“037”梅雨锋暴雨的中尺度及边界层结构的模拟和诊断分析
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中国暴雨中尺度系统发生与发展的诊断分析和数值模拟(I)诊断分析程麟生;Kuo,YH【期刊名称】《应用气象学报》【年(卷),期】1993(004)003【摘要】通过对我国三次(“81.7”、“81.8”和“91.7”)典型大暴雨过程的动力学和热力学诊断来探讨暴雨中尺度系统发生与发展的问题。
大、中尺度天气分析指出,无论是发生在我国东部的“91.7”暴雨过程,还是出现在西部地区的“81.7”和“81.8”暴雨过程,都与在特定大尺度环流形势下持续发展的中尺度系统直接关联。
涡度诊断表明,高、低空正涡度中心的叠加和耦合、并形成一个正涡度柱是这类暴雨中尺度系统持续发展的一种共同特征。
根据场分解涡度方程获得的涡源诊断表明,涡源对这类中尺度系统的发生和发展具有重要的动力学贡献。
中尺度热量和水汽收支诊断揭示,视热源 Q_1和视水汽汇 Q_2的垂直积分高值区,与低涡或低涡切变线及其暴雨区基本一致;Q_1(Q_2)的面积平均最大加热(增湿)区间出现在对流层中、上(下)部;由于感热和潜热对流涡动通量辐合的加热,在其上部近乎等于凝结释放潜热量的一半。
【总页数】12页(P257-268)【作者】程麟生;Kuo,YH【作者单位】不详;不详【正文语种】中文【中图分类】P458.121.1【相关文献】1.1次江淮大暴雨中尺度系统的数值模拟与诊断分析 [J], 马吉红;潘晓滨2.98.7暴雨中尺度系统发展的视涡源涡度变率诊断分析 [J], 文莉娟;程麟生;冯伍虎3.中国暴雨中尺度系统发生与发展的诊断分析和数值模拟(Ⅱ)数值模拟 [J], 程麟生;Kuo,YH4.区域性暴雨的数值模拟和诊断分析的对比研究——以北京2012年7月21日暴雨为例 [J], 张杰;彭丽霞;史培军5.一次江淮暴雨的数值模拟及暴雨落区的诊断分析 [J], 史小康;李耀东;高守亭;付容因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
2007年7月7-8日梅雨锋强降水过程云雨结构的分析与模拟的开题报告一、研究背景和意义7月7日至8日,中国东北地区遭受大范围强降雨袭击,尤其是黑龙江省、吉林省和辽宁省等地区,受灾面积和损失严重。
该次强降水是由于梅雨锋带来的云雨系统引起的,因此对于该次强降水云雨结构的分析和模拟具有重要意义。
本研究旨在通过对7月7-8日梅雨锋强降水过程云雨结构的分析与模拟,揭示其形成演变机制和物理过程,为强降水预报和防灾减灾提供科学依据和技术支持。
二、研究内容和方法1.研究内容本研究主要包括以下几个方面内容:(1)对7月7-8日梅雨锋强降水过程的现场观测数据进行整理和分析,包括雷达回波、地面降水量、气象观测等数据。
(2)利用卫星云图和地面气象数据对云雨的演化过程进行定量分析,得出云雨系统的时间-空间分布特征,以及云物理特征。
(3)建立模式模拟,模拟7月7-8日梅雨锋强降水过程云雨结构的演化过程,分析其中的物理过程和机制,提取有用信息。
(4)结合实况和模拟结果,分析梅雨锋强降水过程的形成演化机制和物理过程特征。
2.研究方法(1)现场观测:对7月7-8日梅雨锋强降水过程进行现场观测,获取雷达回波、地面降水量、气象观测等数据。
(2)卫星云图分析:利用卫星数据,对云层的时间-空间演变进行分析,得出云雨系统的时间-空间分布特征以及云物理特征。
(3)模式模拟:利用数值模式模拟7月7-8日梅雨锋强降水过程,得出云雨结构演化过程,并提取其中的有用信息。
(4)综合分析:结合观测和模拟结果,对梅雨锋强降水过程的形成演化机制和物理过程特征进行研究。
三、研究进展和计划目前,对7月7-8日梅雨锋强降水过程的现场观测数据已经整理和分析完成,利用卫星云图对云层的演化过程进行了初步分析。
下一步,将建立数值模式进行模拟,分析云雨系统演化过程,最后将综合分析观测和模拟结果得出7月7-8日梅雨锋强降水过程形成演化机制和物理过程特征。
预计研究周期为一年。
梅雨锋暴雨中β尺度系统的结构
黄菲
【期刊名称】《气象科学》
【年(卷),期】1997(000)004
【摘要】本文利用中尺度数值模式MM5,选取1981年6月27日梅雨锋暴雨个例进行数值模拟,分析了梅雨锋的中β尺度雨团和中β尺度系统的空间结构特征。
结果指出,在中β尺度雨团相对应的地面气压场上是中尺度低压槽或闭合的中低压系统;在雨团发生初期,其垂直结构为暖心涡柱对流斜压扰动;而在雨团发展期,发展为暖心涡柱强对流混合型低涡;在雨团衰弱期,暖心涡柱非对流前倾填塞涡。
同时还揭示了在北雨团发展南雨团减弱期,在低空
【总页数】1页(P307)
【作者】黄菲
【作者单位】南京大学大气科学系;南京大学大气科学系
【正文语种】中文
【中图分类】P44
【相关文献】
1.一次梅雨锋暴雨中尺度系统发展的动力机制分析 [J], 陈红专;曾志明;欧小锋;刘美云;陈章法
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3.梅雨锋暴雨中尺度对流系统研究若干进展 [J], 孙晶
4.梅雨锋暴雨中尺度对流系统触发和组织化的观测分析 [J], 赵宇;裴昌春;杨成芳
5.梅雨锋暴雨中尺度对流系统的组织特征和触发条件分析 [J], 赵宇;裴昌春;赵光平;杨成芳
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1998年一次梅雨锋暴雨中尺度对流系统的模拟与诊断分析王建捷;李泽椿【期刊名称】《气象学报》【年(卷),期】2002(060)002【摘要】文中利用观测资料(包括部分‘四大科学试验'资料)和高分辨率数值模拟结果,对1998年6月16~17日发生在赣闽浙沿武夷山北麓地区的梅雨锋暴雨中尺度对流系统特征进行了分析研究.分析表明:(1)本次梅雨锋暴雨发生在对流层中低层中β尺度低压南侧的中尺度辐合线上;在弱的风垂直切变环境下,梅雨锋中α对流云系中有数个中β尺度云呈塔状强烈垂直发展,它们是造成暴雨的中β尺度对流系统.(2)基于加密探空观测的对流有效位能计算显示,赣闽浙沿武夷山北麓地区的强暴雨发生前,最大对流有效位能可达到2600 J/kg;通过时间加密的探空观测有可能捕捉对流有效位能的中尺度变化特征.(3)利用高分辨率模拟结果对赣闽浙沿武夷山北麓的暴雨中β尺度对流系统(中β降水云塔)的结构分析显示,强烈发展的中β降水云塔为有利的中尺度动力配置结构,即对应着一个狭窄的、从地面伸展到250 hPa 的正涡度区,其1.5 m/s的垂直上升运动与低层强辐合和高层强辐散相伴随.(4)通过分析与诊断,提出了低层中尺度辐合线上强烈发展的梅雨锋暴雨中β尺度对流系统的气流运动图像,即:在对流层低层,空气从西南和西北两个方向流入中β降水云塔区,在云塔中垂直(略向东倾斜)上升;靠近云塔南(北)侧边缘的上升气流在约400 hPa高度向东南(东北)方向外流至约150 km处,下沉300~400 hPa后沿东北(东南)方向向云塔区回流,形成南北两个非闭合、似呈螺旋式运动的中尺度垂直环流;而降水云塔中心区域的上升气流则一直伸展到对流层高层(200 hPa),然后向东南一侧水平流出中β降水云塔区域.【总页数】10页(P146-155)【作者】王建捷;李泽椿【作者单位】国家气象中心,北京,100081;国家气象中心,北京,100081【正文语种】中文【中图分类】P426【相关文献】1.2006年6月5~8日梅雨锋上中尺度对流系统引发福建北部暴雨的诊断分析 [J], 赵玉春;李泽椿;王叶红;肖子牛2.一次梅雨锋暴雨的中尺度对流系统及低层风场影响分析 [J], 杨舒楠;路屹雄;于超3.一次梅雨锋暴雨的模拟与诊断分析 [J], 李红莉;沈桐立;谢有才4.一次梅雨锋暴雨过程的β中尺度对流系统发展机理的数值研究 [J], 江晓燕;倪允琪5.一次持续性梅雨锋暴雨的中尺度对流系统特征分析 [J], 黄洋; 赵康; 张丽因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
7月4~5日梅雨锋暴雨维持的诊断分析2003年7月4~5日梅雨锋暴雨维持的诊断分析利用卫星云图、多普勒雷达产品以及探空资料,结合NCEP/NCAR 再分析资料,对2003年7月4~5日淮河流域大暴雨过程发生的环境场条件、强降水的中尺度特征、低空急流与能量锋的配置对强降水天气的影响等进行了详细的天气学分析,并对大气正压非平衡强迫、低空急流与能量锋相互作用对强降水天气发生、发展与持续过程中的影响进行了动力诊断.结果表明:这次梅雨锋暴雨过程,暴雨区上空气柱内水汽较少,孟加拉湾与南海地区向暴雨区输送的水汽占据主导地位.暴雨区的平均散度与垂直速度变化与强降水天气变化比较一致.对流层低层能量锋与低空急流的配置及其相互作用对强降水天气的发生、发展和维持具有重要影响.当低层能量锋与低空急流处于同时强的配置状态时,强降水天气发生并持续;当两者处于一强一弱或两者皆弱的配置状态时,则没有强降水天气发生或持续.正压非平衡强迫对强降水启动作用较大,而湿斜压热动力相互作用对强降水天气持续影响较大,是导致强降水过程维持的主要动力机制.作者:陈忠明杨康权 CHEN Zhong-ming YANG Kang-quan 作者单位:陈忠明,CHEN Zhong-ming(贵州省气象局,贵州,贵阳,550002;中国气象局,成都高原气象研究所,四川,成都,610072) 杨康权,YANG Kang-quan(成都信息工程学院,四川,成都,610225) 刊名:高原气象ISTIC PKU英文刊名:PLATEAU METEOROLOGY 年,卷(期):2009 28(6) 分类号:P458.1~+21.1 关键词:梅雨锋暴雨低空急流能量锋正压非平衡强迫斜压热动力相互作用 Heavy rainstorm on Meiyu front Low jet Energy front Barotropic non-equilibrium force Reaction between dynamic and thermodynamic fields。
一次梅雨期暴雨的中尺度数值模拟分析
徐双柱;邹立维
【期刊名称】《暴雨灾害》
【年(卷),期】2008(27)1
【摘要】利用常规气象资料、AREM模式输出资料,对发生在2005年梅雨期湖北
的一次暴雨过程进行了中尺度数值模拟分析.分析结果表明,强降水发生时,在对应的中尺度对流系统中存在两个分别位于300 hPa和600 hPa附近的强上升运动中心,低层辐合、高层辐散的单模态分布是上升运动得以维持的重要条件;环境风场并不
能控制中尺度对流系统的移动方向,中尺度对流系统向低层涡度增加的地方移动;强
降水形成可概括为低层切变线东移诱发地面低压发展、引起垂直上升运动迅速增加、触发低层水汽的垂直输送和高不稳定能量强烈释放等过程.
【总页数】7页(P17-23)
【作者】徐双柱;邹立维
【作者单位】中国气象局武汉暴雨研究所,武汉,430074;武汉中心气象台,武
汉,430074;南京大学大气科学系,南京,210093
【正文语种】中文
【中图分类】P458.1
【相关文献】
1."0
2.6"梅雨期一次暴雨β中尺度系统结构和演化的数值模拟研究 [J], 隆霄;程麟生;文莉娟
2.一次梅雨期暴雨与中层锋生、β中尺度小高压的关系 [J], 丁治英;王慧;沈新勇;徐海明
3.2003年江淮梅雨期一次特大暴雨的研究——中尺度对流和水汽条件分析 [J], 韩桂荣;何金海;梅伟
4.浙江一次梅雨期暴雨过程中尺度特征及成因分析 [J], 刘彩虹; 陈优平; 曾令建
5.巢湖地区一次梅雨期强对流暴雨中尺度特征分析 [J], 范裕祥;杨彬;王玉红;章家银;刘汉武;王文本;金社军
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兰州大学硕士学位论文“03.7”梅雨锋暴雨的中尺度及边界层结构的模拟和诊断分析姓名:张冰申请学位级别:硕士专业:大气物理学与大气环境指导教师:胡隐樵;傅培健20050501Y732073原创性声明本人郑重声明:本人所呈交的学位论文,是在导师的指导下独立进行研究所取得的成果。
学位论文中凡引用他人已经发表或未发表的成果、数据、观点等,均已明确注明出处。
除文中已经注明引用的内容外,不包含任何其他个人或集体己经发表或撰写过的科研成果。
对本文的研究成果做出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。
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论文作者签名:日期:关于学位论文使用授权的声明本人在导师指导下所完成的论文及相关的职务作品,知识产权归属兰州大学。
本人完全了解兰州大学有关保存、使用学位论文的规定,同意学校保存或向国家有关部门或机构送交论文的纸质版和电子版,允许论文被查阅和借阅;本人授权兰州大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用任何复制手段保存和汇编本学位论文。
本人离校后发表、使用学位论文或与该论文直接相关的学术论文或成果时,第一署名单位仍然为兰卅f大学。
保密论文在解密后应遵守此规定。
论文作者签名:——导师签名:日期:兰州夫学硕士学位论文摘要本文利用中尺度模式MM5研究了2003年7月4~5日(简称“03.7”)的南京特大暴雨过程,通过模拟的结果与实况比较显示,模式对这次暴雨过程有很好的模拟能力,并且重点分析了该次暴雨过程的发生、发展和维持的物理机制,以及暴雨边界层的一些特点。
应用假相当位湓密集区定义锋面,锋生比暴雨早12小时出现。
雨区的中下层是正的相对涡度与负的散度的大值区,中上层是负涡度与正散度的大值区,这样的配置有利于低层辐合和高层辐散,维持了强对流过程。
此次暴雨过程中,急流发展比暴雨要早2小时左右。
低空急流的增强,负散度绝对值加大,促使低层强烈辐合,是本次暴雨的触发机制,而涡度的增强则是系统发展的结果。
暴雨期间,对流层低层是平均湿位涡负值区,湿对称不稳定。
然而,850hPa上湿位涡的弱正值区随暴雨中心(雨量>20毫米/小时)同步东移,说明其中心为湿对称弱中性。
湿位涡对暴雨的预报有一定的指导作用。
边界层过程对中尺度暴雨的影响是不可忽略的,对正确反映天气系统过程很重要。
梅雨锋暴雨期间,边界层的高度呈现出南北高中间低的“两高一低”的格局。
大暴雨时,边界层高度比通常要低。
地表感热通量和潜热通量即使在雨期也存在着明显的日变化,潜热通量的值要大于感热通量,说明地表潜热通量对降水的作用要比地表感热通量大。
另外,地面长短波辐射在雨期也有其自身的特点。
本文从2003年7月4~5日的南京特大暴雨数值模拟中得到一些暴雨机理和暴雨边界层特征的结论,但要进一步探讨对梅雨锋暴雨及暴雨边界层过程的特征和机理,还需分析更多的典型个例。
此外,在模拟过程中还需增加适当的敏感性试验,这些工作有待加强。
关键词暴雨数值模拟梅雨锋大气边界层兰型查兰堕主兰垡堡壅一一.AbstractMesoscalemodelMM5isusedinthispapertoinvestigatethecourseofexcessivelyheavyraininNanjingduringthe4th一5thJuly2003(“03.7’’).ThesimulatedresultsindicatethatMM5hasallabilityofreproducingthetorrentialrainprocesses.Alsothephysicalmechanismsaboutthegenesis,developmentandmaintenanceofheavyrainandthecharacteristicsofaunosphericboundarylayerduringheavyrainareanalyzedusingthiscase.Theresultsshowthatthetimeofthefrontogenesisisearlier12hoursthanthatofheavyrainoccurred.Thelargevalueofpositiverelativevorticityandnegativedivergenceisonthelowerlevel,andnegativerelativevorticityandpositivedivergenceisontheupperlevelduringtheperiodofheavyrainevent.Thisdistributionofdivergenceispropitioustomaintainthedeepconvection.Theresultsalsosuggestthatthedevelopmentofjetstreamisaboutearlier2hoursthanthatofheavyrain.IncreasingofthelowerleveljetstreamandenhancingofabsolutevalueofnegativedivergencethatproduceconvergenceOnthelow-leveloftroposphereviolentlycausetheoccurrenceofheavyrain.Butitistheheavyrainthatcausestheincreaseoftherelativevo币city.Themoistpotentialvorticityanalysisduringtheheavyrainindicatesthatthelowerleveloftroposphereisnegativeaveragelyinlargearea.Thismeanstheheavyrainhaveafeatureofmoistsymmetricinstability.Buttheresultfromthecenteroftheheavyrain(rainfall>20mm/h)isaccompaniedbyasmallpositivemoistpotentialvorticityon850hPa.Thisshowsthatthecenterintorrentialrainisalmostmoistsymmetricstabilityafterthereleaseofconvectiveenergy.AndmoistpotentialvorticityisusefultOpredictheavyrain.Thisstudysuggeststheeffectofboundarylayerprocessesonthemesoscaleweathersystemplayaveryimportantroleanditcall’tbeneglected.DuringtheperiodofMeiyufronttorrentialrain,theheightofatmosphericboundarylayerpresentsthefeatureof‘'twohighalow'’.Thatishigherinthenorthandsouth,butitislowerinthemiddle,neheightofatmosphericboundarylayerislowerthanthatinusualduringheavyrain.Thesurfacesensibleheatfluxandlatentheatfluxindicateadailyvariationevenifitisraining.ThevalueofsurfacelatentheatfluxisLargerthanthatof.2.兰型查兰堡:生兰垡堡苎;sensibleheatflux.Thissuggeststhattheroleofsurfacelatentheatfluxismoreimportantthatofsensibleheatfluxduringraining.Moreover,surfaceshort—waveradiation8ndlong—waVeradiationhaveitscharacteristicsirttherainperiod.Thoseconclusionsfromthiscasestudyneedtobeverifiedusingmorecases.Italsoshouldbementionedthataseriesofnumericalexperimentsdesignedforthiscasestudyhavenotbeencarriedout.Keywords:HeavyrainNumericalsimulationMeiyufrontAtmosphericboundarylayer.3.第一章引言第一节我国梅雨锋暴雨的一般情况我国是多暴雨的国家,并且暴雨具有明显的区域性和季节性。
一般来说,年平均降雨量东部大于西部。
南方大于北方。
我国的暴雨季节性也很明显,雨季降水量往往占到全年的降水量的50%以上,有时会超过90%。
我国的雨季有3月下旬至5月上旬的江南春雨期,5月中旬至6月上旬的华南前汛盛期,6月中旬至7月上旬停滞在长江中下游的江淮梅雨期,7月中旬至8月下旬是华北和东北的雨季。
此时也是华南后汛期。
8月下旬雨带南撤,9月中旬至lO月上甸雨带停滞在淮河流域,且雨量较小,此阶段称为淮河秋雨期【”。
此后,全国的雨季基本结束。
长江中下游的江淮梅雨期在我国的整个雨季中占有很重要的地位。
每年初夏,在湖北宜昌以东28。
~34。
之间的江淮流域常会出现连阴雨天气。
雨量很大。
由于这时期正是江南梅子黄熟季节,故称为“梅雨”。
又因为这是空气湿度很大,因而又有“霉雨”之称。
江淮流域的梅雨天气特征为,长江中下游多阴雨天气,曰照时间短,相对湿度很大。
由于受稳定的大尺度环流背景的影响,梅雨锋上的降水一般是连续性的,但常有阵雨或雷雨,出现暴雨的机会也很多。
长江流域出现的洪涝灾害对人民的生命和财产造成了极大的损失。
距记载,自汉朝(公元前185年)至清末(1911年)的206年中,长江曾发生较大水灾214次,平均10年一次【21。
20世纪,江淮流域共发生了多次严重的洪涝灾害,主要年份有1931,1954,1980,1991,1998年。
1931年、1954年长江发生了全流域特大洪水,洪灾造成的损失非常严重。
1991年5~7月江淮地区的洪涝灾害造成江苏、安徽、湖北三省的直接经济损失高达600多亿元人民币,受灾面积达3亿亩,死亡人数1163人(不计湖北)131。