山东半岛大范围海效应暴雪的观测分析与数值模拟

发布时间：2020-09-01 07:23

　　 冬季山东半岛的海效应暴雪具有明显的中小尺度特征,多局限于1-2个县级观测站范围内,而1999年以来共发生了4次日暴雪站点超过4个的海效应暴雪事件,称之为大范围海效应暴雪。本文对这4次过程进行综合分析,重点分析了降雪时间、空间特征,环流背景场特征,以及冷空气活动情况。再重点针对暴雪站点最多的2010年12月30日海效应暴雪个例,利用雷达资料、雷达反演水平风场和数值模拟对其进行了详细研究。从降雪的时空特征来看,山东半岛大范围海效应暴雪均发生在12月份。暴雪日当天,烟台地区最强降雪发生在00时—08时,威海地区则在08时—14时期间回波峰值达到最大值。暴雪站点均位于低山丘陵的北部,烟台(包括牟平)、威海(包括文登、荣城)地区是海效应暴雪最主要的分布区。在环流背景方面,大范围海效应暴雪发生时,500hPa的冷涡距离山东半岛较近,通常在我国东北地区上空,位于40°N—48°N、120°E—128°E之间。小范围海效应暴雪过程(日暴雪站点1-2个),冷涡一般距离渤海和山东半岛较远。在850hPa温度与海气温差的变化中,小范围过程与大范围相比最显著的区别在于暴雪后期。小范围过程后期冷空气强度不足,850hPa温度回升明显快于大范围过程,导致海气温差迅速下降,影响了降雪强度。研究雷达资料发现,强降雪过程中,烟台、威海的强回波带均呈西北—东南走向,且与山东半岛东北部海岸线近乎平行。随着西北风的增强,烟台强回波带逐渐向东移动,而威海强回波位置少动,“列车效应”明显。雷达反射率因子强回波带的位置与风场的辐合区有很好的对应关系。强回波开始产生于渤海,减弱也是始于海上。烟台强降雪过程中,纬向方向海上的回波强度始终强于烟台：经向方向上,由于山地丘陵地形的强迫抬升作用加强了上升运动,使得强降雪阶段烟台的回波强度大于海上。整个降雪过程中,强回波带的高度均集中在700hPa(3km)以下。通过对反演风场的分析发现,对流层低层水平方向切变线的移动,会引起强回波带的方向和位置发生变化。烟台强降雪过程中,北端切变线位置相对稳定,南端切变线逐渐西移,引起强回波带以雷达站为中心沿顺时针方向旋转；威海南端切变线位置相对稳定,北端切变线逐渐西移,强回波带则沿逆时针方向旋转。垂直方向上,雷达强回波带的位置与风场辐合区相对应。烟台的风场辐合自近地面开始向上延伸,辐合区高度越高,雷达强回波中心的位置也越高：而威海东侧的风场辐合起始高度略高,影响了上升运动。辐合切变线是由经过辽宁南下的东北风与山东半岛的西北风(西风)辐合构成的,切变线受到西风分量减弱的影响而发生移动。对WRF模式输出的物理量场分析发现,山东半岛海效应降雪的水汽主要来自于渤海,近海面的西北风将水汽输送到山东半岛,并在半岛北部辐合,降雪落区也主要在北部沿海地区。降雪时高湿区主要集中在850hPa以下,湿层浅薄。强降雪发生在对流层低层相当位温脊线附近。对流运动发生在对流层低层,属于浅层对流。强烈的上升运动集中在对流层低层,上升运动的强弱直接影响降雪量的大小,上升运动越强,降雪量越大。
【学位单位】：中国海洋大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2015
【中图分类】：P426.63

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本文编号：2809434