收藏本站
收藏 | 论文排版

陕西关中强暴雨中尺度对流系统研究

慕建利  
【摘要】: 暴雨一直是业务天气预报服务重点,更是预报难点,在陕西汛期日常预报中暴雨预报就有失败或不理想的状况,因为受特定地理环境影响,陕西暴雨具有历时短、强度大、局地性和突发性强的特征,大气环流表现为不同的形势。所以,要做好陕西的暴雨预报,不仅要研究其普遍性,还要研究其特殊性,加强预报的针对性和预见性,有助于做好防灾减灾等预报服务。 2007年8月8—9日陕西关中暴雨天气过程历时短、强度大、突发性强为历史罕见,暴雨发生前影响系统不明显,关中处于中纬度高压坝控制之中,南部没有急流存在,没有明显的水汽和能量输送,给暴雨的预报带来极大的困难,加之对该类暴雨研究极少,预报员很难找到暴雨预报的着眼点,从而使暴雨的预报出现了较大的误差。为了揭示该类暴雨的发生发展规律,提高该类暴雨的预报准确率,本文以此暴雨个例做为研究对象。在过去研究和实际业务天气预报中发现,研究中NCEP资料等虽然有较好的预报能力,但在时效和获取方面有时存在问题,难于在实际中及时应用,影响研究的应用效果,T213资料对陕西暴雨是有一定的预报能力,产品及时有效,在实时业务天气预报中使用方便。所以,本文综合利用T213(0.5625°×0.5625°)资料和近年来高时空分辨率观测资料(包括地面区域逐时加密观测资料、分钟降水资料、FY—2C卫星、多普勒雷达资料以及分钟地闪等资料),通过天气学分析、动力和热力诊断、数值模拟等方法,对上述个例进行了细致的分析研究,总结了该类强暴雨发生发展的有利环境背景,分析了其形成的可能原因,揭示了强暴雨中小尺度对流系统的发生发展规律、三维结构,特别是暴雨过程中三个大暴雨中心的MβCS(MγCS)的细微结构特征,为该类强暴雨的短时临近预报预警提供思路和预报着眼点。主要结论有: 1、“07.8”关中强暴雨是在高中低空有利的环流配置下,不同纬度天气系统共同作用的结果,对流层中层青藏高原高压和西太平洋副热带高压形成的高压坝在陕西中部断裂对暴雨的形成至关重要,它与低层东西向切变线和高层西风急流入口区右侧发散场的相互配合为强暴雨的形成提供了有利的大尺度环流背景。 2、关中周围水汽的集中为暴雨形成提供了水汽和位势不稳定条件,水汽的聚集是通过偏东气流的输送实现的,而水汽的快速变化形成关中暴雨的突发性和历时短而强的特征;强降水的发生和减弱与水汽的局地变化、水汽平流和近地层水汽的增加和减少密切关联。高空反气旋涡度的发展形成强烈的“抽吸作用”和次级环流圈是暴雨形成的动力机制。 3、关中强暴雨过程的东西向雨带与秦岭山脉和关中地区喇叭口地形有关,雨带上的降水非均匀分布,强暴雨集中在岐山、礼泉和高陵三个中心,它们是由一个MαCS的发生发展产生的,MαCS又是由2个MβCS合并发展而成,其内部对流单体的发展合并和独立加强形成不同的降水中心,这些对流单体的发展是由地面中尺度辐合系统产生的,强降水落区与地面中尺度辐合系统有很好的对应关系。 4、地闪的发生和急剧增加对暴雨发生和发展加强有很好指示意义,初闪的发生提前于强降水发生,地闪急剧增加与降水强度猛增密切关联,负地闪发生密集区是未来强降水发生区。 5、非静力中尺度WRF模式能成功地模拟出关中地区的突发性强暴雨过程。模拟结果表明,此次强暴雨与一个中α尺度低涡的生成密切相关,其内部强烈发展的中β(或中γ)尺度对流系统直接产生了岐山、礼泉、高陵强暴雨中心的对流降水。产生这3个强暴雨中心的MβCS有不同的流场、动力、热力垂直结构。在日常天气预报中,把握这些结构特征,为预报提供参考。 垂直结构上,中低层不同的方向和不同层次的气流流入中β尺度降水云塔,在不同高度上形成了不同的垂直环流支,云塔中的上升气流一直伸展到200 hPa(或150 hPa)后向东南、东北流出。 动力、热力垂直结构上,歧山暴雨中心450 hPa以上为强辐散,450 hPa以下暴雨中心南、北两侧结构相反,南侧为弱辐散、辐合,北侧为辐合、弱辐散。垂直上升运动先向南、后向北倾斜、再直至对流层顶;涡度柱与相当位温的双高能、双重不稳定层结柱和中层两个暖心、上下冷心的温度柱互相耦合。礼泉和高陵暴雨中心:整层强上升运动柱与强散度柱和正涡度柱耦合;礼泉上升运动柱是一个高、低层冷而中上层强暖心的近饱和水汽柱,具有典型“鞍”型场的不稳定层结结构;高陵暴雨中心南缘550 hPa以下是强能量和温度离差锋区,其上空400 hPa以下为近饱和的水汽柱。 根据上述研究结果,可以得出关中该类强暴雨短时临近预报预警的着眼点:1)500hPa上空,中纬度地区为青藏高原高压和副热带高压形成的高压坝控制时,高压坝能否断裂形成切变线是暴雨预报的关键;高空南亚高压东北侧发散流场的形成对暴雨的发生有指示意义。2)水汽的局地变化、水汽平流和近地层水汽的增加和减少对该类暴雨的发生发展和减弱消亡有较好的指示意义。3)根据初闪发生的时间、负地闪发生密集区和地闪的急剧增加可估计未来强降水可能发生的时间、地点和强度。4)将卫星、地闪和雷达资料以及NWP与引导气流和地面中尺度系统等结合起来,分析推断未来MCS的发展演变,可以提前短时临近预报预警的时效。 今后还应当不断地对产生陕西暴雨的特殊个例进行分析研究,使预报人员对暴雨发生发展的规律有更多的认识,从而提高暴雨预报的准确率。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 陈敏,郑永光,王洪庆,陶祖钰;一次强降水过程的中尺度对流系统模拟研究[J];气象学报;2005年03期
2 曹治强,刘辉志,李万彪,童科,牛晓蕾;中尺度对流系统的微波辐射和闪电特征分析[J];北京大学学报(自然科学版);2005年05期
3 ;气象学报第63卷2005年总目次[J];气象学报;2005年06期
4 苏君毅;邱洁;过仲阳;戴晓燕;;基于贝叶斯方法的中尺度对流系统移动方向研究[J];华东师范大学学报(自然科学版);2006年06期
5 刘冬霞;郄秀书;冯桂力;吴书君;;华北一次强对流天气系统的地闪时空演变特征分析[J];高原气象;2008年02期
6 赵玮;王建捷;;北京2006年夏季接连两场暴雨的观测对比分析[J];气象;2008年08期
7 朱国富,陈受钧;青藏高原上中尺度对流系统(MCSs)的个例分析及其比较(英文)[J];Advances in Atmospheric Sciences;2003年03期
8 王锡东,陈涛锋;2001年夏季海口美兰机场清晨一次雷雨天气的分析[J];广西气象;2005年S1期
9 梁丰;陶诗言;张小玲;;华北地区一次黄河气旋发生发展时所引起的暴雨诊断分析[J];应用气象学报;2006年03期
10 郭雅芬;过仲阳;苏君毅;戴晓燕;;贝叶斯分类法在MCS移动路径预测中的应用[J];地球信息科学;2007年02期
11 王仲文;孟妙志;;中尺度对流系统引发的致灾雷电过程分析[J];陕西气象;2009年03期
12 张旭斌;张熠;;一次华南暴雨过程的数值模拟——中尺度对流系统形成发展机制[J];气象科学;2011年02期
13 王晓芳;崔春光;;暴雨中尺度对流系统研究的若干进展[J];暴雨灾害;2011年02期
14 Roderick A.Scofield;Jacob Robinson;杜杨;石定朴;;中尺度对流系统产生强降水的临近预报方案[J];气象科技;1992年05期
15 费增坪;郑永光;王洪庆;;2003年淮河大水期间MCS的普查分析[J];气象;2005年12期
16 冯桂力;郄秀书;周筠珺;;一次中尺度对流系统的闪电演变特征[J];高原气象;2006年02期
17 庄薇;刘黎平;王楠;;新疆地区一次对流性降水的三维中尺度风场研究[J];应用气象学报;2006年04期
18 冯桂力;王俊;牟容;刘冬霞;;一次中尺度雷暴大风过程的闪电特征分析[J];气象;2010年04期
19 陈涛;张芳华;端义宏;;广西“6.12”特大暴雨中西南涡与中尺度对流系统发展的相互关系研究[J];气象学报;2011年03期
20 DIANA L.BARTELS;ROBERT A.MADDOX;顾映欣;;中尺度对流系统形成的中层气旋性涡旋[J];气象科技;1992年01期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 吕凡超;祝宝友;;海洋上一次线状中尺度对流系统的结构及其闪电特征研究[A];2009第五届苏皖两省大气探测、环境遥感与电子技术学术研讨会专辑[C];2009年
2 杨吉;刘黎平;;基于雷达回波拼图资料的风暴和中尺度对流系统识别、跟踪及预报技术[A];暴雨新型探测资料应用技术研讨会论文集[C];2011年
3 李亚琴;;一次华南静止锋上的中尺度对流系统触发暴雨过程分析[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 付丹红;郭学良;;南海北部季风试验区中尺度对流系统冰相过程对云和降水过程影响数值模拟研究[A];第27届中国气象学会年会人工影响天气与云雾物理新技术理论及进展分会场论文集[C];2010年
5 何斌;徐瑞国;潘士雄;范玉芬;;一次梅雨锋暴雨中尺度对流系统的诊断研究[A];第七届长三角气象科技论坛论文集[C];2010年
6 单寅;林珲;付慰慈;江吉喜;黄签;;夏季青藏高原上中尺度对流系统初生阶段特征[A];第十三届全国遥感技术学术交流会论文摘要集[C];2001年
7 王建捷;李泽椿;;1998年一次梅雨锋暴雨中尺度对流系统的模拟与诊断分析[A];大气科学发展战略——中国气象学会第25次全国会员代表大会暨学术年会论文集[C];2002年
8 方兆宝;林珲;吴立新;江吉喜;黄签;过仲阳;;面向空间数据挖掘的青藏高原中尺度对流系统活动及演变规律研究—以1998年夏季为例[A];第十四届全国遥感技术学术交流会论文摘要集[C];2003年
9 张科翔;;一次汛雨过程中的两个MCS的不同机理[A];第28届中国气象学会年会——S1第四届气象综合探测技术研讨会[C];2011年
10 江玉华;阳作明;冉荣生;;中尺度对流系统探测资料综合应用中的有关问题探讨[A];首届气象仪器与观测技术交流和研讨会学术论文集[C];2001年
中国博士学位论文全文数据库 前5条
1 慕建利;陕西关中强暴雨中尺度对流系统研究[D];南京信息工程大学;2009年
2 张立祥;东北冷涡中尺度对流系统研究[D];南京信息工程大学;2008年
3 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
4 梁佳;季风涡旋对台风生成和路径突变的影响研究[D];南京信息工程大学;2012年
5 戚友存;通过VPR订正技术提高雷达定量降水估计能力[D];南京信息工程大学;2012年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 王微;中国东部夏季中尺度对流系统和中尺度对流涡旋的特征[D];南京大学;2011年
2 李佳颖;华南地区暖季中尺度对流系统活动特征分析[D];南京信息工程大学;2011年
3 王培;东北冷涡中尺度对流系统的数值模拟及其垂直运动的诊断分析[D];南京信息工程大学;2011年
4 高松;一次南方暴雨过程的中尺度对流系统发展演变机制研究[D];南京信息工程大学;2012年
5 毕明玉;中尺度对流系统对2008年台风“风神”路径影响的研究[D];南京信息工程大学;2011年
6 许长义;梅雨锋上两类中尺度对流系统的结构特征及形成机理研究[D];南京信息工程大学;2011年
7 庄薇;新疆地区对流系统三维中尺度动力和热力场结构研究[D];中国气象科学研究院;2006年
8 赵玮;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[D];中国气象科学研究院;2008年
9 张晓美;华南暖区暴雨中尺度对流系统的观测分析与诊断研究[D];中国气象科学研究院;2008年
10 戴晓燕;青藏高原中尺度对流系统东移与长江流域暴雨过程的关系研究[D];华东师范大学;2005年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978