海南岛海风环流三维结构的数值模拟研究

发布时间：2020-11-03 16:59

　　 本文利用中尺度模式WRF对2012年4月12日海南岛在无明显天气系统强迫下产生的一次典型的海风个例进行了数值模拟,目的在于揭示海南岛海风的三维结构及其演变特征。通过与观测资料的比较可看出,WRF模式能够较为合理地模拟出此次海南岛海风的演变特征。岛屿南北向的海风维持时间和强度明显大于东西向的海风环流,而东西部的海风环流开始时间、维持时间和强度都相差不大。午后辐合线主要分布在岛屿城市较密集的北部和西北部沿海地区,这样的分布与岛屿形状及地形密切相关。在向岸型背景风作用下,岛屿南部海风环流向内陆传播了约80 km,远大于东西部；岛屿西南部五指山和鹦哥岭两座山岭之间形成了强烈的沿峡谷分布的西南气流。垂直方向：白天岛屿西南部山地对海风起到了抬升、加强的作用,大地形结合向岸型背景风共同作用使得高空回流减弱；东部和北部平原地区的海风环流结构较完整,东部海风垂直伸展达1.8 km,而北部18时海风环流高度可达2.5 km。12时,海南海岸线附近的位温梯度大幅增大,从而激发了四面的海风；海风锋后是水汽储备的大值区,18时,岛屿山脉南侧(迎风坡)和岛屿中心东北部极易产生暴雨等强对流天气。岛屿复杂下垫面的感热通量、潜热通量等地表热量通量的共同作用使得海陆热力差异增大从而激发海陆风,它们同时也显著影响着岛屿上的对流活动。复杂地形下的海风结构特征对水平分辨率和边界层方案的敏感性也在本文中进行了探讨。水平分辨率对海风结构影响显著：高分辨率的模拟揭示了更精确的下垫面情况,也使得结构更加完整和复杂。此外,对比发现：MYJ边界层方案模拟的水平风速过大、却低估了海风向内陆的传播距离和海风厚度：而YSU模拟的海风风场结构更加贴近实际,结构也更加完整和明显,特别是对于海风锋前的对流单体以及高空回流显示的更加明显。
【学位单位】：南京信息工程大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2015
【中图分类】：P435.2
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 前言
    1.1 研究意义
    1.2 国内外研究进展
        1.2.1 海风结构特征
        1.2.2 数值模拟研究
    1.3 本文主要研究内容
    1.4 本文创新点
第二章 资料和方法
    2.1 资料说明
    2.2 研究个例选取
    2.3 模式的定制和初始化
第三章 海南岛海风环流三维结构的数值模拟
    3.1 模拟结果与观测的比较
    3.2 海风环流的三维结构
        3.2.1 海陆风水平结构及其演变
        3.2.2 海风垂直结构及其演变
    3.3 位温场的垂直结构
    3.4 水汽场的垂直结构
    3.5 下垫面热量、动量变化以及能量变化的影响
        3.5.1 感热通量
        3.5.2 潜热通量
        3.5.3 土壤热量通量
        3.5.4 表面温度
        3.5.5 摩擦速度
        3.5.6 边界层高度
        3.5.7 对流有效位能和对流抑制
    3.6 讨论和结论
第四章 海南岛海风三维结构对水平分辨率和边界层参数化敏感性的研究
    4.1 引言
        4.1.1 地形对海风的影响
        4.1.2 水平分辨率对海风结构的影响
        4.1.3 边界层参数化对海风结构的影响
    4.2 试验设计
    4.3 垂直风廓线
    4.4 对海风环流三维结构和边界层高度的影响
    4.5 讨论与结论
        4.5.1 水平分辨率的影响
        4.5.2 边界层参数化的影响
第五章 总结与展望
参考文献
致谢
个人简介

【参考文献】

相关期刊论文 前2条

1 周武;黄小丹;黄忠;肖伟军;;阳江地区海陆风特征及其影响[J];气象;2008年12期

2 东高红;何群英;刘一玮;解以扬;戴云伟;;海风锋在渤海西岸局地暴雨过程中的作用[J];气象;2011年09期

本文编号：2868844