一次台风特大暴雨的中尺度数值模拟分析

摘要

应用NECP/NCAR每日四次全球再分析资料作为输入背景场，采用MM5V3非静力中尺度模式对一次台风登陆后的特大暴雨过程进行模拟，通过对模式以及再分析资料物理量场的诊断发现：前期暴雨是台风气旋环流本身在倒槽顶部由于气流辐合作用造成的，南风气流占主导作用，属于暖区对流降水；后期暴雨由于北方冷空气的南下以及新台风的加入，偏东风气流占了主导作用，暖区对流降雨和锋面降雨共存。 台风减弱阶段，由于冷空气以及新台风环流的影响，造成高低空急流的转向以及强度变化，改变了水汽和能量的传输路径，使得垂直上升运动中心产生分裂和偏移，造成了强雨区的南北位移以及强度变化；降雨中心的南北位移还和水汽输送的通道密切相关，强雨区始终位于低层风场切变曲率最大的地区，这里是水汽的最大辐合上升运动区。另外，暴雨落区也是地形作用紧密相关，强降雨中心位于山脉东侧。 天气形势演变都是和中尺度波动发生发展紧密相联的，通过滤波可以揭示这些天气现象的内在机制：台风气旋、冷空气等中尺度系统相互作用，产生中α、中β等多尺度波动，是这次暴雨的主要影响系统，中β尺度滤波揭示了暴雨天气系统的演变情况；将中尺度滤波和精细化模式输出背景场相结合进行分析，可以发现暴雨后期，由较弱的中尺度系统相互作用产生的中α尺度天气系统对南部暴雨起到主导作用，是一种新的中尺度分析的有效方法。 中α尺度波动也是对强降雨有利的天气系统，是一种空间尺度较小的波动，水平尺度在100～300km的波动其垂直尺度也比较小，在850hpa表现为强烈的辐合运动，而一般在500hpa就可以表现出和低层环流位相相反的环流形式。

目录

文摘

英文文摘

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第一章引言

1.1台风概述

1.2台风研究现状

1.3本文研究目的和意义

第二章模式介绍

2.1 MM5中尺度模式简介

2.2本文MM5中尺度模拟参数说明

第三章降雨及天气形势分析

3.1降雨实况及模拟结果分析

3.1.1台风登陆后影响介绍

3.1.2降雨实况及模拟结果的比较分析

3.2环流形势分析

3.3风场分析

3.3.1高低空急流分析

3.3.2模拟风场配合降雨条件分析

3.3.3水平纬向风动量分析

3.3.4小结

3.4冷空气影响分析

第四章地形对内陆台风暴雨的影响

第五章模拟诊断分析

5.1散度和涡度分析

5.2垂直运动

5.3水汽通量和水汽通量散度

5.4小结

第六章中尺度滤波

6.1中尺度滤波介绍

6.1.1中尺度滤波方法的发展和应用

6.1.2 Barnes中尺度滤波方法介绍

6.2大尺度环流局限性分析

6.3利用NCEP/NCAR格点资料进行的滤波分析

6.3.1中β尺度滤波参数介绍

6.3.2滤波分析

6.3.3小结

6.4利用MM5模拟结果进行滤波分析

6.4.1中α尺度滤波参数介绍

6.4.2中尺度数值模式输出结果数据处理

6.4.3利用MM5模拟结果进行的滤波分析

6.4.4小结

第七章结论和讨论

参考文献

致谢