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《南京气象学院》 2003年
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西北地区沙尘暴天气过程的中尺度数值模拟及诊断分析

王建鹏  
【摘要】: 本文以实况资料作初始场,对西北地区2001年4月8~9日强沙尘暴天气过程的天气形势、风场和温度场进行数值模拟,模拟效果比较理想。并以输出的各预报量作了诊断分析,结果显示:①本次沙尘暴天气过程属于西北路径强冷空气入侵河西走廊引发的锋后偏西大风造成的,有利的气候背景是本次沙尘暴发生的基础。②大气斜压性强,系统深厚。高空冷槽及高空强锋区直接诱发了冷空气的爆发,动量下传作用、深厚的系统及有利的高低空配置是沙尘暴的天气诱因。500hPa强锋区、700hPa切变和锋前中尺度系统的强弱及位置变化是沙尘暴天气发生发展到减弱的直接原因。③地面冷高压、地面气旋及冷锋是造成本次沙尘暴天气的主要地面天气系统。地面冷高压及冷锋为沙尘暴天气的发生提供了风力条件,而中尺度气旋使冷锋前后气压梯度明显增强外,又使所控制的区域增温明显,使锋前辐合上升运动加强,为沙尘暴天气的发生提供了热、动力条件。 利用输出的位温、位势涡度场,对沙尘暴天气进行热动力条件分析,发现本次沙尘暴天气发生在大气层结稳定状态下,位温大值区及位温梯度与地面暖低压的强弱和移动有着很好的对应关系,位涡的水平分布特征和强弱变化对沙尘暴的出现时间和落区有一定的指示意义。对涡度、散度、垂直速度、螺旋度等物理量的水平和垂直分布特征进行对比分析,发现各物理量场在沙尘暴发展的不同时期有着很好的配置,揭示出西北地区沙尘暴天气的形成、发展、消弱的物理机制和中小尺度系统、次级垂直环流对沙尘暴天气发生发展的触发和指示作用。沙尘暴区上空螺旋度垂直分布为高层负值,低层正值,螺旋度大小的演变与沙尘暴的出现有一定的对应关系。对高空东西风场、南北风场的演变进行分析,发现高空急流对沙尘暴发生区有很好的指示作用,强沙尘暴位于200hPa高空急流入口区右侧、500hPa正涡度中心下风方和次级反环流的上升区域内。利用数值模拟试验来研究地形效应,揭示了地形因子在沙尘暴天气的作用,本文通过改变秦岭及河西走廊地形进行数值模拟试验,发现秦岭对此次沙尘暴天气系统影响很弱,而河西走廊地形对沙尘暴天气系统影响较大,河西走廊狭窄地形有利于低层风速加强,为沙尘暴形成提供了有利的地理环境。
【学位授予单位】:南京气象学院
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2003
【分类号】:P445.4

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