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江淮地区三类强风暴结构差异及其成因研究

周后福  
【摘要】:基于江淮地区地面实况、雷达、高空大量的探测资料和强风暴的划分,分析强风暴环境背景场特征,探讨强风暴结构及其差异,总结强风暴天气预警指标,研究强风暴天气形成机制。主要结论:(1)强风暴环境场特征。强风暴发生前的气温和θse上下层之差、近地层垂直风切变、CAPE都有一定的最低阈值,SSI远大于100。大冰雹和狂风风暴还有各自的环境场特征。(2)强风暴结构差异及其解释,最大冰雹直径估测模型的建立。大冰雹风暴一些结构参数略比狂风风暴大,两者都明显大于龙卷风暴,并对三类强风暴结构差异的可能原因给出了解释,建立基于雷达资料的冰雹直径估测模型。(3)从环境场和雷达监测上分别提出预警指标。这些指标包括风暴顶高、最大回波强度、垂直风切变、V1L等参数,大冰雹、狂风和龙卷风暴分别还有各自独特的预警指标。(4)强风暴的作用力估算及其形成机制。对水平方向上的作用力进行估算,表明惯性离心力远大于偏向力,且三类强风暴的惯性离心力有显著差别。大冰雹风暴有强烈的上升和下沉运动,凝结后的冰晶在高层的下沉运动与中下层的上升运动之间不断碰并增长,导致冰雹下降到地面。狂风风暴中伴随的小雨滴,由于雨滴的重力拖曳作用引起气流下沉,尤其在近地层下沉气流汇合时,在地面出现狂风天气。超级单体龙卷在近地面处,下沉气流由降水拖曳和环境空气夹卷进入降水区的蒸发而造成的,在强烈的下沉气流和上升气流交界处附近产生龙卷;非超级单体龙卷的形成相对复杂,逆风区的下沉气流区为龙卷核心区,上升气流区为龙卷产生提供条件,辐合线龙卷是近地层的微气旋在辐合线触发下导致的。


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