东北冷涡下辽宁短时强降水的统计特征与数值模拟

摘要

本文利用2000-2014年6-8月的常规资料、FNL资料和逐时降水等资料，将东北冷涡分为北涡、中间涡和南涡，统计分析每类冷涡短时强降水特征，并进行动态合成分析，建立降水模型。另外，选取典型个例用WRF模式输出的高分辨率数据进行中尺度分析。
　　统计表明，辽宁短时强降水共755次，冷涡下227次，冷涡强降水多发生在1到3小时内。6月短时强降水主要由中间涡引起，7、8月中间涡与北涡共同影响，有一定周期变化，南涡没在辽宁产生短时强降水。北涡水汽输送充沛，中间涡水汽条件较差，切变辐合场与水汽输送的结合是有利于强降水的重要因子。冷涡中心降水处在斜压区北侧和高空急流左前方，高空槽前或槽后的降水处在斜压区南侧和急流中心右后方，降水区附近多有高空急流形成的次级环流配合。槽后降水区干侵入活动明显，冷涡中心降水主要通过高位涡诱发气旋性环流而触发上升运动。
　　选取发生在北涡发展阶段的典型个例进行模型验证和中尺度分析，得出环流背景与降水模型比较一致，短时强降水发生在500hPa槽前、850hPa切变线前、低空急流左侧和冷锋前部的辐合区中。下沉运动向南的冷出流与偏南暖湿入流的低层辐合及中层偏北入流和偏南入流辐合共同抬升造成了短时强降水，而且存在中尺度次级环流。最强降水中心不同时段产生降水的云物理机制明显不同。当短时强降水最强时，主要为冷云降水，雨水、霰粒子、雪粒子和冰粒子的最大中心垂直分布在同一位置，霰粒子的融化起主导作用。随着降水的减弱，冷云降水减弱，而暖云降水越来越重要。冷云降水的效率高于暖云降水，容易造成很大的短时强降水。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 研究目的和意义

1．2 东北冷涡暴雨研究

1．3 东北冷涡中尺度对流系统研究

1．4 辽宁省的短时强降水研究

1．5 本文的研究内容、资料和方法

1．5．1 研究内容

1．5．2 研究资料

1．5．3 研究方法

第二章 东北冷涡下辽宁短时强降水的统计与合成分析

2．1 东北冷涡下辽宁短时强降水的定义与分类

2．2 东北冷涡下辽宁短时强降水的统计特征

2．2．1 年月分布特征

2．2．2 各演变阶段分布特征

2．2．3 空间分布特征

2．3 产生短时强降水的背景场合成分析

2．3．1 环流形势和水汽输送

2．3．2 高空急流

2．3．3 位涡分析

2．4 各类冷涡短时强降水模型

2．5 小结

第三章 典型个例的环境条件分析

3．1 降水概况

3．2 环流形势与水汽条件

3．3 高空急流

3．4 干侵入分析

3．4 小结

第四章 典型个例的数值模拟

4．1 模式简介

4．2 模式设计

4．3 模拟结果检验

4．3．1 降水对比

4．3．2 雷达回波对比

4．3．3 环流形势对比

4．4 小结

第五章 短时强降水的中尺度特征分析

5．1 雷达回波发展演变过程

5．2 地面中尺度特征

5．3 相当位温与垂直环流

5．4 涡度与散度

5．5 云物理降水机制

5．6 小结

6．1 主要结论

6．2 问题与展望

参考文献

致谢

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