马旭林[1]2004年在《一次江淮强暴雨中尺度系统发生发展的数值试验及机制分析》文中提出江淮梅雨暴雨是我国典型的气象灾害之一。淮河流域梅雨期继1991年出现持续性大暴雨造成严重洪涝灾害后，2003年6月～7月又出现了持续性梅雨暴雨异常天气过程。目前我国和国外的许多气象学者对江淮梅雨暴雨曾作了大量有意义的工作，取得了许多积极的成果。然而，由于观测资料及其梅雨天气自身内在作用的复杂性，至今还未能完全认识其发生、发展和演变的机制，尤其对于中小尺度天气过程的规律还需要更深入的研究。 利用美国新一代中尺度天气和研究数值模式(WRF)，对发生在2003年7月4日的江淮梅雨强暴雨过程进行了数值模拟。模拟结果很好地描述了本次强暴雨及其中尺度系统发生、发展的时空演变过程。运用高时空分辨率的模式结果，从热力、动力结构、湿有效能量和湿位涡等多个角度，着重分析讨论了对这次天气过程有直接影响的低空急流、中尺度低涡等中尺度系统，探讨了影响这次天气过程的中尺度系统的发生、发展特征和物理机制，试图为更进一步的研究和暴雨预报提供一些依据。 本文的研究结果表明，中尺度低空急流、高空扰动对中尺度低涡系统的发生发展有加强和促进作用；低层辐合和高层辐散是降水系统的发展的动力条件。中尺度低涡的动力、热力结构配置有利于其快速发展。湿有效能量的积聚和输送为强降水的发生、发展提供了充分的物质条件；由于沿陡立等熵面的空气上滑运动，因倾斜涡度发展造成了中尺度低涡系统垂直涡度迅速增加，促进了低涡的快速加强，形成强对流系统，导致强暴雨过程的发生。中尺度低涡在安徽东部移动过程中的“打转”和在等熵面上沿梯度密集等压线的运动和强烈发展，对这次强降水过程具有重要作用。同时指出，湿有效能量的水平分布对于暴雨预报具有一定的指示意义，倾斜涡度发展是中尺度低涡加强的机制之一。
濮梅娟[2]2005年在《暴雨天气动力过程及强降水增幅机理的研究》文中提出暴雨是影响江苏的主要灾害性天气之一。1954年、1991年、1998年、2003年江淮流域的洪涝,2000年8月底,江苏东北部的洪涝等,都是由暴雨或大暴雨引发。本文运用天气学、统计学、动力诊断和数值模拟方法,对影响江苏的梅汛期暴雨和台风暴雨过程进行了分析,对暴雨的环流特征、中小尺度天气系统、动力热力条件和强降水的增幅机理等进行了比较细致的探讨,获得了一些有意义的结果。 1.分析了暴雨天气环流特征和动力热力条件。对江苏2003年梅汛期暴雨和非暴雨过程进行合成分析,得出江苏梅汛期暴雨天气过程环流特征和热力动力条件:500hPa上中纬度有华北低槽,西太平洋副高季节性北抬西伸,120°E脊线在26°N,586线在长江口,四川西部浅槽东移,冷暖空气交汇于淮河流域以南地区。有暴雨日,地面均有冷锋或静止锋与之配合,锋面的位置偏北(在31—34°N之间)。副高西侧有西南或偏南低空急流(≥12m/s)向江苏输送暖湿气流,使垂直方向的温湿层结结构发生变化,构成对流不稳定,上下层温湿差动平流,使不稳定能量由低值区向高值区积累。急流附近非地转风使气压梯度力与地转偏向力不平衡,风场低层垂直切变增大,里查逊数(Ri)随之减小。涡度、散度、垂直速度合成垂直剖面图上:低层辐合,高层辐散,无辐散层在400hPa附近,暴雨发生在较深厚层次的上升运动中,沿119°E垂直速度经向剖面图上,江苏淮河流域(32—33°N),垂直速度ω<0,从地面一直伸展到500hPa以上,最小负值为-25×10~(-3)hPa/s。非暴雨过程则反之,基本为下沉区,ω≥0。 2.揭示了中尺度对流复合体MCC活动特征和发生发展条件。运用卫星红外云顶亮温(T_(BB))资料,分析了2003年7月4—5日大暴雨天气过程中尺度MCC活动特征表明,影响江苏的中尺度MCC由典型的中—β(γ)云团组成,大暴雨区与T_(BB)<-70℃区域对应,降水强度与T_(BB)成正相关,即T_(BB)值越低,降水越强。在成熟期中,T_(BB)最低值达到-75℃以下,对流通常都突破了对流层顶。较强的高空辐散、低层辐合对梅雨锋区产生中尺度低值系统有激发作用,有利的环境场形成的高空辐散、低空辐合和上升运动是中尺度MCC发生发展的重要条件。气旋性涡度场对积云对流活动具有组织和增强作用,中尺度MCC的发展与涡度经向剖面图上深厚的中尺度涡管相对应,涡管向垂直方向发展,MCC强烈渡梅娟博士论文摘要发展。对流不稳定对MCC发生具有触发作用,低层暖湿不稳定气流的维持,水汽、能量的聚集,是MCC发展的基础,MCC发展是江苏暴雨的直接制造者。 3.揭示了暴雨的多普勒天气雷达回波特征。分析多普勒天气雷达径向速度、回波强度、反射率、风暴相对速度、垂直风廓线等产品,发现在多普勒径向速度图上,暖平流与大尺度辐合在测站近距离迭加和在较远距离存在冷平流,有利于水汽垂直输送和辐合上升运动,有利于暴雨的产生。逆风区存在垂直风切变,辐合气流很强,是分析产生暴雨的一个重要指标。强回波中心朝着辐合区方向移动。降水回波中,积云和积雨云强度超过45dBz的强回波具有极高的降水效率。强降水时段,垂直风廓线图上风向随高度强烈顺转和风向随高度逆转,均能产生短时的强降水。如果从底层到中高层均转为偏北风,强降水将迅速结束。这些与暴雨中小尺度系统发生发展相关的特征,为进一步开展暴雨分析和预报提供了参考。 4.揭示了暴雨中尺度系统发生发展及强降水增幅的物理机理。通过2000年8月30一31日江苏省东北部特大暴雨过程分析,发现中尺度系统是特大暴雨产生和增幅的重要成员。中一p尺度的能量锋区,是特大暴雨维持和增幅的主要中尺度系统。利用锋生函数对地面中一p尺度能量锋区的发生发展进行诊断表明:锋生函数的变形项起了决定性作用,辐合项也有较明显的贡献,非绝热加热项作为一种可能的触发机制,在锋生初期有着重要作用,但对锋区的维持,其贡献并不明显。利用二维中尺度方程对锋区进行数值模拟表明:在能量锋区附近驱动产生了垂直涡旋,在涡旋上升支部位,将高能区的暖湿空气向上输送形成降水,使原有降水强度增强,在涡旋下沉支通过下沉气流使雨滴迅速下落,同时拖曳冷空气使地面降温,使得锋区维持和加强,致使涡旋得以维持或增强,再次促使雨强增幅。 中一p尺度能量锋区形成以后,在锋区附近产生中一p尺度东风辐合线系统,响水之IOmm雨团的高频区(共21个频次)与中一p尺度东风辐合线高频次的准东西向和准南北向分布,更替相关,其辐合线高频区和雨团的主频区相一致。 分析地面速度平流散度F得出,强雨团与F>0的强中心趋于一致,当aF__,~一_一_,、.一一一,.一.~一、,_,,、_____刁尸__._‘.~__牛>O时与强雨团的维持及其雨强增幅关系十分明显,即兰兰>0时,辐合增强,次--------一’一”-一’----一’次
冯伍虎[3]2006年在《强暴雨中尺度系统发展结构和机理的非静力数值模式模拟研究》文中进行了进一步梳理本文利用观测分析、数值模拟以及动力学诊断相结合的方法,对我国两类中尺度强暴雨系统发展结构和机理进行了较深入研究,其中主要包括以下八个方面的研究成果。 1.台风登陆变性低压暴雨和典型梅雨锋暴雨的对比研究 台风登陆变性低压和典型梅雨锋是造成我国暴雨洪涝灾害的两类重要天气系统。为此,我们选取了“96.8”台风登陆变性低压暴雨过程和“98.7”梅雨锋低涡切变线暴雨过程。观测分析、数值模拟和热力、动力诊断结果指出,这两次暴雨过程都与α-中尺度对流系统(MαCS)和β-中尺度对流系统(MβCS)的生成和强烈发展直接相关。但其发生、发展及结构演变并不尽相同。 2.“96.8”台风登陆变性低压暴雨的α中尺度系统结构及发展机理研究 卫星云图分析可以看出,造成我国晋、冀、豫严重内陆灾害的“96.8”台风登陆变性低压暴雨的产生和台风低压中形成的强α-中尺度对流系统密切相关。 天气观测事实分析可以得知,“96.8”特大暴雨是在大、中尺度天气系统和高、中、低纬环流系统相互作用而形成的有利环流形势下产生的。稳定的大型鞍形场和北移台风低压与其东侧副热带高压的相互作用是“96.8”特大暴雨发生的大、中尺度环流条件;而北移的α-中尺度台风低压及其特有的动力热力结构与该暴雨的发生和持续直接相关。 成功的非静力中尺度数值模式模拟结果分析揭示:发展的台风低压具有气旋性涡柱的暖心高湿结构,在涡柱低空是湿对流不稳定和负湿位涡结构;强垂直上升运动与高空强辐散、低空强辐合及对流云团的发展互耦;与台风低压相伴的强南风急流不仅是台风低压和对流云团发展与维持的互伴互耦条件,而且也是暴雨产生与维持的必备条件。 3.“98.7”梅雨锋低涡切变线暴雨的β-中尺度系统结构及发展机理研究 大、中尺度天气系统和云图分析指出,“98.7”特大暴雨过程不仅与500hPa短波槽和700hPa低涡切变线以及地面梅雨锋系的生成和发展密切相关,而且与沿低涡切变线相继生成和强烈发展的MαCS与MβCS直接关联。 双向相互作用的二重、叁重和具有2km水平分辨率的四重嵌套细网格域D04的模拟结果揭示:(1)中-β尺度切变线在鄂东沿江低空强烈发展及辐合中心的出现与其中-β低涡的形成和发展直接关联。(2)中-β切变线强烈发展的垂直结构:强辐合层和强辐散层复式迭置并与强上升运动耦合发展;强涡度层和强位涡度层与强辐合层互伴发展;低空湿位温中心与中空饱和水汽带共存。(3)中-β低涡生成的垂直结构:散度和上升运动均呈双支柱状发展;涡度和位涡度均呈单支柱状发展;高湿能柱呈双支耦合发展,水汽通道呈阶梯斜升状。(4)中-β低涡发展的垂直结构:V字型散度柱和上升运动柱互耦发展;涡度和位涡度呈双支柱状;双支高湿能拄强烈发展,阶梯斜升水汽通道变宽增厚。至此低涡发展达最强,其结构具有典型性。模拟结果还指出,发展时空分辨率更高的多重嵌套网格模拟技术和应用四维资料同化方法,将有助于更细致的了解中-β强对流系统发生和发展的结构及其演变,并能进一步提高对暴雨落区及雨强的预报水平。(5)低涡云水和雨水的发生发展场结构是由带状向柱状发展,雪和云冰的发生发展场结构在高空呈带状发展。(6)强降水雨带和暴雨中心与700hPa高值θ。带和中心以及强风中心有相当好的对应关系,强暴雨中心位于强急流中心的北侧;低层位涡的分布与模拟的降水量分布几乎重合,这表明中尺度系统的发展与低层高PV带形成相联系。
王欢[4]2005年在《“03.7”江淮梅雨锋暴雨中尺度系统的诊断与模拟研究》文中研究说明本文采用地面高空常规观测资料和卫星云图资料,对2003年7月4日至5日的江淮梅雨锋暴雨过程进行了初步的天气诊断分析,发现本次强降水过程是在环流形势稳定背景下受西风带500hPa低槽、850hPa切变线、中尺度低涡和地面静止锋的共同影响造成的。 应用非静力中尺度数值预报模式MM5对本次过程进行了24小时模拟,结果较好地再现了中β尺度暴雨系统的发展过程,进而利用时空分辨率较高的模式输出资料,对与这次暴雨过程相伴随的中β尺度系统的结构、生消变化状况及其可能的形成机制进行了研究。结果表明:梅雨带上强烈发展并东移的多个中β尺度对流系统是造成这次江淮暴雨最直接的影响系统。高低空急流的耦合配置是本次江淮地区出现大暴雨的重要原因。对称不稳定可能是中β尺度系统发生发展的一种重要机制,在中β尺度系统发生的弱对流不稳定区,湿位涡的斜压项mpv2起了主导作用。在对流系统发展初期,锋生强迫下的次级环流加强了锋生区附近大气低层的风向风速辐合,它与对流活动有正反馈作用。导致本次降水活动停止的根本原因不是上升运动条件的变化,而是在中低层水平环流及梅雨锋上次级环流影响下,导致暴雨区低层湿空气逐渐被干空气替代的结果。水汽敏感性试验证明水汽条件在中β尺度系统的发生发展过程中起着关键性作用。
孙淑清, 周玉淑[5]2007年在《近年来我国暴雨中尺度动力分析研究进展》文中提出总结了近十年以来中国气象科研人员在暴雨中尺度动力分析研究领域的主要研究成果,从大尺度环流背景与中小尺度系统的相互作用、高低空急流、低涡、位涡与对流涡度矢量、螺旋度、不稳定等方面对它们进行了分类概括。对暴雨中尺度动力分析研究的回顾表明,以往常用的数值模拟、能量转换收支分析、涡度、散度、涡度收支、涡度平流、温度平流、各种不稳定指数等的诊断仍然是暴雨中尺度动力分析的主要手段,但是,近年来,除了位涡、螺旋度等动力变量在暴雨中尺度动力分析中的广泛应用以外,一些新的物理量,如非均匀饱和广义湿位涡、对流涡度矢量以及有限区域风场分解方法在暴雨中尺度动力分析中也得到了更多的应用。
慕建利[6]2009年在《陕西关中强暴雨中尺度对流系统研究》文中研究表明暴雨一直是业务天气预报服务重点,更是预报难点,在陕西汛期日常预报中暴雨预报就有失败或不理想的状况,因为受特定地理环境影响,陕西暴雨具有历时短、强度大、局地性和突发性强的特征,大气环流表现为不同的形势。所以,要做好陕西的暴雨预报,不仅要研究其普遍性,还要研究其特殊性,加强预报的针对性和预见性,有助于做好防灾减灾等预报服务。2007年8月8—9日陕西关中暴雨天气过程历时短、强度大、突发性强为历史罕见,暴雨发生前影响系统不明显,关中处于中纬度高压坝控制之中,南部没有急流存在,没有明显的水汽和能量输送,给暴雨的预报带来极大的困难,加之对该类暴雨研究极少,预报员很难找到暴雨预报的着眼点,从而使暴雨的预报出现了较大的误差。为了揭示该类暴雨的发生发展规律,提高该类暴雨的预报准确率,本文以此暴雨个例做为研究对象。在过去研究和实际业务天气预报中发现,研究中NCEP资料等虽然有较好的预报能力,但在时效和获取方面有时存在问题,难于在实际中及时应用,影响研究的应用效果,T213资料对陕西暴雨是有一定的预报能力,产品及时有效,在实时业务天气预报中使用方便。所以,本文综合利用T213(0.5625°×0.5625°)资料和近年来高时空分辨率观测资料(包括地面区域逐时加密观测资料、分钟降水资料、FY—2C卫星、多普勒雷达资料以及分钟地闪等资料),通过天气学分析、动力和热力诊断、数值模拟等方法,对上述个例进行了细致的分析研究,总结了该类强暴雨发生发展的有利环境背景,分析了其形成的可能原因,揭示了强暴雨中小尺度对流系统的发生发展规律、叁维结构,特别是暴雨过程中叁个大暴雨中心的MβCS(MγCS)的细微结构特征,为该类强暴雨的短时临近预报预警提供思路和预报着眼点。主要结论有:1、“07.8”关中强暴雨是在高中低空有利的环流配置下,不同纬度天气系统共同作用的结果,对流层中层青藏高原高压和西太平洋副热带高压形成的高压坝在陕西中部断裂对暴雨的形成至关重要,它与低层东西向切变线和高层西风急流入口区右侧发散场的相互配合为强暴雨的形成提供了有利的大尺度环流背景。2、关中周围水汽的集中为暴雨形成提供了水汽和位势不稳定条件,水汽的聚集是通过偏东气流的输送实现的,而水汽的快速变化形成关中暴雨的突发性和历时短而强的特征;强降水的发生和减弱与水汽的局地变化、水汽平流和近地层水汽的增加和减少密切关联。高空反气旋涡度的发展形成强烈的“抽吸作用”和次级环流圈是暴雨形成的动力机制。3、关中强暴雨过程的东西向雨带与秦岭山脉和关中地区喇叭口地形有关,雨带上的降水非均匀分布,强暴雨集中在岐山、礼泉和高陵叁个中心,它们是由一个MαCS的发生发展产生的,MαCS又是由2个MβCS合并发展而成,其内部对流单体的发展合并和独立加强形成不同的降水中心,这些对流单体的发展是由地面中尺度辐合系统产生的,强降水落区与地面中尺度辐合系统有很好的对应关系。4、地闪的发生和急剧增加对暴雨发生和发展加强有很好指示意义,初闪的发生提前于强降水发生,地闪急剧增加与降水强度猛增密切关联,负地闪发生密集区是未来强降水发生区。5、非静力中尺度WRF模式能成功地模拟出关中地区的突发性强暴雨过程。模拟结果表明,此次强暴雨与一个中α尺度低涡的生成密切相关,其内部强烈发展的中β(或中γ)尺度对流系统直接产生了岐山、礼泉、高陵强暴雨中心的对流降水。产生这3个强暴雨中心的MβCS有不同的流场、动力、热力垂直结构。在日常天气预报中,把握这些结构特征,为预报提供参考。垂直结构上,中低层不同的方向和不同层次的气流流入中β尺度降水云塔,在不同高度上形成了不同的垂直环流支,云塔中的上升气流一直伸展到200 hPa(或150 hPa)后向东南、东北流出。动力、热力垂直结构上,歧山暴雨中心450 hPa以上为强辐散,450 hPa以下暴雨中心南、北两侧结构相反,南侧为弱辐散、辐合,北侧为辐合、弱辐散。垂直上升运动先向南、后向北倾斜、再直至对流层顶;涡度柱与相当位温的双高能、双重不稳定层结柱和中层两个暖心、上下冷心的温度柱互相耦合。礼泉和高陵暴雨中心:整层强上升运动柱与强散度柱和正涡度柱耦合;礼泉上升运动柱是一个高、低层冷而中上层强暖心的近饱和水汽柱,具有典型“鞍”型场的不稳定层结结构;高陵暴雨中心南缘550 hPa以下是强能量和温度离差锋区,其上空400 hPa以下为近饱和的水汽柱。根据上述研究结果,可以得出关中该类强暴雨短时临近预报预警的着眼点:1)500hPa上空,中纬度地区为青藏高原高压和副热带高压形成的高压坝控制时,高压坝能否断裂形成切变线是暴雨预报的关键;高空南亚高压东北侧发散流场的形成对暴雨的发生有指示意义。2)水汽的局地变化、水汽平流和近地层水汽的增加和减少对该类暴雨的发生发展和减弱消亡有较好的指示意义。3)根据初闪发生的时间、负地闪发生密集区和地闪的急剧增加可估计未来强降水可能发生的时间、地点和强度。4)将卫星、地闪和雷达资料以及NWP与引导气流和地面中尺度系统等结合起来,分析推断未来MCS的发展演变,可以提前短时临近预报预警的时效。今后还应当不断地对产生陕西暴雨的特殊个例进行分析研究,使预报人员对暴雨发生发展的规律有更多的认识,从而提高暴雨预报的准确率。
王亦平[7]2007年在《台风外围强暴雨的发生发展及其增强和维持机制研究》文中认为在2000年12号台风(Prapiroon)影响期间，其外围对淮河流域东北部造成了一次罕见的特大暴雨。本文利用非静力平衡的中尺度模式ARPS(V5.2)，使用1°×1°NCEP再分析资料，运用ADAS叁维同化系统对雷达回波、红外云图进行了同化，然后进行了48小时数值模拟，并设计了四个敏感性试验。通过对几种不稳定、CVV、水平垂直环流与中尺度深湿对流系统之间关系的诊断分析，揭示了本次台风外围异常暴雨形成的内在机理。研究结果表明：(1)对流云团的演变分为叁个阶段：分别是30日01～12时、30日13～23时、31日00～06时。四条对流带在响水交汇，一是高空槽前的对流系统向东南方向移动；二是沿西南低空急流方向的西南．东北对流带；叁是响水偏南方向生成的对流带；四是响水东南方向沿海地区生成向西北移动的对流带。(2)中低层对流不稳定是深湿对流系统发生的先决条件，深湿对流系统的中低层还是斜压不稳定、条件对称不稳定，而对应中高层必须有斜压不稳定和条件对称不稳定。由于低层存在辐合，使得周围湿空气向暴雨区集中，对流单体在响水汇聚，且发生合并增强，从台风左前方向响水输送对流不稳定能量，是暴雨区对流不稳定重新建立和加强的重要机制。(3)深湿对流系统的高层西(北)侧为负MPV_2柱，东(南)侧为正MPV_2柱。深对流系统中惯性不稳定柱总是伴随强的惯性稳定柱，且惯性不稳定与惯性稳定相间分布。深湿对流系统西(南)侧为负CVV柱，而东(北)侧为正CVV柱，负CVV柱对深湿对流单体起激发作用。(4)四个敏感性试验分别揭示了潜热加热、台风、高空槽、副高使对流不稳定区范围扩大，并使对流不稳定的高度升高，加强了台风向暴雨中心输送的高能舌，向暴雨中心输送更多的不稳定能量；增加大气中高层斜压性，使对称不稳定加大；加强低层辐合和低层水汽通量散度辐合、并增强对流单体上升运动；增加水平θ_e梯度和风垂直切变，产生深的负CVV柱。(5)潜热加热能够引起热成风调整，并驱动中尺度环流，产生中尺度辐合线和β中尺度涡旋。台风、高空槽、副高等天气系统对中尺度辐合线和β中尺度涡旋的激发也有显著的影响，对对流单体起组织和加强的作用；促使暴雨中心附近垂直方向顺切变环流的生成，补充对流单体加强和发展所需的干冷气流，增强高低空急流及非地转性，使高低空急流的耦合加强，从而加大风垂直切变，增加高层惯性不稳定，加大低层惯性稳定，导致高层辐散和低层辐合均加强，并产生正涡度柱，形成散度与涡度相互耦合的动力机制。
武文辉[8]2007年在《云贵高原东段初夏暴雨的观测、诊断与模拟》文中进行了进一步梳理处于青藏高原东南坡的云贵高原东段具有特殊的地理位置、地形和下垫面条件，暴雨天气具有其特殊的机制。本文按照背景分析、观测分析、诊断分析、数值模拟的思路，对一次典型低槽冷锋类大暴雨天气进行了分析，得到一些有意义的结论。通过普查21年暴雨个例资料，将造成高原初夏暴雨划分为：低槽冷锋(静止锋)、南支槽热低压、中尺度低涡切变叁种类型。利用观测资料，详细地分析了一次典型低槽冷锋型暴雨的天气过程和环境条件。发现此次过程有4个强雨团的活动，包含了两种不同类型的降雨天气形式，出现了一系列的Mcs系统。高低层急流的相互作用是导致此次暴雨的重要原因。正是由于西风带系统的一次大的调整，引起的高低层急流加强，导致低层冷暖空气在高原的交汇引起了此次暴雨过程。低层流场中，本次暴雨是不同纬度的叁支气流共同作用的结果，南北两条锋面的活动对暴雨有着重要的影响。在垂直结构中，对流形成了中低层强烈的正涡度和负散度的耦合、中高层负涡度和强的辐散耦合的有利配置。此次暴雨过程存在两条涡度“输送带”：中高纬度对流层高层位涡下滑扰动是低层中尺度低涡发生发展的重要因素，700hP附近越横断山脉的西南气流由于摩擦和沿地形下滑等作用，也造成涡度的输送。湿位涡分析发现，沿倾斜湿等熵面下滑的冷空气也导致了SVD发展，冷暖空气在湿等熵面上的作用，产生湿斜压不稳定，触发斜压不稳定能量的释放，使得暴雨增幅。利用WRF模式成功地模拟了此次高原初夏暴雨天气过程，表明凝结潜热引起深厚非绝热加热作用导致了非地转风，引起了高低层急流的变化，也引起的非地转涡度与散度相互协调过程，正涡、辐散、低压的相互耦合，使β中尺度对流系统发展。最后，提出了该区域一类初夏暴雨的概念模型，反映出影响暴雨的各因素之间相互作用关系；提出了锋面系统南移不连续传播的观点，指出在初夏影响西南的北方锋面在南移过程中存在着不连续传播的现象，而高原北侧低层的锋生是初夏高原暴雨的重要影响因子；提出了乌蒙涡概念，指出发源于乌蒙山北麓附近的β中尺度乌蒙涡，是一类不同于西南涡的局地涡旋，是云贵高原东段暴雨和强对流天气的主要低层影响系统之一。
赵玉春[9]2007年在《热带扰动引发华南前汛期暴雨的机理研究》文中研究说明利用多种观测资料，通过天气学分析、位涡反演、动力学和热力学诊断，并结合中尺度数值模式WRF进行数值模拟和敏感性试验，对一次热带扰动引发的华南前汛期暴雨典型个例进行了细致的研究，探讨了热带扰动及其伴随着的深厚湿对流系统的动力热力结构、热带扰动发展的物理原因以及暴雨的形成机制。结果发现：(1)热带扰动中心为高假相当位温结构、辐合和涡旋特征主要位于对流层低层、正涡度柱和非绝热加热柱向北倾斜，加热柱两侧存在热力直接或间接的中尺度次级环流，低层辐合区和上升运动区位于热带扰动的北侧或东北侧。深厚湿对流发生在扰动系统的北侧或东北侧，强上升气流在对流层中下层从东南向西北倾斜上升，达到对流层高层之后以西南气流的形式向外辐散。湿对流系统在700-400hPa平均气流的动力引导下向下游移动。(2)大气内部动力过程并不能导致热带扰动快速发展，而非绝热加热才是热带扰动和暴雨中尺度系统发展的主要物理机制。降水凝结加热反馈对热带扰动系统发展和暴雨的形成最为重要，其次为边界层过程加热，地面热通量的作用次之，辐射的直接加热作用最小。(3)非绝热物理过程对热带扰动发展影响的主要物理途径为：非绝热加热制造了对流层中、低层(边界层)的位涡，使对流层中、低层高度场降低，对流层中高层高度场升高，形成对流层中低层中尺度低压和中高层中尺度高压的耦合发展，中低层辐合的气旋性环流和中高层辐散的反气旋性环流相配合，在对流降水区强迫出上升运动，使热带扰动系统进一步发生发展。(4)热带扰动引发华南前汛期暴雨的物理机制为：在有利的天气尺度背景条件下，对流层低层南支槽区的正涡度分离影响南海热带洋面(或南海热带洋面有残留的正涡度扰动)，在南海北部洋面形成弱的气旋性扰动。之后在南海洋面潜热、感热通量以及边界层的热通量作用下，热带扰动进一步发展，天气尺度强迫加强，促使热带扰动区爆发深厚的湿对流，对流爆发后对热带扰动存在正反馈效应。热带扰动增强后在对流层中层引导气流的作用下快速向北推进影响华南地区，此时低空急流增强、水汽输送加大，天气尺度强迫的上升运动使中尺度对流发生、发展和维持，从而引发华南暴雨。当暴雨中尺度对流系统移动到华南中尺度地形上空时，地形迎风坡的动力强迫抬升以及喇叭口地形的机械夹挤作用形成的地形性辐合增强暴雨，降水凝结加热对热带扰动和中尺度暴雨系统存在正反馈作用。(5)热带扰动引发华南暖湿区暴雨短期预报的着眼点如下：首先要关注华南以南低纬地区低层的气旋性风向和风速扰动，扰动系统的大风轴是否与大气可降水量高值带相重合；其次分析天气尺度环境场是否有利于扰动系统快速发展，警惕扰动系统在伴随有深厚对流系统活动时可能快速增强；最后分析对流层中层环境气流的方向，了解是否存在热带扰动和深厚湿对流系统北上影响华南的引导机制。湿对流暴雨发生在低层扰动系统大风轴前端的辐合区中。
段海霞[10]2006年在《“049”川渝暴雨的中尺度分析》文中进行了进一步梳理中尺度低涡与切变线系统上不断发生发展的中尺度对流系统是造成强降水的主要系统。西南涡在中国暴雨的形成中扮演着重要的角色,因此运用常规资料、非常规资料和中尺度模式资料相结合,对西南涡暴雨的环流形势以及中尺度对流系统发生发展的背景场进行分析研究,进而探讨中尺度低涡、中尺度对流系统及中尺度暴雨系统的发生发展机理,具有重要的理论和实际意义。 本文首先采用NCEP/NCAR再分析资料、常规资料和TBB、自动站等非常规资料对2004年9月3～7日发生在四川省和重庆市暴雨过程的大尺度环流形势和天气系统进行分析,结果表明:“049”强降水与9月初大尺度环流形势的转变和越赤道气流的加强密切相关,携带大量水汽的西南气流与北方弱冷空气于9月2日交汇在四川省东部及重庆市地区,导致了这次强降水的发生;高空环流形势有利于此次“049”川渝暴雨的发生;造成此次川渝暴雨的主要天气系统是出现并停滞在盆地附近的低涡(西南涡)与切变线,而切变线上不断有中尺度对流云团的发生发展是导致暴雨的主要原因。西南涡持续维持在四川盆地东部,导致持续性强降水。 使用NCEP/NCAR再分析资料对此次“049”暴雨过程的准地转Q矢量及湿位涡(MPV)进行分析,揭露了暴雨期准地转Q矢量散度场、涡度场以及锋生函数的分布特征以及与暴雨之间的时空配置关系,指出了Q矢量对此次暴雨过程的发生具有一定有利的作用;条件性对称不稳定以及对流不稳定对此次暴雨过程也起了关键的作用。 用MM5V3模式较为成功地模拟了2004年9月3～6日川渝暴雨过程。用数值模式资料从更小的时空尺度上对中尺度对流系统及其发生发展的背景场进行分析后认为:(1) 对流层低层水汽的大量集中以及对流不稳定条件的存在可能对中尺度对流系统的发生发展提供了有利的背景;(2) 对流层低层正涡度、高层负涡度,低层辐合、高层辐散以及整层为上升运动的背景条件,这种形势有利于中尺度对流系统的发生和发展;(3) 500hPa层持续的高空正涡度平流以及700hPa低层暖平流非常有利于低涡的维持;(4) 200hPa西风急流和850hPa低空急流的配置非常有利于此次强降水的发生发展以及维持;(5) 位涡分析结果表明低层正位涡的存在对暴雨发生发展起着重要的作用。(6) 通过对凝结潜热与地表热通量的敏感性试验认为:凝结潜热释放与地表热通量能够加强暴雨区辐合辐散程度、垂直速度以及低涡的发展,从而对中尺度暴雨过程有及其重要的影响。
参考文献：
[1]. 一次江淮强暴雨中尺度系统发生发展的数值试验及机制分析[D]. 马旭林. 南京气象学院. 2004
[2]. 暴雨天气动力过程及强降水增幅机理的研究[D]. 濮梅娟. 南京信息工程大学. 2005
[3]. 强暴雨中尺度系统发展结构和机理的非静力数值模式模拟研究[D]. 冯伍虎. 兰州大学. 2006
[4]. “03.7”江淮梅雨锋暴雨中尺度系统的诊断与模拟研究[D]. 王欢. 南京信息工程大学. 2005
[5]. 近年来我国暴雨中尺度动力分析研究进展[J]. 孙淑清, 周玉淑. 大气科学. 2007
[6]. 陕西关中强暴雨中尺度对流系统研究[D]. 慕建利. 南京信息工程大学. 2009
[7]. 台风外围强暴雨的发生发展及其增强和维持机制研究[D]. 王亦平. 南京信息工程大学. 2007
[8]. 云贵高原东段初夏暴雨的观测、诊断与模拟[D]. 武文辉. 南京信息工程大学. 2007
[9]. 热带扰动引发华南前汛期暴雨的机理研究[D]. 赵玉春. 南京信息工程大学. 2007
[10]. “049”川渝暴雨的中尺度分析[D]. 段海霞. 南京信息工程大学. 2006
标签：气象学论文; 对流层论文; 热带低压论文; 暴雨论文; 四川暴雨论文; 安徽暴雨论文; 空气对流论文; 南方暴雨论文; 最强台风论文; 梅雨论文; 台风预警论文;