植被覆盖特征对强对流天气过程影响的模拟研究

摘要

本文利用micaps3.0提供的08年夏季黄土高原地区的常规气象要素资料和由NCEP提供的FNL全球再分析资料,采用新一代中尺度数值模式WRF模拟黄土高原一次区域性强降水过程。在模拟中分析了不同下垫面植被特征对强降水过程产生的影响。控制试验的模拟,分析出雨区分布、演变过程和水平环流都较好的展示了模式的模拟性能。敏感性试验的模拟,通过对地面水分收支、热通量、水汽通量、气温场、大气稳定性、水平和垂直环流等的变化分析,得出下垫面植被特征对对流天气的影响。
　　 我们分析植被覆盖变化对强对流天气的可能影响主要是:植被改善时,(1)加大地表粗糙度和植被高度,使下垫面动力非均匀性增大,激发出了一定强度的次级环流叠加在天气系统上,使天气系统得到加深发展。(2)植被粗糙度和高度增加使得植被冠层截留能力加强从而改变了地表径流量。(3)感热、潜热通量和地表热源通量加大,加大了下垫面热力非均匀性,地表反照率降低,低层大气趋于不稳定,有利于强对流天气发生。(4)使主要雨带的位置发生偏移,并且降雨范围有了一定程度的扩大。(5)产生气旋性的扰动叠加与大尺度天气系统之上,加强垂直运动,使系统的深度有所加强。(6)增温作用和层结不稳定度的提高会增强低层大气扰动,对对流天气发展产生积极作用。而植被退化时则产生了与上述特征相反的现象。

目录

文摘

英文文摘

第一章 绪论

1.1 引言

1.2 陆面模式在强对流天气研究中的应用

1.3 下垫面特征对强对流天气影响研究进展

1.4 本文研究目的、方法内容与资料说明

参考文献

第二章 中尺度数值模式简介

2.1 引言

2.2 中尺度WRF模式介绍

2,2,1 模式基本动力框架与结构

2.2.2 模式主要物理方案

2.2.3 模式计算流程

参考文献

第三章 强对流天气个例的实况与模拟分析

3.1 引言

3.2 个例实况分析

3.3 模拟的方案设计

3.4 控制试验的模拟结果

3.5 小结

第四章 植被覆盖特征对强对流天气影响分析

4.1 引言

4.2 模式设计方案

4.3 敏感性试验模拟的结果分析

4.3.1 地面水分收支(生态水文物理过程)的变化

4.3.2 热通量变化

4.3.3 气温场变化

4.3.4 水汽通量散度

4.3.5 大气稳定性

4.3.6 风场(水平环流)

4.3.7 垂直运动(垂直环流)

4.4 小结

参考文献

第五章 总结与讨论

5.1 主要结论

5.2 讨论与展望

5.2.1 关于模式模拟

5.2.2 关于下垫面的变化

致谢

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