【摘要】：對2009-2016年江蘇龍卷事件的環(huán)境場進行統(tǒng)計與診斷,并對兩次典型龍卷過程的環(huán)境場進行數(shù)值模擬,探討近海岸平原地區(qū)的江蘇在春夏季節(jié)成為中國強龍卷最高頻發(fā)生地的特殊性,重點關注在江蘇地區(qū)由環(huán)境中尺度鋒面系統(tǒng)及其相互疊加構成的復雜龍卷環(huán)境場的特征,以及對環(huán)境場的不穩(wěn)定增強效應,從環(huán)境鋒面系統(tǒng)疊加造成的抬升、旋轉以及穩(wěn)定度等方面對龍卷強對流天氣環(huán)境場影響效果與影響機制進行分析。期望為沿海平原地區(qū)龍卷發(fā)生發(fā)展理論研究、模擬研究、以及龍卷預報預警提供重要參考。依據(jù)2009-2016年江蘇省氣候中心年報對江蘇省強對流天氣進行的統(tǒng)計分析,顯示蘇北地區(qū)是江蘇省龍卷的高發(fā)區(qū),鹽城和徐州又是蘇北地區(qū)最易發(fā)生龍卷天氣的地區(qū),主要發(fā)生時期為春夏季節(jié),多數(shù)為雙鋒面匯聚過程。對徐州沛縣(2009年)和鹽城阜寧(2016年)的兩次龍卷強對流環(huán)境場進行診斷分析顯示,兩次龍卷強對流均為兩個中尺度鋒面相遇,徐州龍卷環(huán)境場為變形場鋒生和海風鋒,鹽城龍卷環(huán)境場為中尺度氣旋鋒面和岸濱鋒。環(huán)境場中內陸系統(tǒng)和海岸帶系統(tǒng)逐漸匯合疊加并且相互作用,鋒面附近的垂直剖面均顯示中低層有強烈的二級環(huán)流和垂直運動中心,低層風場垂直切變旋轉效應強烈。對兩次龍卷環(huán)境場的WRF控制實驗模擬結果顯示,中尺度雙鋒面系統(tǒng)伴隨的不同方向二級環(huán)流相遇造成局域中低層風速垂直切變扭轉,有利于驅動和增強局地正渦度增量;雙鋒面二級環(huán)流垂直上升支的趨近與疊加,可造成平原地區(qū)強烈的系統(tǒng)性抬升運動,有利于環(huán)境場內局地強對流活躍。這種環(huán)境場的局地旋轉與系統(tǒng)性抬升的合成效應,將有利于區(qū)域內局地龍卷類強對流天氣的發(fā)生發(fā)展。平坦地區(qū)雙鋒面疊加的控制實驗還顯示,不穩(wěn)定CAPE高值區(qū)和相對螺旋度(SRH)均為逐漸擴大范圍、逐漸向阜寧覆蓋、逐漸增強。并逐步在阜寧附近獲得強中心。在SRH高值范圍中,存在呈現(xiàn)離散型分布團塊狀的SRH強度中心,顯示雙鋒面疊加有利于區(qū)域內離散的局地小尺度旋轉系統(tǒng)活躍。通過增加山脈改變江蘇省地形的敏感性試驗,探討非平原地區(qū)地形對區(qū)域不穩(wěn)定影響,以及與平原雙鋒面系統(tǒng)疊加的影響差異。結果顯示:由于假設山脈與氣旋鋒面走向接近,并位于海岸帶系統(tǒng)岸濱鋒北端,因此對內陸鋒面系統(tǒng)影響強于對海岸帶岸濱鋒。地形敏感性試驗還顯示:試驗中的CAPE(對流有效位能)不穩(wěn)定高值區(qū)和SRH(風暴相對螺旋度)高值區(qū)分別一直處于山脈南部和東南部,范圍和強度基本穩(wěn)定少變,但是CAPE值高于無山脈控制實驗,而SRH值低于控制實驗量值一半。顯示由山脈對氣流的定常阻擋抬升效應造成的不穩(wěn)定,地形抬升強度大于系統(tǒng)抬升;而山脈造成的定常旋轉性明顯小于控制實驗鋒面系統(tǒng)疊加的相對螺旋度SRH作用效果。
【圖文】：

１１５Ｅ邐１２０Ｅ逡逑圖２．２金風科技公司在江蘇省沿岸風機位置示意圖逡逑２．１．６邋ＷＲＦ數(shù)值模擬結果輸出數(shù)據(jù)逡逑木文使用的ＷＲＦ模式模擬輸出數(shù)據(jù)，為采用ＮＣＥＰ邋ＦＮＬ作為初始輸入場的ＷＲＦ逡逑模式模擬的產(chǎn)品數(shù)據(jù)，對模擬的龍卷對流天氣下的抬升系統(tǒng)進行診斷分析。逡逑２．２方法介紹逡逑２．２．１渦度方程各項計算逡逑采用了邋Ｐ坐標和ｚ坐標兩種系統(tǒng)下的渦度方程。逡逑ｐ坐標下的渦度方程用于對再分析資料的區(qū)域平均渦度計算，再分析資料中風場三逡逑分量為：標準等壓面上的Ｕ、Ｖ、（０。逡逑ｄｃ邐，，邐ｄｃ邋ｄｃｓ邋ｄｃ邋ｄｕ邋ｄ＼＞邋，ｄｗ邋８ｕ邐ｄｗ邐ｄｖｓ邐、逡逑－邋＝邐—＋邋ｖ－）－ｗ—－Ｃ（——＋邋—）邋＋邋（邐）邐（１）逡逑ｄｔ邐ｄｘ邋ｄｙ邋ｄｐ邋ｄｘ邋ｄｙ邋ｄｙ邋ｄｐ邐ｄｘ邐ｄｐ逡逑８逡逑

測風哨逡逑１２０Ｅ逡逑圖２．１江蘇省氣象局的沿海三個風塔監(jiān)測位置示意圖逡逑２．１．５金風科技公司江蘇沿岸風機的風場監(jiān)測資料逡逑使用了金風科技公司在江蘇省沿岸風電場的風場監(jiān)測資料，包括沿岸四個風機場，逡逑主要采用的數(shù)據(jù)來源于射陽縣沿岸１６個風電場１００ｍ的風速與風向資料和如東縣沿岸逡逑４０個風電場的風速資料。逡逑卜邋邐邐邐邐邐邐逡逑３５Ｎ，＇、邐、邐ｙｒ邋，逡逑一邐．喊水邐；逡逑＿Ｊ邐（邐大庿Ｙ逡逑＇－ｆＪ邋如逡逑ｋ邋Ｖ，￥邋；逡逑３０Ｎ邋４—＾邐Ｃ１－，—逡逑１１５Ｅ邐１２０Ｅ逡逑圖２．２金風科技公司在江蘇省沿岸風機位置示意圖逡逑２．１．６邋ＷＲＦ數(shù)值模擬結果輸出數(shù)據(jù)逡逑木文使用的ＷＲＦ模式模擬輸出數(shù)據(jù)，為采用ＮＣＥＰ邋ＦＮＬ作為初始輸入場的ＷＲＦ逡逑模式模擬的產(chǎn)品數(shù)據(jù)，對模擬的龍卷對流天氣下的抬升系統(tǒng)進行診斷分析。逡逑２．２方法介紹逡逑２．２．１渦度方程各項計算逡逑采用了邋Ｐ坐標和ｚ坐標兩種系統(tǒng)下的渦度方程。逡逑ｐ坐標下的渦度方程用于對再分析資料的區(qū)域平均渦度計算
【學位授予單位】：南京信息工程大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：P445

【參考文獻】

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本文編號：2628781