一次川东南暴雨过程中低涡和中尺度对流系统的分析研究

摘要

本文主要利用中日合作JICA项目地面自动站观测资料、Micaps地面自动站降水资料、雷达资料、NCEP再分析资料和WRF模式的高分辨率输出资料对2008年6月30～7月1日发生在川东南地区的一次大暴雨过程中的涡旋和中尺度对流系统进行了诊断分析和数值模拟。在这次大暴雨过程中,整层水汽通量散度和水汽通量矢量的分析表明此次大暴雨的水汽主要是来自孟加拉湾地区的西南气流及南海的暖湿气流。从JICA地面三小时变温场可以看出四川盆地北面南压下来的冷空气在川东南及云贵地区近地面的堆积,为川东南地区东西向的地面辐合线的形成提供了有利条件,大暴雨就出现在辐合线的北侧。数值模拟结果显示高层200hPa高空急流入口区南侧的垂直上升运动和从高原东移过来的短波槽槽前的垂直上升运动以及地面辐合线北侧的垂直上升运动相互耦合是导致这个中尺度对流系统发生发展的主要因为,进而在辐合线以北的川东南地区带来大暴雨。通过模式模拟研究我们还发现850hPa,低涡先于700hPa低涡生成,850hPa低涡的形成与地形和西南低空急流有着密切的关系,而潜热释放对850hPa低涡的形成作用不大。通过PV、凝结加热率以及非绝热加热的ω方程的研究诊断表明潜热加热是700hPa低层气流不断辐合从而形成低涡的主要因子。最后通过“干”敏感性试验研究进一步探讨了潜热释放对低涡的影响,研究发现潜热释放对850hPa上低涡的影响不明显,但是会导致700hPa上气旋性的切变加强辐合从而形成低涡。

目录

文摘

英文文摘

第一章 引言

1.1 西南低涡的研究进展

1.1.1 前言

1.1.2 西南低涡的形成

1.1.3 西南低涡的发展

1.1.4 西南低涡与其他系统的相互作用

1.1.5 低涡暴雨中中尺度对流系统的研究进展

1.2 本论文的研究目的、内容和方法

第二章 川东南大暴雨过程的雨情、天气形势分析

2.1 川东南大暴雨过程的雨情分析

2.2 天气形势分析

2.2.1 所用的资料

2.2.2 高低空、中低纬天气形势分析

2.2.3 地面实况及雷达回波分析

2.3 大尺度物理量的诊断分析

2.3.1 水汽的分析

2.3.2 暴雨发生生前散度、涡度场及层结的分析

2.4 本章小结

第三章 川东南大暴雨过程的数值模拟研究

3.1 中尺度数值模式WRF简介

3.1.1 初始条件

3.1.2 模式物理过程参数化

3.1.3 WRF程序计算流程

3.2 本文模拟方案介绍

3.3 模拟结果对比

3.3.1 降水的模拟结果与实况的对比

3.3.2 形势场模拟结果与实况的对比

3.4 对流触发机制和暴雨产生

3.5 暴雨物理过程数值模拟结果分析

3.5.1 层结分析

3.5.2 动力作用研究分析

3.5.3 位涡和湿位涡的分析

3.6 本章小结

第四章 西南低涡的生成原因

4.1 850hPa西南低涡的形成原因

4.2 700hPa西南低涡的形成原因

4.3 数值敏感试验

4.4 本章小结

第五章 总结及讨论

5.1 主要结论

5.2 讨论

致谢

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参考文献

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