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中尺度辐合线对强天气影响分析与模拟试验

徐亚钦  
【摘要】:浙江省作为强对流天气灾害频繁地区,每年都会遭受强度流灾害天气,为了能深入了解中尺度辐合带对强对流天气发生、发展的影响机制。本文对影响浙江地区的多个强对流个例进行分析,并进一步通过矢量风反演和外推试验希望能得到一个较为定量的风暴外推结果,最后通过数值模拟来分析风暴前沿辐合带的具体结构、成因和作用机理,为精细化强对流天气研究提供科学依据。分析研究的结果表明: 对个例进行分析并通过Shuman-Shapiro滤波进行尺度分离后可以发现,回波发展前沿存在着较为明显的辐合线区域,辐合的效果可以很大程度上反应出回波的发展趋势。进一步统计表明辐合中心(辐合线)和未来风暴的平均匹配率为62.7%,而存在辐合线的情况下匹配率为78.6%,这也进一步证实对流风暴前沿的辐合区域对浙江东部沿海地区未来风暴的发生、发展有着重要作用。通过改进TREC法反演风暴运动矢量风得到的结果整体较为稳定,并基于地面辐合场这一因素对风暴进行外推,结果和实况场有较好的对应。对模拟的辐合带结构分析表明,在水平上该辐合带呈倒“F”型,之后逐渐变为两段弧形;在垂直层上该辐合带从边界层风暴前沿一直倾斜延伸到风暴顶部,并分存在两个辐合中心,在辐合带前沿和辐合之间也产生了明显的次级环流圈。并且高位涡低相对湿度的干侵入气流从对流层定附近一直入侵到云内高相对湿度垂直上升区。它不仅影响了云内气流的热力结构,而且也加强了云内下沉气流的发展。同时高能舌沿着上升气流从边界层一直延展到云内,在云内上升气流和下沉气流汇合的同时在动力强迫和热力强迫共同作用下也形成了一较小尺度环流圈。在风暴外部右侧是低层高0e区,中层低θe的不稳定区,风暴的移动不断触发了风暴前不稳定能量的释放,使风暴的运动和发展得以维持。


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