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局地暴雨中的自组织过程

李春虎  
【摘要】:应用自动站、多普勒雷达、卫星云图、常规天气图和NCEP/NCAR 1°×1°的网格点资料,分析了2006年7月27日山东半岛东部致灾暴雨中的自组织过程;探索了热带低压倒槽、高空西风槽和副热带高压等天气尺度环境场对云团自组织的作用。用一个准地转正压涡度方程模式,数值研究了随机分布的多个小尺度涡对涡旋自组织的影响。研究了负排熵指数的自组织。在多个例的基础上,提炼了自组织发生发展的若干预测判据,并用这些判据开展了暴雨事件的预测应用研究,取得了好的效果。 主要进展如下: (1)发现局地暴雨中云团自组织存在阶段性特征,即一次局地暴雨过程并不是一次云团的自组织完成的,而是多次自组织完成的。如在2006年7月27日山东半岛东部致灾暴雨过程中,可清楚识别出4次云团的自组织。 (2)发现不同尺度系统的相互作用对自组织有重要影响。这里,不同尺度系统既包括比中尺度云团大的天气尺度系统,也包括比中尺度云团小的小尺度的系统。前者包括高空西风槽、热带低压倒槽和副热带高压,它们提供了云团自组织的环境场条件;后者包括随机分布的小尺度的系统,它们提供了云团自组织的微环境场条件。以往同类研究中、小尺度系统系人为给定的;本文中、小尺度系统系随机生成的,减少了人为性。随机分布小尺度涡的引进,可导致自组织终态的差异。 (3)把自组织理论和耗散结构理论的工作思路结合起来,结果显示,负排熵指数自组织的区域清楚地反映了暴雨的落区,可为对流性暴雨中心落区预报提供有益的信息。 (4)在分析2000-2007年夏季卫星云图资料的基础上,发现山东省区域性或大范围暴雨天气过程中,产生暴雨的中尺度云团的发展演变经历了由无组织到有组织、由不规则云形到规则云形的过程。得到了云团的自组织的若干判据,并在业务中初步应用。


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