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东北地区积层混合云个例的观测及模拟研究

黄天戈  
【摘要】:积层混合云是我国主要的降水云型之一,它的动力和热力特征比单一的层状云或对流云都要复杂,对于积层混合云系的研究,不仅有助于提高对该类型降水的预报水平,也能为人工影响天气工作提供理论依据。 本文通过对2010年7月1日积层混合云过程进行观测分析,使用常规天气资料和多普勒天气雷达资料,从卫星云图、雷达反射率因子、径向速度场、热力条件等方面阐述了此次天气过程的一些微观特征,随后通过使用NCEP全球再分析资料,WRF模式进行数值模拟,选取了三个时间段,分析了积层混合云从形成到消散的过程,从动力和热力方面初步的阐述了此次积层混合云的形成机制。 通过对一次典型积层混合云过程的观测及数值模拟研究,得到以下一些结论:从雷达回波图上看,云系呈西南—东北向分布,在大片的层状云回波中,有数个强对流中心,表现为积层混合云的回波特征,最大回波强度在40dBz左右; 无论是对流云嵌入层状云中,还是对流云之间的跨接并合,都有非常明显的水汽交换过程存在,此次过程中,积云形成之后,并没有立刻发展起来,云内最大含水量在0.8g/kg左右,云内上升气流小于10m/s,而当积云后部大片层云发展到积云上空时,随之带来了充足的水汽环境,改变了该地区高低空辐合辐散场的配置,造成积云嵌入层云之中。对流云在形成及发展过程中,云内的上升气流都为斜升气流,当系统发展到最强阶段时,云内上升气流转为直升气流,随后系统不断减弱。 从稳定性上分析,此次过程属于潜在不稳定型,非常容易通过外力抬升,形成积层混合云;从假相当位温θse和对流有效位能CAPE来看,ese随着高度递减,有利于对流不稳定的发展,整个过程中CAPE都比较小。分析能量交换情况,处于能量的积聚区内的对流单体,不断发展,而处于能量传输的不利位置上的对流单体,则强度逐渐减弱而被并合。可以看出,能量的传递对于积层混合云中嵌入对流的并合和分裂,是存在作用的,这需要更多个例的验证。


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