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《南京气象学院》 2002年
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武汉98721强降水数值模拟研究

王孝波  
【摘要】: 本文利用中科院大气所的三维强降水对流云模式,对1998年7月21日早晨发生在武汉的梅雨锋强降水个例进行模拟,同时选择了1999年发生在陕西省旬邑的强降水个例进行对比,分析了梅雨锋降水与一般的强对流云降水有何区别,研究暴雨形成的云物理机制。通过与实际观测资料进行对比可知,本文所用模式对对流性强降水云的云体发展结构、降水量等都有较好的模拟能力。根据两个例的模拟结果对比分析可得出以下结论: 1)与旬邑个例相比,武汉个例云体不仅仅为单纯的积云,到后期由积云发展为积层混合云,云顶较一般梅雨锋降水云顶高,但不如旬邑个例那么高,云中上升气流速度也不大,但云体维持发展的时间较长。武汉个例地面为液态降水,降水分为对流云降水和积层混合云降水,降水强度不大,但降水时间较长,地面累积降水总量很大。旬邑个例地面固液态降水均有,整个模拟时段内都为对流性降水,降水强度很大,但降水时间不长,累积降水总量不大。 2)分析了强降水发生的云物理过程,结果表明,云物理过程对局地对流性强降水的产生是有重要影响的。武汉个例雨水的形成主要是暖雨过程,云中各种水成物含水量峰值都不大,但维持时间较长,累积产生量较大,向雨水的转化量也较大,冷雨过程中霰的贡献最大。而旬邑个例雨水的形成以冷雨过程为主,其中霰和冻滴的贡献都很大,虽然各水成物含水量峰值都比较大,但维持时间不长,累积产生量较少,向雨水的转化量也较少。 文中还对辐合及湿度两个环境场对武汉个例云及降水的影响进行了模拟,得到以下几点认识: 1)低层辐合场的存在对云体发展和降水都是有利的,尤其是在对流性降水阶段非常有利,它可以增大云中上升气流速度,使云体维持发展的时间更长,还可以显著增大地面降水强度,总体来看对暖云过程和冷云过程形成雨水都有利,可以使地面累积降水总量增加。 2)低层大气湿度较大非常有利于云和降水,尤其是700hPa以下大气湿度较大作用更为明显。略为减小大气湿度后云中上升气流速度和降水强度就有明显减小,冷云过程和暖云过程形成雨水的量都显著减小,地面累积降水总量 减少很多。 3)进一步的模拟试验可以看出,在去掉辐合场的同时降低低层大气湿度后, 武汉个例云及降水的发展趋势基本和旬邑个例类似,可见大气层结和辐合场对云 和降水的发展与维持是非常重要的,武汉这次强降水的时间较长且累积降水总量 大与低层大气湿度和辐合场的共同作用密切相关。
【学位授予单位】:南京气象学院
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2002
【分类号】:P426.62

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【参考文献】
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