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气旋性降水与台风性降水的数值模拟及特征分析

王巍巍  
【摘要】:本文采用地面高空常规观测资料,以及NCEP全球谱模式资料,利用中尺度 数值模式MM5(V3) ,分别对发生在江苏启东地区的强降水过程和“云娜”台风 登陆及降水情况进行数值模拟和诊断分析,并对两次降水过程中的动力、热力场 进行比较。 2002年8月15-16日发生在江苏启东地区的强降水是一次局地性很强暴雨 过程,是在我国中部普遍降水的形势下发生的。在模拟较理想的基础上,利用数 值模拟输出的高分辨率的时空资料探讨此次暴雨过程发生发展的特征和机理。分 析结果表明:本次暴雨的主要影响系统为切变线上发展起来的β-中尺度涡旋, 该涡旋越过长江,移动到江苏启东地区,在该地区加深发展,引起强上升运动, 形成一条贯穿整个对流层的位涡柱,造成强降水。研究中发现在这次暴雨过程中 存在着明显的局地环流,风向有随时间呈顺时针旋转的特征。本文还深入讨论了 暴雨发生过程中水平风分量、温度、相对湿度等物理量的逐时变化,探讨了海风 发生时,对这些物理量的影响。针对这次暴雨落区的局地性和启东地形的特殊性, 做了关于地形的敏感性试验。试验结果显示:无地形影响时,该地区的降水有大 幅的削减。 本文还对2004年8月在浙江登陆的强台风“云娜”进行了数值模拟,对台 风降水落区、风场、台风中心结构等方面进行分析,发现:(1) 台风处在均匀的 洋面时,台风内部结构较为均匀,登陆前或者登陆后,受地形等因素的影响,台 风逐渐变得不对称;(2) 本次台风降水主要分布在台风行进路径的前方或右侧, 降水的落区与850hPa的风速高值区有很好的对应关系。 结合两种不同性质降水的模拟结果,通过计算动力、热力参数对暴雨发生时 的动力、热力场进行了比较。得到以下结论:与台风性降水相比,气旋性降水在 强盛时产生的上升运动、辐合辐散的强度可大于前者;台风降水的等相当位温的 垂直剖面呈明显的鞍形场分布,降水区对应着高层等相当位温线的下伸区。进一 步研究发现,台风性降水和本次局地气旋降水的对流层低层都存在着对流不稳定 和对称不稳定,而气旋性降水的对流层高层也存在着不稳定区域。


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