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海陆风与暴雨的诊断分析和数值试验

李进  
【摘要】:首先利用秦皇岛地区5个测站2005-2009年的每日逐时地面温度、海平面气压、地面水平风场资料,对秦皇岛地区的海陆风进行了统计和分析,讨论秦皇岛地区的地面风场,确立海陆风风向,并得到地面气温、海平面气压以及海陆风风向、风速的平均日变化特征。在此基础上,利用秦皇岛站和抚宁站2009年夏季6-8月每日两次的降水资料,对两站的海陆风与暴雨进行了诊断分析。最后利用含水汽凝结潜热的二维非静力平衡方程模式,对5种不同的海陆下垫面加热场和5种不同的凝结潜热系数k进行了海陆风的数值试验,得到一些重要结果: 1、海风最大值和海平面气压最低时间全年分别滞后于地面气温最暖时间分别为0和0-4小时,且气压最低值时间滞后于海风最大值时间仍为0-4小时。地面气温场的高温引起最强的海风和海平面气压场的低压,且海平面气压场向地面风场适应。 2、海风风速最大值出现在春季,而陆风风速最大值出现在冬春季,且陆风弱于海风。 3、在暴雨发生前1-3天出现相对高温天气,有一个较大海风风速且持续1-4天的海风过程和有1-4天的低压。 4、(1)当海陆下垫面加热位置靠近和远离海岸时,海陆风环流中心位置同样靠近和远离海岸,且两者海陆风地面风场和垂直速度同时分别增大和减弱,海陆风环流也分别增大和减弱;(2)当陆面双加热海面单加热和海陆面均为双加热时,两者的海(陆)风环流都分别向陆(海)面扩展,但对应的地面风场和垂直速度减小,且后者更小,对应海陆风环流强度减弱,且后者更弱。 这些结果对秦皇岛地区暴雨和海陆风形成和发展提供了坚实的基础,并对其预报提供了改进的线索。同时深化对沿海城市群和高城市化的地区的海陆风环流的认识,对该地区海陆风环流预报有重要的指示意义。


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