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2009年6月3～4日我国黄淮地区强飑线天气过程分析

作　者: 孙虎林
导　师: 张人禾；罗亚丽
学　校: 中国气象科学研究院
专　业: 物理海洋学
关键词: 强飑线灾害性大风生命史演变四维变分同化风场反演中低层结构
分类号: P458.2
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

2009年6月3～4日,我国黄淮地区遭遇了一次生命史长、系统移速快、影响范围广并产生严重灾害的强飑线天气过程。本论文采用多种具有较高时空分辨率的地面观测资料,及多普勒天气雷达三维数字组网系统和四维变分同化反演技术生成的高分辨率资料,从不稳定能量的产生、积累、触发及对流单体向飑线的组织等方面对此次强飑线过程的形成背景进行了讨论,从雷达回波结构、地面气象要素场特征和强对流天气现象分布特征三个方面具体分析了本次飑线系统的生命史演变特征,并利用反演出的三维风场对本次过程对流强盛期及系统成熟期的中低层结构进行了分析,得到以下主要结论:(1)东北冷涡西南部高空槽后强西北气流带来的冷空气和黄淮地区近地面晴空辐射增温与本次飑线的发生密切相关,低层较干且温度直减率较大的环境大气是本次过程地面出现灾害性大风的有利条件。(2)增强阶段是本次飑线过程的对流强盛阶段,对流核区的宽度和垂直伸展高度均在增强阶段达到最大,系统在成熟阶段对流活动有所减弱但水平尺度达到最大,这可能与地面辐散和辐合区在增强阶段强度较强但范围较小而在成熟阶段范围较大但强度相对较弱有密切关系。(3)对本次飑线系统及伴随的强对流天气现象的分析发现,在系统成熟阶段,地面雷暴高压和飑前阵风锋达到最强且强对流天气现象出现范围最大,飑线系统水平尺度达到β中尺度上限,系统内存在两条对流强回波带,它们之间云的特征及强对流天气现象具有明显差异。(4)根据反演出的风场,分析了系统成熟期飑前弱回波区、飑线主体对流强回波区、飑后弱回波过渡带和层云次强回波区内水平散度和垂直速度的垂直分布,弱回波过渡带和次强回波区在整个中低层均为下沉运动,且弱回波过渡带内下沉运动要强于次强回波区,下沉气流较强而低层辐散层较薄的结构特征与地面出现灾害性大风关系密切。

全文目录

摘要  3-4
Abstract  4-8
第一章绪论  8-20
  1.1 引言  8-9
  1.2 飑线国内外研究进展  9-17
    1.2.1 飑线的发生条件和组织方式  9-10
    1.2.2 飑线的生命史演变特征  10-12
    1.2.3 飑线的中尺度结构特征  12-15
    1.2.4 飑线的数值模拟  15-16
    1.2.5 多普勒天气雷达风场反演及在飑线研究中的应用  16-17
  1.3 论文主要关注的科学问题  17
  1.4 论文的主要内容及章节安排  17-20
第二章形成背景分析  20-28
  2.1 资料  20
  2.2 层结不稳定的产生  20
  2.3 不稳定能量的积累  20-23
  2.4 不稳定能量的触发  23-24
  2.5 环境风垂直切变的作用  24-25
  2.6 地面灾害性大风出现的有利环境条件  25-26
  2.7 本章小结  26-28
第三章生命史演变分析  28-52
  3.1 资料和方法  28
    3.1.1 资料  28
    3.1.2 分析方法  28
  3.2 阶段划分  28-31
  3.3 雷达回波结构及演变  31-36
  3.4 地面气象要素场及演变  36-43
  3.5 强对流天气现象分布及演变  43-50
  3.6 本章小结  50-52
第四章对流强盛期和系统成熟期结构分析  52-66
  4.1 4DVAR同化反演方法介绍  52-53
  4.2 试验设计  53
  4.3 对流强盛期中低层结构分析  53-58
    4.3.1 雷达回波与风场结构  53-56
    4.3.2 水平散度和垂直速度的垂直分布  56-57
    4.3.3 飑线对流强盛期中低层结构模型  57-58
  4.4 系统成熟期中低层结构分析  58-64
    4.4.1 雷达回波与风场结构  58-61
    4.4.2 水平散度和垂直速度的垂直分布  61-63
    4.4.3 飑线系统成熟期中低层结构模型  63-64
  4.5 本章小结  64-66
第五章结论和讨论  66-69
  5.1 全文总结  66-67
  5.2 讨论  67-69
参考文献  69-73
致谢  73-74
个人简介  74

2009年6月3～4日我国黄淮地区强飑线天气过程分析

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