陕西渭北中尺度对流系统雷达观测和数值模拟研究

【摘要】： 为了研究陕西渭北地区中尺度对流系统(MCS)的活动规律,本文根据陕西渭北711型数字化雷达2000～2006年5～9月的观测资料,把335例中尺度对流系统(MCS)组织演变的模型分为3大类(单体、线状、区域型MCS)9小类(少动单体、移动单体、合并单体、拖曳层状、先导层状、平行层状、断裂线状、非嵌入区域和嵌入区域型MCS),分类统计了各类MCS的天气形势、出现频次、日变化、生命史、水平尺度、回波移动速度和灾情等特征;为提高对渭北中尺度对流系统的模拟能力,应用WRF中尺度数值模式对陕西渭北一次强降雹MCS个例进行了模拟,分析了不同显式云物理方案对渭北MCS模拟的影响。 研究结果表明: (1)渭北最常见的MCS组织类型为区域型MCS和单体MCS。单体MCS的活动时段为11～21时,线状和区域型MCS在24小时内都可发生,但主要发生时段分别为13～21时和10～17时。少动单体MCS的平均生命史最短,非嵌入区域MCS平均生命史最长。拖曳层状MCS的平均移动速度最高大。 (2)单体MCS的灾情最轻;线状MCS的降雹概率最高,受灾面积广,灾情最重。非嵌入区域MCS产生区域降雹重灾次数最多,其次为拖曳层状和嵌入区域MCS。 (3)7种显式云物理方案模拟结果都在陕南出现了虚假的强降水中心,WSM6方案模拟的渭北和陕北的6h累积降水与实测最为接近。各显式方案模拟的24h累积降水量的强度和范围在陕北地区与实测接近,在渭北地区的雨区都偏小,其中Thompson方案模拟24h累积降水在陕北和渭北地区模拟的降水范围和降水量与实测值最为接近。WSM6对渭北地区的每小时模拟降水量的强度和降水落区与实测相比,优于其它方案的模拟结果。 (4)各方案模拟西安探空曲线与实测探空曲线都非常接近,WSM3方案模拟的沙氏指数与实测最为接近。