2005年12月3～4日山东半岛冷流暴雪的机理研究

摘要

2005年12月 3～4 同山东半岛发生了一次强冷流降雪过程。此次暴雪过程出现典型的双强降水中心，分别为招远和荣成，3～4同24h降水量招远达11mm荣成降水量达27mm为最大，同时文登积雪最深达到35cm。该次雪暴给半岛的工农业生产和人民生活带来重大损失和灾难。 本课题使用包括多普勒雷达探测信息在内的多种气象观测资料，同时利用PSU/NCAR非静力数值模式——MM5对此次降雪过程进行模拟分析及动力诊断，分析此次山东半岛冷流降雪时天气的中尺度结构特征，以及各个气象要素场的分布．并分析云带形成机理、发展演变过程以及维持的动力学机制，加深对山东半岛冬季冷流降霄这一类重要天气事件机理的理解和认识，为将来进一步更深入的研究做好铺垫，为改进天气预报与减灾提供科学依据。 实况资料观测和模拟结果表明：此次冷流暴雪产生两个降水中心，招远降水中心的降水主要集中在对流云形成的初期，对流弱且强度相对文登、荣成较小，主要是由于蓬莱—龙口一带的海岸锋相对于蓬莱以东的比较弱，且维持时间短，对流云分支难以长时间维持；而烟台至荣成一线降水不仅强度大，而且持续时间长，它主要是由于有比较强的海岸锋的组织作用，使低层不断有热量和水汽的补充，再加上中尺度涡旋作用引起的。产生此次暴雪的准静止性对流云，主要位于烟台和威海沿岸区域，从4同00时左右形成维持了近12h，并且呈西北—东南带状排列，而初期向招远方向移动的对流云分支消失。过文登站沿云带走向做乖直剖面图分析，发现此对流云云高不同于在日本海形成的对流云(基本都布4km以下)，该对流云达到了4.7km，垂直上升流几乎达到 500hPa；从垂直环流来看，到了夜间有从半岛北坡吹来的冷空气(南向风)和从渤海低空吹来的暖空气在云带下方辐合，加强了对流上升。同时从垂直于云带走向的位温剖面图分析发现，对流云下部存在一个冷池，它是因降雪的升华作用而产生的，对云带的维持起到了重要作用。 分析结果表明：在有利的大尺度背景条件下，降雪过程中从中高纬度高空来得干冷空气携带大量的高位涡值，向下向南伸展，为此次冷流降雪提供了能量，并激发不稳定能量的释放。而渤海中部的低层大气中存在较高的对流有效位能，在渤海上空西北气流和北黄海北风冷流的阻截作用下不断在烟台附近海域聚集，形成一个暖湿中心和高不稳定能量区，从低层为对流云带的维持提供了能量。由于海陆温差较大和风场的非地转性切变，在山东半岛北岸形成海岸锋，其次级环流的产生和维持决定了雪暴落区的分布。同时，3日夜至4日晨山东半岛由山地快速降温产生的低层陆风也对对流云的产生和维持起到重要的作用，该夜间降雪强度最大就是证明。

目录

文摘

英文文摘

独创声明及学位论文版权使用授权书

第一章：绪言

1.1概述

1.2国内外研究现状

1.3本论文研究内容及技术路线

1.4本论文的结构安排

第二章 降水实况和天气形势分析

2.1实况分析

2.2地面观测及雷达资料

2.3天气背景分析:

2.3.1大尺度大气环流形势

2.3.2大气水平特征和气流垂直结构分析

2.4小结

第三章 高空干冷空气侵入的作用分析

3.1数值模拟方案及结果分析

3.1.1资料来源

3.1.2方案设计

3.1.3模拟结果分析

3.2高空干冷空气侵入的作用

3.2.1露点差及流场分析

3.2.2位涡和相对湿度分析

3.3小结

第四章 中尺度数值模拟分析

4.1低层能量来源

4.2海岸锋

4.3降雪对流云带结构及演变分析

4.4小结

第五章 结论和展望

参考文献

致谢