青藏高原地表温度对高原涡影响的数值模拟

发布时间：2020-05-14 15:48

【摘要】：高原涡是青藏高原特有的天气系统,其发生发展及消亡与周边的地面及大气加热场的变化有着密切的关系,地表温度作为衡量地面加热场的一个重要因子,青藏高原地表温度的变化对高原涡的发生发展必然有着重要的影响。本文的主要研究内容如下所示:(1)使用ERA-Interim地表温度逐月再分析数据(分辨率0.5°×0.5°),使用线性倾向估计、小波分析和经验正交分解等方法研究了1981-2015年青藏高原年平均以及各季节地表温度的时空变化特征。结果表明,青藏高原整体温度比周边的温度低,温度分布主要受地形和纬度影响,温度随海拔升高而降低,随纬度升高而降低,高值中心位于高原东北部的柴达木盆地和高原南部以及东南部的藏南谷地地区,低值中心位于高原西北部的帕米尔高原和昆仑山一带。青藏高原年平均及各季节地表温度都呈逐年上升的趋势,升温速率春季最快,夏、秋季次之,冬季最缓,不同季节不同年代的升温趋势也不同。高原地表温度存在一个准4年的变化周期。高原大部分区域的地表温度以0.2℃/10a的升温率在增长,高海拔的地区升温速率普遍高于低海拔地区,阿里地区升温率达到0.6℃/10a,帕米尔高原和祁连山地区呈降温趋势,降温率最大达0.6℃/10a。四个季节的升温趋势分布并不一致,冬、春两季的高原增温趋势明显高于夏、秋两季。青藏高原夏、秋、冬以及年平均地表温度都以整体型变化为主,春季的东西反向变化更为显著,夏季次之。(2)利用WRF模式对2015年6月9日-11日的一次东移高原涡个例进行数值模拟,WRF模式能够较好地模拟出高原涡生成以及发展各阶段的位置、移动路径、500hPa高度上的环流形势、高原涡过程中的降水情况(雨带位置和降雨大值中心)以及高原涡生成发展和成熟各阶段的高原涡结构特征。(3)利用WRF模式在原有控制试验的基础上,不同程度地升高和降低高原地表温度进行了六组敏感性试验,分析地表温度的变化对高原涡移动路径、中心强度、高原涡降水和结构等方面产生的影响,得出以下结论:增加地表温度,高原涡东移速度减缓,温度越高东移越缓慢;反之,减小地表温度高原涡东移速度加快,温度越低东移越迅速,但随着高原涡的发展,这种影响逐渐减弱。改变地表温度对于高原涡生成和发展期的强度影响不显著,但在高原涡成熟期,地表温度越高,高原涡维持时间越长,消亡速度越慢。短期内改变地表温度能够引起高原涡降水的变化,地表温度升高(降低),高原涡降水增加(减少),且温度升高(降低)越多,高原涡降水增加(减少)越多。地表温度增加,高原涡中心涡度增强,上升运动加强,促进高原低涡发展;反之,地表温度减小,高原低涡中心涡度值减小,上升运动减弱,高原涡发展受到抑制,温度减小的越多,对高原低涡发展的抑制作用越强。
【图文】：

内层,白色,方案,实线

图 4-4 WRF 模拟两层嵌套区域（白色实线框内为内层嵌套区域）经多组参数化方案的对比评估[19]，最终确定本次模拟采用的参数化方案所示。表 4-1 模式所选用的参数化方案主要参数化方案微物理过程方案积云对流参数化方案陆面方案近地面层方案边界层方案长波辐射方案短波辐射方案WSM6Kain-FritschNoahMonin-ObukhowYSURRTMDudhia 模式结果分析1 高原涡移动路径和 500hPa 环流场

高原,涡度,时间变化,单位

成都信息工程大学硕士学位论文的变化，6 月 9 日 18 时高原涡开始生成，强度逐渐增大，6 月 10 日 12原涡迅速发展，强度持续增强并逐渐进入成熟期，涡区最大平均涡度值×10-5s-1，6 月 11 日 10 时以后高原涡开始逐渐消亡。对比六组敏感性试验发现，在高原涡发生前期改变高原涡活动区域内的地表温度对高原涡活整体强度变化影响并不大，，尤其是在高原涡初生时期和发展时期，升高表温度对高原涡强度没有影响。但可以看到在高原涡成熟后期，地表温验中高原涡成熟期的时间比地表温度低的试验相对较长，高原涡进入消慢，也就是说升高地表温度对高原涡的维持有一定作用，地表温度越高维持时间越长，消亡速度越慢，同时，地表温度越高，高原涡强度越大原涡成熟阶段地表温度越高，高原涡强度越大。
【学位授予单位】：成都信息工程大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：P461

【参考文献】