2009年6月14日黄淮地区飑线初始对流触发的诊断分析及数值模拟

摘要

强对流触发机制的研究是中尺度气象研究的一个重要问题。本文以2009年6月14日发生在黄淮地区造成严重灾害的飑线过程为例，对飑线的初始对流的触发以及发展演变过程进行观测和数值模拟研究，以揭示飑线对流的触发和发展机制。分析显示，本次飑线是在东北冷涡控制下的槽后冷平流持续输送环境下发生的一次强天气过程。在对流发生前大尺度环境表现出层结不稳定，水汽条件、热力条件等方面均十分利于对流的发生发展。对流的初始云团出现在地面辐合线附近，当辐合加强到一定程度后对流才开始发展。然而个例分析显示该辐合加强源自于对流层中低层。起源于山东的初始对流的触发是由于中低层小扰动水平风场的不连续变化，导致局地辐合加强，从而使云团快速发展;而起源于河南的初始对流触发主要是在大尺度形势场调节下，气压梯度力增强，风场重新分布后的辐合区和低层切变线交叉点上辐合增强造成的。同时，在地面上由于东北侧山东对流的出流，也加强了河南商丘附近的中低层辐合。分析显示，对流进一步的发展组织过程和初始对流与环境风场的相互作用密切相关。在有利的垂直风切变环境下，山东初始对流上出现了类似于飑线的气流特征，使得对流系统前部不断有新生的对流并入到对流系统中，加强并维持了对流。河南对流系统则表现出后向对流新生，主要由对流主体的后方低层流出气流和环境风场组成的辐合而触发新对流生成并不断并入而发展。初始对流分别起源于山东和河南的两条飑线最终合并发展，它们的合并是在飑前低层辐合线的合并下发生，合并的辐合线北侧气流一方面触发新对流，一方面调整辐合线走向，最终促进飑线上对流回波合并。

目录

声明

致谢

摘要

第1章 绪论

1．1 研究意义

1．2 国内外相关研究的现状分析

1．2．1 飑线结构特征及生命史演变

1．2．2 飑线触发和维持机制研究

1．2．3 初始对流研究进展

1．2．4 地面自动站观测资料在数值模式中的应用

1．3 本文拟研究的内容

1．4 本文的组织结构

第2章 资料和方法

2．1 资料

2．2 资料的质量控制

2．3 WRF模式简介

第3章 2009年6月14日飑线观测分析

3．1 个例简介

3．2 大尺度环流背景场特征

3．3 地面和探空资料实况

3．3．1 降水实况

3．3．2 地面测站气象要素演变分析

3．3．3 探空资料分析

3．4 卫星云图和霄达特征分析

3．4．1 可见光云图分析

3．4．2 雷达回波特征分析

3．5 中尺度物理量诊断分析

3．4．1 水汽条件

3．4．2 热力条件

3．4．3 动力条件

3．6 边界层辐合特征分析

3．6．1 地面辐合分析

3．6．2 低层辐合分析

3．7 本章小结

第4章 2009年6月14日飑线个例数值模拟

4．1 模拟方案设计

4．2 棋拟试验结果对比

4．2．1 形势场对比分析

4．2．2 降雨量场对比

4．2．3 雷达回波对比

4．3 中尺度分析

4．3．1 初始对流发生机制分析

4．3．2 对流发展维持机制分析

4．3．3 飑线合并机制分析

4．4 本章小结

第5章 总结和研究展望

5．1 实况资料诊断分析结果

5．2 数值模拟分析结果

5．3 结论

5．4 存在问题及未来工作展望

参考文献

作者简历