山西夏季短历时强降水的系统配置及关键物理量阈值的研究

发布时间：2020-11-19 23:09

　　利用2013~2015年山西省自动站观测资料,筛选出近三年山西汛期(6-9月)典型的短历时强降水[≥20 mm·h~（-1）]天气个例。然后利用常规气象观测资料以及多普勒天气雷达、卫星和微波辐射计等探测资料对短历时强降水典型个例进行分析,运用天气学原理及天气学分析方法对短历时强降水典型个例进行分型,总结出主要系统影响型;运用物理量资料及精细化监测资料提取短时强降水时关键物理量的阈值;借助上述关键物理量构建短时强降水预报模型,并利用2016年汛期的短时强降水天气进行预报试验评估。结果如下:山西每年汛期发生20 mm·h~（-1）以上的强降水平均达1076.9次,三类强降水中雨强为50 mm·h~（-1）的频次年际变化最明显;7月发生短时强降水的次数最多,9月最少;山西短时强降水多发区位于太原及周边地区和晋东南的长治、晋城一带;短时强降水具有明显日变化特征,00~05时出现较少,07时、10时、15时、17时前后是短时强降水的高发时段,10时出现频率最高。产生短时强降水的天气形势有高空槽/冷涡型、副热带高压型、台风间接影响型和西风槽/冷涡+副热带高压型。统计发现对短时强降水预报有指示意义的物理参数有16个,即T-Td(850hPa)、T-Td(700hPa)、T-Td(500hPa)、K指数、SI指数、CAPE、湿层厚度、抬升凝结高度、0-6km垂直风切变、θse(500-850)、SWEAT指数、过程云顶亮温最低值、强回波中心强度和GPS/MET水汽梯度。利用隶属函数对各参数进行转化,建立预报短时强降水天气数学模型,并对2016年6~9月的短时强降水天气进行预报试验,结果表明模型具有一定预报能力。
【学位单位】：兰州大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2017
【中图分类】：P412;P457.6
【部分图文】：

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2.1 资料本文所用资料均来自山西省气象信息中心。地面站点为山西省境内109个县级自动气象观测站及其所辖的1727个区域加密自动站（图2-1）。图 2-1 山西县级自动站空间分布（1）、降水量资料2013～2015年6月1日～9月31日山西省1727个区域加密自动站逐时降水量观测数据。（2）、物理量资料2013～2015年6月1日～9月31日出现短历时强降水时的温度露点差（T-Td（850）、T-Td（700）、T-Td（500））、K指数、SI指数、CAPE值、湿层厚度(RH>80%，km)、抬升凝结高度(hPa)、0-6km垂直风切变(m/s)、θse（500-850）(℃ )、SWEAT等。（3）其他相关资料山西及其周边14部多普勒雷达拼图及其相关基数据资料中的回波强度、回波顶高(km)、垂直累积液态水含量VIL(kg/m2)资料。FY2系列卫星云顶亮温、山西省63个GPS/MET站反演的水汽资料。兰州大学硕士研究生学位论文山西夏季短历时强降水系统配置及关键物理量阈值的研究

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州大学硕士研究生学位论文山西夏季短历时强降水系统配置及关键物理量阈值的研表 3-1 2013-2015 年山西三类小时雨强频次及雨强极值特征值雨强频次/次最大小时雨强（mm·h20 mm·h-130 mm·h-150mm·h-1平均值/次 790.3 263 23.6 84.9均方差/次 92.45 52.13 5.44 9.81均方差偏离百分比 11.7% 19.82% 23.05% 11.55%从山西三类强降水雨强发生频次及强降水雨强极值的年际变化（图3-1）看出，三类小时雨强频次的年际波动变化较明显。平均而言，2013-2015年于50mm·h-1的小时雨强发生频次仅占短时强降水发生总频次的2%。另外，强降水极值的平均值为84.9mm·h-1， 2014年迅速增长为95.2mm·h-1。

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