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《南京信息工程大学》 2013年
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一次热带气旋远距离暴雨过程形成机理的数值研究

李媛  
【摘要】:2008年7月17日-19日发生在山东省的大到暴雨天气过程是由“海鸥”台风与西风带弱冷空气相互作用造成的。本文利用NCEP/NCAR再分析资料、Fy2D卫星TBB资料、气象台站降水量资料以及WRF模式输出的高时空分辨率资料,对这次远距离台风降水过程进行了分析研究,分析了暴雨中尺度系统水汽场特征、热动力场特征、干冷空气的活动特征以及造成该暴雨过程的中尺度低涡的结构及形成机理;针对台风在这次降水过程中的作用,做了将台风去掉和将鲁中丘陵地形削平的敏感性试验,分析研究了台风和鲁中地形在这次暴雨中的作用。主要结论如下: 1.西风槽、台风、副热带高压及高空急流等系统为降水提供了有利的环境背景场,850hPa上的中尺度低涡和中尺度对流系统是这次暴雨的直接制造者。降水具有明显的中尺度特征,降水区自鲁西南开始随中尺度低涡向东北方向移动。 2.850hPa上的中尺度低涡的形成和发展过程是旧的涡旋中心与新生的涡旋中心合并发展的过程。中尺度低涡形成在强降水发生后,低涡形成前其上空有明显的增温,饱和层深厚,其中心上升运动为主,中尺度低涡形成后其中心转为下沉气流,对流区东移,中尺度低涡维持阶段,下沉运动变强。涡度方程的收支诊断表明,对流层低层的散度项和倾侧项、对流层中层的水平平流项和铅直输送项是正涡度的主要贡献者。倾侧项产生的次级环流对低涡的生成和强降水的维持有重要作用。 3.降水期间有来自于中高纬和中高层的干冷空气侵入过程,干冷空气的侵入起着降温和降湿的双重作用使降水增幅。干冷空气侵入随高度向西倾斜,来自高层的干冷空气将对流层高层高位涡带入低层激发出气旋性环流,同样使降水增幅。雨区始终位于500hPa干区前沿,500hPa位涡大值区对降水的发展和移动有一定的指示意义。 4.降水过程中弱对流不稳定和湿对称不稳定同时存在,且在垂直方向上呈不连续分布。鲁西南降水期间,不稳定区主要分布在对流层中层及200hPa以上;鲁中地区强降水期间不稳定区主要分布在200hPa以下。来自雨区南侧的倾斜上升运动将暖湿空气向北向上输送到雨区上空,并促使不稳定能量释放。 5.暴雨过程主要有两个水汽来源,分别是:西南气流将孟加拉湾和南海的水汽向北输送和副热带高压和台风外围的偏南风将西太平洋的水汽输送到山东地区。随台风环流移近,本来存在的西南气流受台风西侧偏北气流影响转向向东,使其携带的孟加拉湾水汽不能直接输送北上到山东地区。将台风去除后,过程降雨量明显减少,台风在鲁西南和鲁中地区强降水过程中的作用是不同的,在鲁西南降水期间,去掉台风后中尺度低涡减弱,降水区水汽辐合强度减弱,降水量也明显减弱;在鲁中降水期间,去除台风后中尺度低涡增强,降水区水汽辐合也明显增强,但中尺度低涡和降水的维持时间大大缩短,导致了鲁中地区过程降雨量的减少。鲁中丘陵地形对其上空对流层中下层的涡度强度有加强作用,将地形削平后过程降雨量也有所减少,但减少幅度不大,台风对这次降水过程的影响比地形更大一些。
【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】:P458.2;P444

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【参考文献】
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