2006年7月3日豫北区域性大暴雨过程数值模拟与诊断分析

摘要

本文采用常规气象资料、加密雨量资料、NECP再分析格点资料、卫星云图资料，具体分析了大暴雨过程的环流背景、影响系统和物理量等特征，从天气学、动力学、热力学方面进行了详细的诊断分析。同时采用WRF中尺度数值模式对“06.7”豫北区域性大暴雨过程进行了数值模拟，并用数值模拟结果对这次过程进行中尺度特征的诊断分析和研究，以期寻找大暴雨发生的规律和原因，为今后大暴雨的预报提供预报思路。 常规资料分析表明，2006年7月2日～3日发生在豫北的区域性大暴雨过程主要产生在西风槽与副高相互作用的天气形势下，配合中低层切变线、地面倒槽等影响系统造成了豫北区域性大暴雨。 利用模拟结果，从这次降水过程的中尺度结构动力、热力特征以及垂直螺旋度等角度来揭示副高外围强降水产生的可能机制和其发生、发展的规律。有如下发现：在系统发展和维持期间，基本上是强涡度区对应着强辐合区。而这种对应关系，显然能够加强垂直对流运动的发生、发展，为强降水的发生和持续提供了动力条件。通过分析发现，θse值的大小和实况降水强弱演变有着很好的对应关系，θse值越大，对应实况降水越强，反之，实况降水越弱。通过对高低空急流的研究发现，低空急流的发展与暴雨的发展几乎是同时的，低空急流与暴雨之间可能存在正反馈，而中尺度高空急流是中尺度低涡和低空急流发展的结果。 垂直螺旋度的计算结果显示：正的垂直螺旋度大值中心及其演变较好地对应和反映了暴雨中心及造成暴雨的中尺度涡旋的发生位置及演变，较大的正螺旋度值是暴雨及中低层中尺度低涡系统发生发展的机制之一。强降水时段和正螺旋度最强时段有很好的对应关系，降水峰值往往出现在正螺旋度中心出现时段。

目录

文摘

英文文摘

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第一章前言

1.1引言

1.2副高外围强降水研究进展

1.3中尺度数值模拟研究进展

1.4论文研究的目的和意义

1.5论文研究的内容和方法

第二章“06.7”豫北区域性大暴雨天气形势及影响系统分析

2.1降水过程概述

2.2大暴雨天气形势及其演变

2.2.1环流形势特点

2.2.2主要影响系统

2.3水汽条件

2.3.1水汽通量分析

2.3.2水汽通量散度分析

2.4云图演变特征分析

2.5小结

第三章大暴雨过程数值模拟及结果检验

3.1中尺度数值模式(WRF V2.1)简介

3.2模拟实验设计方案

3.2.1模式初始场和边界资料

3.2.2数值实验设计

3.3数值模拟结果检验

3.3.1降水模拟结果分析

3.3.2高低空环流形势的模拟

3.3.3流场模拟

3.4本章小结

第四章中尺度系统热力动力结构数值分析

4.1中尺度系统动力场分析

4.1.1散度场

4.1.2涡度场

4.1.3垂直速度

4.2中尺度系统热力场分析

4.3水汽条件分析

4.4高低空急流及中尺度低涡

4.4.1低空急流与中尺度低涡的发展

4.4.2高空急流演变特征

4.5豫北区域性大暴雨垂直螺旋度分析

4.5.1螺旋度表达式

4.5.2螺旋度的研究及在暴雨研究中的应用

4.5.3垂直螺旋度的水平分布特征和大暴雨落区的关系

4.5.4垂直螺旋度的时间剖面图分布特征和降水强度演变特征的关系

第五章 总结与讨论

5.1全文总结

5.2 讨论

参考文献

致谢