浙闽登陆热带气旋降水统计与数值模拟研究

摘要

本文利用热带气旋降水客观分离方法，对1956-2012年浙闽沿海登陆的热带气旋降水进行客观分离和统计分析，揭示浙闽登陆热带气旋降水精细化时空分布特征。并利用中尺度非静力数值模式(WRF)，选取造成了重大灾害影响的2013年第23号台风“菲特”开展高分辨率数值模拟与敏感性试验研究，诊断分析“菲特”产生强降水的原因，并探讨浙闽地区局地地形在此次强降水中的作用。得到的主要结论如下:热带气旋平均路径在登陆前6小时至登陆后24小时呈西北向，累积降水具有明显非对称分布特征，浙闽两省降水较强，与主要水汽辐合区吻合;登陆后24至48小时，平均路径移出浙闽并转为南北向，两省降水明显减弱，而江西庐山和安徽大别山附近出现明显降水。不同类别热带气旋登陆期间的降水分布存在较明显差异，第二类降水强度最弱，而第三类强度最强。从时间演变来看，所有类别较强降水时段均位于登陆前12小时至登陆后6小时，尤其是登陆前、后6小时，但不同类别的降水分布和演变具有显著差异，这种差异与局地地形和热带气旋环流所处位置关系密切。高频次强降水主要出现在登陆前、后6小时的浙闽沿海地区，两省交界附近最为集中，与该地区明显的地形分布有着密切关系。登陆热带气旋带来的台站小时降水极值差异较大，从10到143mm均有分布，大部分处于30至60mm之间，大于50mm的极值主要分布在沿海，且在浙闽交界处较为集中，与小时强降水统计结果一致。从影响“菲特”产生强降水的因子来看，高空槽前的西南急流与“丹娜丝”的偏东风急流加强了“菲特”环流的垂直结构，同时提供了充足的暖湿水汽。“菲特”登陆后，在浙、闽复杂的局地地形作用下，南下的冷空气与暖湿气流交汇，进一步加强了降水。此外，“菲特”登陆期间的引导气流方向几乎垂直于海岸线，且速度较大，与天文大潮叠加，可能是引发“菲特”风暴增水的主要原因。从“菲特”的6小时累积降水来看，强降水主要集中在登陆前、后6小时，与本论文统计分析中得到的主要结论一致。三组敏感性试验均体现出地形（包括陆面摩擦）对登陆热带气旋“菲特”降水分布与演变产生了不同程度的影响。其中，浙闽交界地区高大地形的移除对此次登陆热带气旋降水的影响最大。地形移除后，抬升作用减弱，浙江南部降水急剧减少，北部降水增加，形成显著不同于对照试验的降水非对称分布特征。天目山附近局地小尺度地形的影响范围相比较而言更加局地化，当天目山地形移除后，由于对强降水发生有利的动力条件显著减小，降水强度迅速减小。当浙江东部下垫面被替换为水体后，由于下垫面摩擦减小，地形抬升作用减弱，沿海区域3的降水明显减弱，而浙江北部内陆地区降水增加，雨带向西移动。可以看到，陆面摩擦和局地地形对该地区热带气旋降水具有明显作用。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 研究目的和意义

1．2 国内外研究进展

1．2．1 登陆热带气旋降水时空分布特征研究进展

1．2．2 登陆热带气旋暴雨成因的研究进展

1．3 存在的问题及本论文主要研究内容

2．1 资料

2．2 研究方法

2．3 WRF数值模式简介

2．3．1 WRF模式基本概况

2．3．2 WRF模式基本特点和主要参数化方案

2．3．3 WRF模式的基本结构与基本流程框架

第三章 浙闽登陆热带气旋降水精细化观测统计分析

3．1 1956-2012年浙闽沿海登陆热带气旋概况

3．2 浙闽沿海登陆热带气旋过程降水平均空间分布特征

3．3 浙闽沿海登陆热带气旋降水统计平均的时间演变特征

3．4 浙闽沿海不同登陆点登陆的热带气旋降水时空分布特征

3．4．1 登陆热带气旋分类

3．4．2 六类登陆热带气旋降水的空间分布特征

3．4．3 六类登陆热带气旋降水时间演变特征

3．5 小时强降水频次统计分析

3．6 单站降水极值统计分析

3．7 小结

第四章 2013年热带气旋“菲特”登陆过程高分辨率数值模拟

4．1 强台风“菲特”概况

4．2 模式方案设计

4．3 模拟结果及验证

4．4 小结

第五章 “菲特”降水非对称分布诊断分析与敏感性试验研究

5．1 热带气旋“菲特”登陆期间降水非对称分布诊断分析

5．2 敏感性试验

5．2．1 地形和海陆下垫面影响分析

5．2．2 地形对降水影响的成因初步分析

5．3 小结

第六章 总结与讨论

6．1 主要结论

6．2 本文的创新点

6．3 问题与展望

参考文献

作者简介

致谢