太原地区短时强降水分析及预报指标研究

摘要

短时强降水具有持续时间短、强度大、突发性、可预测性小的特点，因此对其进行准确的预报和预警成为预报业务工作的重点和难点。利用山西省信息中心提供的太原地区1970-2016年汛期（6-9月份）自动站观测资料中的逐小时降水量资料，6小时一次的NCEP再分析资料（1.0??1.0?）、常规地面和高空观测资料、以及卫星云图资料，采用天气学诊断分析，结合统计学方法，分析了近47年太原地区短时强降水个例，在天气分型的基础上，研究了不同类型的短时强降水的高低空有利配置及气象环境条件，找出各过程的不同点，并对所得到的各分类个例过程进行动力诊断和中尺度分析，总结归纳出太原短时强降水个例特征以及发生发展的动力、热力和不稳定条件，归纳出了太原短时强降水的形成机制以及预报指标。主要结果如下：
　　（1）太原短时强降水的高、低空形势可划分分四种类型：I类冷涡东移型、II类横槽切变型、III类副高北进分裂型、IV类短波槽型。归纳总结了各天气型的天气学演变特征。
　　（2）太原短时强降水的水汽条件：太原短时强降水发生时，比湿随高度增大，从地面到500-550hPa，比湿均不小于4 g·kg-1，湿区深厚，I类和IV类的地面平均比湿均达到20 g·kg-1左右，但是IV类比I类略小，II类的地面平均比湿达到15 g·kg-1左右，III类的地面平均比湿达到18 g·kg-1左右。而露点和温度露点差分布与比湿场特征相似，水汽条件表现出一致性。
　　（3）太原短时强降水的能量特征：不同类型的短时强降水所具有的对流有效位能不一样，但CAPE平均值的范围在200-800 J·kg-1；K指数场分布上，除了III类短时强降水外，其他三类的K指数分布高能舌均在山西区域，大值区从高能舌向南向北递减，说明山西省能量聚集的中心，太原的K指数在36-39℃之间，这也为短时强降水的发生提供了能量；假相当位温分布是I类和IV类的能量条件优于II类和III类。
　　（4）太原短时强降水的动力条件：涡度场分布上I和III类的正涡度大值区范围更广，太原处于正涡度区内，暴雨区发生在两个正涡度中心连线的东侧2个纬距内；II类和IV类的涡度分布为正负涡度交替，太原地区处于涡度梯度的大值区，暴雨区发生在正涡度中心东侧1-2个纬距内。
　　（5）太原短时强降水的预报预警特征值：III类短时强降水对大气整层的湿度要求相对较高，各能量特征值也是最高；其他三类对湿度要求的不同在高层， II类短时强降水的湿度要求相对较低；从能量特征值来看，I类要求最高，其次是IV类。这与不同的影响系统密切相关。

目录

声明

第一章 绪论

1.1 研究目的和意义

1.2 短时强降水研究进展

1.3 本文的主要研究内容

第二章 资料和方法

2.1 资料来源与研究方法

第三章 太原短时强降水特征分析

3.1 个例选取

3.2 太原短时强降水过程的统计特征

3.3 天气学分型

3.4 本章小结

第四章 太原短时强降水的物理量

4.1 太原短时强降水的水汽条件

4.2 太原短时强降水的能量分析

4.3 太原短时强降水的动力条件

4.4 太原短时强降水天气临界值及预警指标

4.5 本章小结

第五章 太原不同类型短时强降水的成因及预报着眼点

5.1 I类冷涡东移型降水个例分析

5.2 II类横槽切边型降水个例分析

5.3 III类副高北进分裂型降水个例分析

5.4 IV类短波槽型降水个例分析

5.5 本章小节

第六章 总结与讨论

6.1 全文总结

6.2 特色与创新点

6.3 存在问题与讨论

参考文献

在学期间的研究成果

致谢

附录1