江苏近岸海陆风特征及其海风锋强对流激发过程研究

摘要

利用气象常规观测资料、ECMWF Era-interim资料、江苏三站风塔资料、降水融合资料和数值模拟结果，对江苏省沿海区域的海陆风和海风锋进行分析研究。将海陆风个例按照成因分为海上副高西伸和大陆高压入海两类，并深入分析它们的异同点，更系统地认识海陆风及其特别天气系统海风锋特征，尤其是海风锋对雷暴强对流天气的激发作用。结果表明:(1)沿海海陆风出现频率随距海岸线距离减小而增大，夏季出现海陆风的频率最高，海风的强度一般大于陆风，相差约1倍。海陆风强度沿江苏海岸线自北向南逐渐增大。(2)海风锋具有高风速梯度、高温度梯度和伴随强垂直上升运动的特征，来自海上的风进入内陆时迅速减小，温度迅速增大，形成锋面。且海陆间有一定的气压梯度。有风速迅速减小的水平辐合区域，因辐合可产生强烈的上升运动，其中较为强烈的海风锋上升运动可延伸至3km以上。风塔资料显示，海风风向比陆风更为集中。(3)两类海风锋天气过程的差异不仅在于高压环流背景的不同，还在于是否容易触发强对流活动。第Ⅰ类海上西伸副高下的海风锋系统较单一，激发强对流的概率较低，而第Ⅱ类海风锋系统，其大陆高压自陆地向海上移动，携带斜压性系统，易伴随不稳定强对流系统。而此时海风锋处垂直运动旺盛，当它与不稳定对流系统相遇时，易形成抬升激发机制。所以此类海风锋的强对流激发概率高。通过诊断各种湿物理量可判断其对强对流天气激发的可能性。(4)用WRF模式对第Ⅱ类海风锋的两次典型个例进行模拟，结果显示，对两次海风锋天气过程的模拟效果较好，能反映海风锋逐小时推进的过程，而强对流发生的个例中，CAPE在短短两小时内迅速释放;强对流不明显的个例中CAPE值减小不明显。与对流性降水有关的回波和垂直运动的尺度较小，说明对流性降水有较强的局地性。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 研究目的与意义

1．2 国内外研究进展

1．2．1 海陆风研究进展

1．2．2 海风锋研究进展

1．2．3 海风锋激发雷暴的研究

1．3 主要研究内容

第二章 资料与方法

2．1 资料简介

2．2 方法简介

2．2．1 海陆风识别所用资料

2．2．2 海风、陆风风向的确定

2．2．3 海风锋识别方法

2．2．4 WRF中尺度模式

第三章 江苏海陆风基本特征

3．1 江苏海陆风频率统计

3．1．1 空间分布特征

3．1．2 时间分布特征

3．2 海陆风强度分布特征

3．3 区域海陆风统计分析

3．4 风塔资料分析

3．5 海陆风与海风锋

3．6 本章小结

第四章 第Ⅰ类海风锋天气过程分析

4．1 第Ⅰ类海风锋基本特征

4．1．1 基本特征归纳

4．1．2 过程描述

4．1．3 个例挑选

4．2 第Ⅰ类海风锋基本要素特征

4．2．1 500 hPa环流特征

4．2．2 850 hPa环流特征

4．2．3 地面温压风场

4．2．4 地面垂直速度场分布

4．2．5 垂直剖面环流

4．2．6 TBB资料与小时降水资料分析

4．2．7 风塔资料

4．3 第Ⅰ类海风锋诊断分析

4．3．1 CAPE

4．3．2 水汽条件

第五章 第Ⅱ类海风锋天气过程分析

5．1 第Ⅱ类海风锋基本特征

5．1．1 基本特征归纳

5．1．2 过程描述

5．1．3 个例挑选

5．2 第Ⅱ类海风锋要素分布特征

5．2．1 500 hPa形势场

5．2．2 850 hPa风场

5．2．3 地面温压风场

5．2．4 地面垂直速度分布图

5．2．5 垂直剖面环流

5．2．6 TBB资料与小时降水资料分析

5．2．7 风塔资料分析

5．3 第Ⅱ类海风锋诊断分析

5．3．1 CAPE

5．3．2 水汽条件

5．3．3 湿位涡

5．4 两类海风锋对比分析小结

第六章 海风锋演变过程数值模拟

6．1 WRF模式介绍

6．2 数值模拟

6．2．1 数值模拟方案设计

6．2．2 模拟结果检验

6．3 WRF模拟结果分析

6．3．1 CAPE的水平分布

6．3．2 CAPE垂直分布

6．3．3 模拟雷达回波分析

6．4 本章小结

第七章 总结与展望

7．1 总结

7．2 存在问题与展望

参考文献

致谢

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