-23
• 3.2.1 降水情况20-21
• 3.2.2 环流背景21-23
• 3.3 小结23-24
• 第四章 数值模式方案设计及结果对比分析24-34
• 4.1 WRF模式简介24
• 4.2 WRF模式设计方案24-25
• 4.3 二型暖区暴雨模拟结果与实况的对比分析25-30
• 4.3.1 降雨量场对比26
• 4.3.2 200hPa系统演变对比分析26-27
• 4.3.3 850hPa系统演变对比分析27-28
• 4.3.4 等熵位涡对比分析28-30
• 4.4 三型暖区暴雨模拟结果与实况的对比分析30-33
• 4.4.1 降雨量场对比30
• 4.4.2 200hPa系统演变对比分析30-31
• 4.4.3 850hPa系统演变对比分析31-33
• 4.5 小结33-34
• 第五章 二、三型华南暖区暴雨的位涡演变及雨带间的相互作用34-55
• 5.1 位涡的定义34-36
• 5.2 二型暖区暴雨中的位涡分析36-45
• 5.2.1 等熵位涡的水平传播36-37
• 5.2.2 位涡的传播与暖区暴雨37-40
• 5.2.3 暖区雨带与锋面雨带的结构以及差异40-42
• 5.2.4 质点在移动过程中位涡的演变42-45
• 5.3 三型暖区暴雨中的位涡分析45-53
• 5.3.1 等熵位涡的水平传播45-47
• 5.3.2 位涡的传播与暖区暴雨47-48
• 5.3.3 暖区雨带与锋面雨带的结构以及差异48-51
• 5.3.4 质点在移动过程中位涡的演变51-53
• 5.5 小结53-55
• 第六章 二、三型华南暖区暴雨中尺度结构分析55-63
• 6.1 水平涡度的计算55-56
• 6.2 二型暖区暴雨的水平涡度分析56-59
• 6.3 三型暖区暴雨的水平涡度分析59-61
• 6.4 小结61-63
• 第七章 结论与展望63-65
• 7.1 主要结论63-64
• 7.2 问题与展望64-65
• 致谢65-66
• 参考文献66-70
• 硕士期间科研工作情况70

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