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《中国气象科学研究院》 2008年
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北京地区夏季暴雨的中尺度对流系统及环境条件的观测分析

赵玮  
【摘要】: 利用北京地区高时空分辨率的地面自动站资料、微波辐射计资料、风廓线数据、多普勒雷达数据、卫星云图和TBB资料、3小时一次的原始报文数据以及6小时一次的NCEP再分析资料等,对北京地区2006年7月31日(第一场暴雨)和8月1日(第二场暴雨)接连下的两场暴雨进行细致的观测对比分析。 (1)分析表明:500hPa西来河套槽东移过程中的两个不同发展阶段,即加深的槽和切断为低压槽,分别是北京7月31日和8月1日两场暴雨的主要天气尺度影响系统。两场暴雨具有相似的大尺度环流背景,但是8月1日水汽的远距离输送以及干冷空气与暖湿空气在北京的对峙要比前一天明显减弱,即形成全北京范围扰动的环境条件已经减弱。第一场暴雨是典型的华北低槽冷锋暴雨,而第二场暴雨是低压槽控制下的对流活动的产物,而非全区域性暴雨。 (2)通过对两场暴雨的雨团特征进行分析发现,两场暴雨都有明显的中-β尺度活动特征,历时短、强度大,最强降水出现在城区是其共同特点。同时,两场暴雨的中尺度特征具体表现又有明显不同,分别表现在影响范围大小、形状、移动路径、生命史及影响时段等方面。第一场为面状、范围较大,由一个直径60km左右的较大雨团自西南向东北连续移动所产生,暴雨出现在上午,雨团生命史5-6小时;第二场为线状、范围相对要小,是孤立小雨团(直径约20-30km)移动或新生所产生,自西北向东南成线状排列。第二场暴雨出现在午后到傍晚,雨团生命史更短、约3小时。 (3)利用卫星云图、TBB资料、多普勒雷达资料以及地面自动站资料对两场暴雨的中尺度系统进行分析发现,两场暴雨均由中-β尺度对流系统引起,第一场暴雨的中-β尺度对流系统是冷锋云系与副热带高压西北边缘暖湿云带近距离交汇处产生后发展影响北京,第二场暴雨的中尺度对流系统是冷涡内午后热对流引发的飑线。通过雷达和地面自动站的分析可知,两场暴雨对流回波有组织的发展是与地面中尺度辐合线的发展相联系的。 (4)利用海淀和观象台的微波辐射计对两场暴雨发生的局地物理条件进行分析,发现云底温度在暴雨发生前数小时急剧增长,相对湿度维持较高、达90%以上,水汽含量以及总液水含量在暴雨即将发生前成倍激增等现象。在直线距离约32km的海淀和观象台两地点,上述物理量在第一场暴雨中的变化同时发生、而在第二场暴雨中的变化存在时间位相差,说明7月31日云系的发展具有一定范围和系统性,降水不是非常局地,相比之下8月1日的云系发展和降水更为局地。 (5)利用对流层低层风廓线已观测数据,分析暴雨发生前后局地对流层低层水平风的垂直变化和时变特征,发现两场暴雨发生前对流层低层局地水平风的变化特征是有明显不同的,尽管两场暴雨的发生都与局地边界层内短时(数小时)偏东风的建立有关。7月31日暴雨前数小时,偏东气流建立、风向随高度顺转,在1500-1800m和300-600m分别为上下两个东风大值层,1500-1800m层东风是对流层低层切变线北侧的系统性东风,而300-600m层东风与局地环流有关。其中1500-1800m层偏东风在暴雨发生前1小时迅速向上扩展接近3000m,使偏东风垂直层在暴雨即将发生时变得更加深厚。第二场暴雨前发生4-5个小时,900m以下的近地面层首先出现东南风,之后东南风逐渐向上发展达到1200m高度。与第一场暴雨发生前偏东风相比,第二场暴雨东南风垂直厚度相对浅薄、风速相对要小、偏东风风向随高度的变化亦缺乏系统性。 (6)利用高时空分辨率的微波辐射计数据设计计算了20分钟的CAPE值以及1小时间隔的LCL值。结果显示,暴雨发生期间,抬升凝结高度在950hPa-970hPa层间有小幅升降变化,并不是总维持在一个高度上,小幅升高伴随着降水率的降低;抬升凝结高度比较显著的升高伴随着暴雨的结束。两场暴雨发生前300hPa以下大气层中均有较大的正CAPE(2000-3000J/kg),7月31日暴雨前的正CAPE值比8月1日暴雨前的更大,这或许是7月31日暴雨比8月1日暴雨强度更强的原因之一。两场暴雨过程中都存在着对流层深厚层次CAPE的释放与再聚集与再释放过程,整层CAPE释放大约为1-1.5小时;对流有效位能CAPE的大值出现在对流层中高层(5.5-10km),对流层中下层(1.5-5.5km)能量值次之,对流层低层(1.5km)以下的能量值最小。 (7)分析认为,500hPa河套西来冷槽东移过程中,槽前低层850hPa中尺度暖式切变线由南向北京的逼近和地面倒槽中石家庄到北京之间的β中低压环流的生成,在时间和垂直空间上的耦合发生,是直接诱发7月31日第一场暴雨的成因。在高空低压槽后部,低层暖平流的环境里,北京特殊地形条件下,午后北部、西部山区迎风坡孤立的对流系统生成,在对流层中低层中尺度正涡度扰动影响下有组织地发展为飑线并向东南移动,引发了8月1日第二场暴雨。 (8)另外,从暴雨发生时及前后局地各物理变量的演变特征中,发现一些对北京地区暴雨或明显降水临近预报具有一定先兆意义的特征,可为强降水短时临近预报提供有意义的指示因子。即:云底显著下降至500-600米且对流层低层(至少是边界层)出现一致的偏东风,预示未来几小时出现较明显降水的可能性大;若再伴有气柱液态水的成倍激增,预示未来数十分钟出现暴雨的可能性很大。在天气监视和预报中可给与关注。
【学位授予单位】:中国气象科学研究院
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2008
【分类号】:P458.121.1

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【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 ;初论西风带和热带辐合带环流系统的相互作用[J];大气科学;1977年02期
2 陈红,赵思雄;第一次全球大气研究计划试验期间华南前汛期暴雨过程及其环流特征的诊断研究[J];大气科学;2000年02期
3 张庆云,陶诗言,张顺利;1998年嫩江、松花江流域持续性暴雨的环流条件[J];大气科学;2001年04期
4 孙建华,赵思雄;华南“94·6”特大暴雨的中尺度对流系统及其环境场研究 Ⅱ.物理过程、环境场以及地形对中尺度对流系统的作用[J];大气科学;2002年05期
5 高守亭,赵思雄,周晓平,孙淑清,陶诗言;次天气尺度及中尺度暴雨系统研究进展[J];大气科学;2003年04期
6 张小玲,陶诗言,张顺利;梅雨锋上的三类暴雨[J];大气科学;2004年02期
7 孙建华,张小玲,齐琳琳,张高英,赵思雄,陶诗言;2002年中国暴雨试验期间一次低涡切变上发生发展的中尺度对流系统研究[J];大气科学;2004年05期
8 孙继松;北京地区夏季边界层急流的基本特征及形成机理研究[J];大气科学;2005年03期
9 孙继松;王华;王令;梁丰;康玉霞;江晓燕;;城市边界层过程在北京2004年7月10日局地暴雨过程中的作用[J];大气科学;2006年02期
10 张苏平;李春;白燕;雷小途;;一次北方台风暴雨(9406)能量特征分析[J];大气科学;2006年04期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 徐光清;丁霞;郝莹;;地形对对流参数特征影响研究[J];安徽农业科学;2007年35期
2 吴照宪;;皖南山区一次特大暴雨过程的多尺度天气分析[J];安徽农业科学;2008年09期
3 马吉红;潘晓滨;;1次江淮大暴雨中尺度系统的数值模拟与诊断分析[J];安徽农业科学;2008年11期
4 张杰;杨瑞峰;贾汉奎;袁超;王继鹏;;一次致洪大暴雨分析[J];安徽农业科学;2008年12期
5 刘小弟;汤达章;;“格美”台风暴雨的多普勒动力分析[J];安徽农业科学;2008年13期
6 易军;寿绍文;王玉昆;;江淮地形对一次梅雨锋暴雨影响的数值模拟试验[J];安徽农业科学;2008年31期
7 张震;汪翔;黄鹤;;台风暴雨监测分析[J];安徽农业科学;2009年03期
8 刘强军;;山西夏季降水及其对太行山农业的影响[J];安徽农业科学;2009年03期
9 胡五九;王俊;金华星;汪丽明;;利用T213物理量资料制作滁州市暴雨预报系统[J];安徽农业科学;2009年06期
10 柴瑞;王振会;张其林;冯民学;;基于对流参数的雷暴潜势预报方法对比分析[J];安徽农业科学;2009年08期
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1 董海萍;邓辉;岳琨;;2007年6月广西柳州一次特大暴雨天气的成因分析[A];2012北京气象学会中青年优秀论文评选论文集[C];2012年
2 饶晓琴;;2010年7月18—21日西南涡北上型暴雨过程诊断分析[A];2012北京气象学会中青年优秀论文评选论文集[C];2012年
3 董海萍;倪娜;洪凯;张秀丽;;MM5模式对2008年1月25—30日我国南方强冰雪过程的数值模拟[A];2012北京气象学会中青年优秀论文评选论文集[C];2012年
4 董海萍;赵思雄;曾庆存;;低纬高原地区一次强降水过程的中尺度雨团数值模拟研究[A];2012北京气象学会中青年优秀论文评选论文集[C];2012年
5 董海萍;赵思雄;曾庆存;;低纬高原地形对强降水过程影响的数值试验研究[A];2012北京气象学会中青年优秀论文评选论文集[C];2012年
6 张一平;牛淑贞;席世平;梁俊平;;东北低涡槽后型河南省强对流天气物理量特征[A];经济策论(下)[C];2011年
7 付伟基;李振锋;仵建勋;王俊;;豫西地区一次致洪暴雨的水汽输送特征分析[A];经济策论(下)[C];2011年
8 肖杰;张新刚;卢学锋;张珍;李艳红;;一次副高边缘局地大暴雨的诊断分析[A];经济策论(下)[C];2011年
9 黄治勇;徐桂荣;王晓芳;唐永兰;;地基微波辐射资料在强对流天气潜势分析中的应用研究[A];暴雨新型探测资料应用技术研讨会论文集[C];2011年
10 田莹;叶成志;李红莉;唐杰;;基于LAPS资料的2011年湖南首场强暴雨过程中尺度特征分析[A];暴雨新型探测资料应用技术研讨会论文集[C];2011年
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1 朱先德;登陆后不同路径再入海台风的观测分析与数值研究[D];中国海洋大学;2010年
2 汪小康;对一次大别山中尺度强对流系统的水分循环过程和非绝热加热过程的分析研究[D];南京大学;2011年
3 吴耀兴;长沙市城区热岛成因及绿地系统缓解热岛效应研究[D];中南林业科技大学;2010年
4 丛春华;热带气旋远距离暴雨的研究[D];中国气象科学研究院;2011年
5 钟水新;东北冷涡结构特征及其强降水形成机理研究[D];中国气象科学研究院;2011年
6 廖荣伟;中国东部季风湿润区大气水分收支特征的研究[D];中国气象科学研究院;2011年
7 潘维玉;梅雨锋低涡暴雨位涡动力学研究[D];南京大学;2011年
8 肖天贵;东亚夏季风年代际变化的波包传播特征及其影响研究[D];南京信息工程大学;2011年
9 李春虎;局地暴雨中的自组织过程[D];南京信息工程大学;2011年
10 杨成芳;渤海海效应暴雪的多尺度研究[D];南京信息工程大学;2010年
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1 王敏;MTSAT卫星云图中对流初生的自动预报算法研究[D];中国海洋大学;2010年
2 张程明;一次秋季台风暴雨的机制研究[D];兰州大学;2010年
3 杨晓磊;基于CORS系统的区域大气水汽含量的研究[D];昆明理工大学;2010年
4 王明天;乐山市气象灾害监测预警分析平台的设计与实现[D];电子科技大学;2010年
5 马兰艳;基于GIS的多尺度洪涝灾害风险评估模型的设计与实现[D];首都师范大学;2011年
6 祝丽娟;MJO与南海热带气旋活动的关系[D];中国气象科学研究院;2011年
7 汪会;江淮地区降水和对流特征以及MCS天气条件:梅雨期与梅雨前、后期对比分析[D];中国气象科学研究院;2011年
8 徐珺;热带扰动引发的华南特大暴雨个例分析[D];中国气象科学研究院;2011年
9 陈双;弱天气尺度背景下的雷暴增强和新生的机理研究[D];中国气象科学研究院;2011年
10 万夫敬;南京地区降水预报研究[D];南京大学;2011年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 方宗义;THE PRELIMINARY SYUDY OF MEDIUM-SCALE CLOUD CLUSTERS OVER THE CHANGJIANG BASIN IN SUMMER[J];Advances in Atmospheric Sciences;1985年03期
2 赵力,赵思雄;Numerical Experiments of Meiyu(Baiu) Rainfall by Quasi-Lagrangian Limited Area Model with Terrain[J];Advances in Atmospheric Sciences;1995年01期
3 张人禾;来自印度季风区的水汽输送与东亚上空水汽输送和中国夏季降水的关系(英文)[J];Advances in Atmospheric Sciences;2001年05期
4 平凡 ,高守亭 ,王会军;两种不同积云参数化方案对1998年中国夏季洪涝灾害数值模拟的比较研究[J];Advances in Atmospheric Sciences;2003年01期
5 李麦村;重力波对特大暴雨的触发作用[J];大气科学;1978年03期
6 李冀,杜行远,刘克武,叶笃正;背风波形成的非线性数值试验及其对降水的影响[J];大气科学;1978年03期
7 丁一汇,蔡则怡,李吉顺;1975年8月上旬河南特大暴雨的研究[J];大气科学;1978年04期
8 雷雨顺,吴宝俊,吴正华;用不稳定能量理论分析和预报夏季强风暴的一种方法[J];大气科学;1978年04期
9 陶诗言,丁一汇,周晓平;暴雨和强对流天气的研究[J];大气科学;1979年03期
10 孙淑清,翟国庆;低空急流的不稳定性及其对暴雨的触发作用[J];大气科学;1980年04期
中国硕士学位论文全文数据库 前2条
1 戴廷仁;东北地区暴雨、强对流天气的数值模拟诊断研究[D];南京气象学院;2003年
2 王健;辽宁地区暴雨强对流天气的数值模拟与诊断分析[D];南京信息工程大学;2005年
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 白慧;吴龙;;安顺地区暴雨日数年际变化的气候特征[J];贵州气象;2011年02期
2 张蓝蓝;;海南岛5月暴雨的异常与马来半岛的夏季风[J];中山大学学报论丛;1993年01期
3 刘佃美,白玉荣;临沂市汛期暴雨与旱涝[J];气象;1999年04期
4 祁宦;;近50年安徽淮北平原降水变化特征分析[J];中国农业气象;2009年02期
5 刘志园;;阿荣旗一次大暴雨过程分析[J];现代农业科技;2010年07期
6 宁海文,刘宇;汉中市汛期暴雨与旱涝关系[J];陕西气象;2000年01期
7 顾欣;田楠;潘平珍;;黔东南暴雨气候特征及其地形影响[J];气象科技;2006年04期
8 蒋珍姣;;桂林市近10年暴雨的特征分析[J];农技服务;2009年10期
9 刘辉;孟祥君;;近41年黑龙江省暴雨日数变化的时空特征分析[J];干旱区资源与环境;2010年09期
10 唐洁;曹明会;周静;;高要市暴雨天气气候特征分析及其对农业生产的影响[J];安徽农业科学;2011年01期
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1 郭立平;陈敏;;冀中廊坊市暴雨的精细化分布及其影响特征[A];第28届中国气象学会年会——S7城市气象精细预报与服务[C];2011年
2 裘杭培;李恭彪;;台州市暴雨气候特征统计分析[A];第八届长三角气象科技发展论坛论文集[C];2011年
3 祁东平;李子进;李芳;汪应琼;陈晨;曹玉华;;近40年鄂西南暴雨的气候特征分析[A];第27届中国气象学会年会灾害天气研究与预报分会场论文集[C];2010年
4 周小云;;近59年来广州市暴雨的变化特征[A];第27届中国气象学会年会灾害天气研究与预报分会场论文集[C];2010年
5 黄增俊;黄芳;;来宾市暴雨时空分布特征[A];2008年广西气象学会学术年会论文集[C];2008年
6 苗爱梅;逯张禹;;山西暴雨的时空分布及流型配置[A];第28届中国气象学会年会——S4应对气候变化,发展低碳经济[C];2011年
7 闫小利;赵明;;焦作暴雨气候特征及天气分型[A];经济策论(下)[C];2011年
8 李海燕;申晓村;陈光涛;;鄂东地区汛期暴雨气候特征和变化规律分析[A];第27届中国气象学会年会应对气候变化分会场——人类发展的永恒主题论文集[C];2010年
9 刘火胜;赵卓勋;刘银秀;文海松;;荆州市暴雨气候特征分析[A];2008年湖北省气象学会学术年会学术论文详细文摘汇集[C];2008年
10 黄晓俊;夏恒;杨明;宋应刚;;贵定暴雨日特征分析[A];贵州省气象学会2010年学术年会论文集[C];2010年
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1 记者 张兴军;小浪底周边降水渐增[N];新华每日电讯;2010年
2 本报记者 华凌;未来百年我国气候到底是啥样[N];科技日报;2005年
3 本报记者 吴越;强降水成我国重要致灾因素[N];中国气象报;2008年
4 中国气象局国家气候中心主任 宋连春;今冬千年极寒不会到访[N];健康报;2010年
5 建设部部长 汪光焘;天气气候、环境与城乡规划[N];中国气象报;2003年
6 廖要明 叶殿秀 王凌 邹旭凯 高歌 王遵娅 曾红玲 何文平 陈峪 肖风劲 张培群 郭战峰 张祖强;2010,本世纪以来我国气候颇为异常的一年[N];中国气象报;2011年
7 记者 郭习松 通讯员 王章敏 杨夏;湖北气候变脸 武汉更宜居住[N];湖北日报;2009年
8 记者 贾玲;千方百计确保安全度汛[N];南充日报;2009年
9 记者 丁园;去年省城极端天气“扎堆儿”登场[N];山西日报;2010年
10 本报记者 王建忠 通讯员 郭丽敏;小浪底水库蓄水 生态效益凸显[N];中国气象报;2010年
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1 殷剑敏;南昌市暴雨积涝模拟及气候风险评估研究[D];南京信息工程大学;2013年
2 段春锋;东北冷涡的气候学特征、效应及其影响因素[D];南京信息工程大学;2012年
3 郝立生;华北降水时空变化及降水量减少影响因子研究[D];南京信息工程大学;2011年
4 谌芸;青藏高原东北部地区大到暴雨天气过程的研究[D];南京气象学院;2004年
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1 池亚飞;中国东部林区近50年降水的完整序列建立与特征分析[D];内蒙古大学;2013年
2 魏铁鑫;东北冷涡暴雨的水汽输送特征及水汽源地的水汽贡献分析[D];南京信息工程大学;2013年
3 程华琼;淮河流域暴雨的时空变化及成因和预报物理模型[D];中国气象科学研究院;2004年
4 刘燕;重庆市洪灾及防灾减灾系统研究[D];西南大学;2009年
5 冷春香;中国汛期雨型和暴雨日数的时空分布规律及其成因研究[D];中国气象科学研究院;2003年
6 郭雪梅;山西省近45年地面气候变化及其城市化影响研究[D];兰州大学;2006年
7 陈茜;中国三大城市群近60年分级降水变化趋势分析[D];南京信息工程大学;2012年
8 张焱;华南前汛期暴雨的时空变化及其成因[D];南京信息工程大学;2007年
9 张婷;华南地区强降水概率分布特征及环流背景[D];中国气象科学研究院;2008年
10 韦威;基于GIS的公路地质灾害分区研究[D];长安大学;2008年
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