2010年5月6-7日华南暖区暴雨中一次飑线过程的分析研究

【摘要】：2010年5月6-7日，广东省北部、东部及珠三角大部分地区出现暴雨到大暴雨、局部特大暴雨的强降水过程。本文运用NCEP再分析资料、地面加密观测资料、高空观测资料、多普勒雷达观测和雷达风场反演资料，分析研究了此次暴雨过程的天气背景，造成暴雨的一次飑线系统的触发、组织发展维持及三维结构特征，并运用WRF模拟的高分辨率资料，讨论低空急流与尾部入流在飑线系统组织过程中的作用，主要结论如下： （1）此次飑线过程发生于200hPa高空辐散区，500hPa高空槽后，对应地面准静止锋锋前暖区内。其850hPa北侧为切变线，东南侧存在低空急流。对流区上干下湿不稳定层结明显，垂直风切变为中等强度。 （2）该飑线系统为后部扩建型，对流单体由西风受广西大瑶山脉地形阻挡而触发。发展过程中两广交界处不断有新单体生成，东移发展并入原对流带，至盛期对流带东段出现弓形回波结构。 （3）飑线系统的组织发展过程中存在对流带与对流单体的锢囚及弓形回波的演变发展。单体发展及对流带的形成与地面中尺度风场特征关系密切，锢囚过程中地面辐合线及中层中气旋起组织作用。强降水拖曳、雨滴蒸发冷却增强了下沉气流及中层冷空气入流，共同造成地面后部辐散出流，促进弓形回波发展。该飑线系统成熟阶段地面存在冷池，后部无明显层状云。垂直结构上可见前部向后的上升气流与中层入流的干冷空气辐合后于飑线后方下沉。与经典飑线类似，但无涡旋对，雷暴高压也不明显。 （4）通过模拟分析发现，系统发展初期，对流区呈强烈的大气不稳定层结，西南低空急流为对流区提供充足的水汽，也有利于触发大气层结不稳定。系统发展阶段，低空急流使得飑线系统西南侧的水平涡度增强。水平涡度引发的垂直环流通过促进不稳定区能量释放，影响对流系统生消发展。弓形回波发展至成熟阶段，低空急流减弱，近地面负浮力、中层西北气流的偏北风分量及飑线后部的反气旋式涡旋共同造成尾部入流。尾部入流与前部环境风切变二者平衡，促进不稳定区风场辐合，激发对流新生及维持其发展。同时尾部卷入的干空气下沉，加速水滴的蒸发和凝结潜热的释放，形成负位温扰动冷池中心，维持飑线发展。 【关键词】：暖区暴雨 飑线 锢囚 冷池 弓形回波
【学位授予单位】：中国气象科学研究院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：P458.121.1
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-7
• 目录7-9
• 第一章 引言9-17
• 1.1 研究背景和意义9
• 1.2 飑线国内外研究进展9-15
• 1.2.1 飑线的组织形式及生命史演变特征10-11
• 1.2.2 飑线的中尺度结构特征11-12
• 1.2.3 飑线的触发维持机制12-14
• 1.2.4 多普勒天气雷达风场反演应用及数值模拟14-15
• 1.3 论文的主要内容和章节安排15-17
• 第二章 暴雨过程环流背景17-25
• 2.1 资料说明17
• 2.2 暴雨过程雨情17-18
• 2.3 暴雨过程天气背景18-23
• 2.3.1 高低空天气形势18-20
• 2.3.2 大气层结状况及对流指数20-23
• 2.4 本章小结23-25
• 第三章 飑线系统的演变过程25-31
• 3.1 形成阶段25-26
• 3.2 发展阶段26-27
• 3.3 成熟阶段27-28
• 3.4 消散阶段28
• 3.5 本章小结28-31
• 第四章 飑线系统的结构特征31-41
• 4.1 系统触发机制31-32
• 4.2 系统发展阶段32-38
• 4.2.1 对流带与单体锢囚33-36
• 4.2.2 弓形回波的形成发展36-38
• 4.3 系统成熟阶段38-39
• 4.3.1 水平结构特征38
• 4.3.2 垂直结构特征38-39
• 4.4 本章小结39-41
• 第五章 WRF 模拟41-59
• 5.1 WRF 模式简介41
• 5.2 模拟方案设计41-42
• 5.3 模拟与实况对比42-45
• 5.3.1 飑线系统的演变42-44
• 5.3.2 飑线系统过程降水44-45
• 5.4 低空急流分析45-49
• 5.4.1 低空急流概况45-47
• 5.4.2 低空急流引发的垂直环流47-49
• 5.5 尾部入流分析49-56
• 5.5.1 尾部入流的概况和形成机制49-53
• 5.5.2 尾部入流的作用53-56
• 5.6 系统形成机理56
• 5.7 本章小结56-59
• 第六章 结论与讨论59-61
• 6.1 主要研究结论59-60
• 6.2 讨论60-61
• 参考文献61-65
• 致谢65-67
• 个人简介67

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