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《南京信息工程大学》 2011年
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山东半岛冷流降雪天气机理研究

张丰启  
【摘要】:利用常规气象观测、气象雷达、气象卫星和NCEP再分析资料,采用数值模拟和诊断分析等方法,对山东半岛冷流降雪气候特征、冷流强降雪与非冷流强降雪的环流差异、山东半岛冷流降雪的机理、山东半岛局地强冷流降雪的成因、下垫面对环渤海冷流降雪的作用和环渤海冷流系统进行研究。得到以下创新性结果: 1、山东半岛冷流降雪的形成机理:通过分析发现来自北方的强冷空气影响山东半岛,经过较长的渤海暖海面,一方面,在渤海热源的作用下,气流发生气旋性的偏转,有利于上升运动发展。另一方面,冷空气从海洋得到的大量的热量和水汽,在冷气团的低层大气增温增湿形成强的大气层结不稳定(称之为冷流不稳定)。同时,山东半岛沿海巨大的海陆温差产生的陆风与环境风(西北风)相互作用,在山东半岛北部沿岸产生明显的辐合(陆风与环境风作用产生的辐合,称之为陆风辐合),南部沿岸产生明显的辐散(陆风与环境风作用产生的辐散,称之为陆风辐散);北部沿岸明显的辐合上升触发大气低层的不稳定能量释放,在山东半岛北岸产生冷流降雪天气。另外,有利的大尺度天气背景非常重要,边界层若有明显的大尺度辐合系统经过冷流不稳定区域,对冷流强降雪发生非常有利。 2、山东半岛北部冷流降雪中心形成及落区:通过海洋影响环渤海冷流降雪的敏感性试验,揭示了黄海经渤海海峡到渤海的暖水带与环境风(西北风)相互作用,在渤海中部经山东半岛到黄海的东南部产生一条切变线(称之为暖水中心切变线)。暖水中心切变线与山东半岛北部沿岸的陆风辐合带相交叠加,在结合点上使得辐合上升运动局部增强,形成山东半岛北岸冷流降雪的强中心;暖水中心切变线与山东半岛北部沿岸的陆风辐合带的结合点位置就是冷流降雪中心的落区。另外,辽东半岛西海岸陆风辐合系统随气流向南移动,与渤海中部的切变线结合,随暖水中心切变线向下游移动影响山东半岛,使山东半岛北岸冷流降雪中心雪量增加。 3、环渤海冷流系统及其成员的作用:通过环渤海下垫面海洋、海陆分布和地形对环渤海冷流降雪作用的研究,初步提出环渤海冷流系统的概念模型。组成环渤海冷流系统的成员包括:强冷空气,黄渤海暖水,山东半岛陆风辐合,辽东半岛陆风辐合,海洋暖水中心切变线,大尺度低层辐合系统。各成员在环渤海冷流系统中的作用分别是:强冷空气作用是低层不稳定层结形成的必要条件;与陆风作用在沿岸形成小尺度辐合、辐散。黄渤海暖水作用是为冷流降雪提供不稳定能量、水汽来源;是低层大气运动的热源。山东半岛沿岸陆风辐合、辐散作用是在半岛北部沿海辐合上升,有利于产生冷流降雪;在半岛南部沿海辐散下沉,不利于产生冷流降雪。影响海洋暖水中心切变线东西摆动。辽东半岛沿岸陆风辐合辐散作用是在半岛西部沿海辐合上升,有利于产生冷流降雪;在半岛东部沿海辐散下沉,不利于产生冷流降雪。半岛西部沿岸的辐合系统随海洋暖水中心切变线下传到山东半岛,使山东半岛北岸的冷流降雪增大。影响海洋暖水中心切变线东西摆动。海洋暖水中心切变线作用是在切变线附近产生辐合上升,有利于产生冷流降雪。大尺度低层辐合系统的作用是有利于中小尺度辐合系统发展,冷流不稳定能量的释放。
【学位授予单位】:南京信息工程大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:P426.63

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