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一次海岸带局地大暴雨的观测分析和数值研究

魏光建  
【摘要】:2012年9月21日一次局地大暴雨天气发生于青岛胶南市,此次降水过程的范围小,强度大,降水时段集中,常规的天气形势对大暴雨发生的迹象表现不足,导致经验预报失败。为探究此次暴雨的发生发展机制,首先利用自动气象站观测数据、多普勒雷达探测数据、风廓线雷达探测数据和大气再分析数据进行了观测分析。然后采用WRF(Weather Research and Forecasting)中尺度模式,结合循环3DVAR(Three-Dimensional Variational)同化方法,进行数值模拟研究,并通过一系列的敏感性试验来验证胶南近海以及胶南局地地形对大暴雨的影响。结果表明,(1)胶南大暴雨期间的高空形势不利于强对流的产生,假相当位温从低层到高层呈现高θSC-低0SCe-高θSC的分布特征,低层大气层结不稳定,具有暴雨发生的潜在条件;(2)海岸线一带存在低空急流,低空急流位于高压外围西侧,大暴雨产生于低空急流的左侧100 km范围内,低空急流早于大暴雨12h左右形成,为暴雨区的水汽、动量和热量的输送提供了重要条件;(3)海上高压与海陆热力差异是低空急流形成的重要原因,高低空急流耦合和高空动量下传为低空急流的维持和发展提供了条件,降水过程中的潜热释放可能对低空急流的加强有积极作用;(4)WRF模式能较好的再现胶南大暴雨过程,该过程是在高空500 hPa浅槽和冷舌、低空辐合线、地面高压系统的共同作用下产生的,低空急流是暴雨的主要水汽通道,海岸带附近的辐合上升运动触发了暴雨;(5)胶南近海的水汽供应对降水量有80%以上的贡献,是胶南大暴雨的主要水汽来源,海陆分布对低空急流有重要影响。胶南局地地形对局地辐合带位置和辐合上升运动强度有很大影响,进而影响降水,对降水量有20%左右增幅。


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