华东地区一次午后飑线系统中尺度分析和数值模拟研究

发布时间：2020-05-16 16:00

【摘要】：一、本文利用自动站高度场、风场等观测资料、卫星云图资料以及多普勒天气雷达回波资料,对09年6月5日华东地区出现的罕见大范围强对流天气的天气形势进行了详细分析。结果表明：5日08时华东地区200hPa高度上处高空急流区内,500hPa受高空槽后冷平流影响,850hPa位于暖区东侧,地面大陆高压北部,天气较好,地表升温明显。受东北冷涡南摆作用,山东半岛南部冷槽生成并南下,形成高空冷平流及浅层暖平流的不稳定层结背景。午后“热岛效应”凸显与海陆温差产生的低层辐合以及14时高空冷空气的加入,是造成这次强对流天气发生并加强的主要触发机制。通过对该强对流天气过程的研究,得出结论：针对飑线发生的几个特征和条件,详细掌握强对流天气发生前的大尺度天气背景特点,对做好预防灾害性天气的短时天气预报起到必要的先导作用。5日08时500hPa虽处高空槽后,但200hPa仍为槽前强盛西南气流控制,该时刻卫星云图上亦显示有大片高云处在华东及以东的海洋上空。表明在200hPa高空槽过境前,中低空仍然会有冷空气补充,这对午后飑线系统的发生提出了警示。二、QG理论(准地转理论)认为,系统在高层的主要受涡度平流影响,在低层主要温度平流影响。本文计算ω方程涡度平流随高度变化项(VAH)和厚度平流的拉普拉斯项(LTA)两项,通过在高低层对比二者在华东地区分布图上的值,发现LTA大值区范围明显大于VAH,说明LTA值对ω值的贡献要大于VAH值的贡献。得出结论,在中国华东地区出现的飑线系统中,高、低层均主要受温度平流影响,这点不同于QG理论提出的一般情况。三、基于“RKW”理论,使用WRF对这次飑线过程进行数值模拟,通过同大尺度背景场以及雷达回波实况资料对比,没有明显误差,说明模拟基本可信。根据模拟结果,分别在12：30、14：00、15：30、17：00四个时刻,沿垂直于飑线方向做剖面图,重点分析飑线内部结构,发现冷池与低层垂直风切变之间的强弱关系直接影响了飑线系统的发展和维持。即在飑线生成初期,地面没有形成明显的冷池结构,此时冷池强度大大小于低层垂直风切变强度,不利于飑线的发展。但是局地热力条件有利于飑线的发展,促进了整个强对流系统的加强。随着雷暴降水在空气中形成大量水滴,同时飑线尾部卷入的中空干冷空气下沉,加速水滴的蒸发和凝结潜热的释放,形成负位温扰动冷池中心,使得地面冷池强度加强,逐步达到同低层垂直风切变强度相当的程度,此时的飑线系统发展到成熟阶段,势力最强大。由于大量降水是使得冷空气进一步堆积至地面,冷池强度进一步增大,逐步强于低层垂直风切变强度,此时飑线系统渐渐衰弱,随着时间的推移,逐渐消亡。通过模拟得出,此次个例中飑线系统的发展和维持原因与“RKW”理论的主要观点一致。
【图文】：

图１邋２００９年６月４日０８时５００ｈＰａ高空图逡逑６逡逑

图２邋２００９年６月４日２０时５００ｈＰａ高空图逡逑
【学位授予单位】：南京大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：P458.1

【参考文献】

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1 张怡;徐凤梅;汤新海;李百祥;康邵钧;杨君建;农国傲;朱博;;2009年6月3日商丘市强飑线过程分析[J];气象与环境科学;2009年03期

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本文编号：2666981