【摘要】：本文基于對福建省冬季強(qiáng)降水進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,關(guān)注在冬季風(fēng)偏北氣流冷干空氣入侵下的沿海復(fù)雜山脈環(huán)境中的強(qiáng)降水,省內(nèi)冬季仍可發(fā)生50mm—200mm的日降水。采用EOF、REOF、North檢驗(yàn)等方法對2011—2016年12月、1月、2月歐洲中心的福建冬季降水資料進(jìn)行分類,依據(jù)福建氣象服務(wù)中心發(fā)布的暴雨中心位置,選取位于福建內(nèi)陸的第1、第4兩個(gè)模態(tài),并依據(jù)時(shí)間序列分別對兩模態(tài)進(jìn)行樣本合成分析,第1模態(tài)合成降水中心位于福建西北,即福建省與江西省的交界處。第4模態(tài)降水中心位于福建南部及東南部地區(qū),這與多年統(tǒng)計(jì)的福建暴雨中心基本相符。通過對環(huán)流場和溫度場的合成分析,揭示在不同模態(tài)的強(qiáng)降水中心位置上空的1000hPa層處,與強(qiáng)降水相配合,均有自北向南的漸近線形輻合氣流,并有鋒區(qū)配合,形成上百公里天氣尺度漸近線形鋒生輻合線,強(qiáng)降水均位于輻合軸線左側(cè)氣旋式風(fēng)切變處,這是一類以往未有具體討論的東南沿海地區(qū)的冬季強(qiáng)降水系統(tǒng)。對兩模態(tài)的輻合線通過輻合線客觀判定方法判別顯示,這是一類較為淺薄的低層降水系統(tǒng)。建立跟隨系統(tǒng)的坐標(biāo)系,針對這兩種漸近線形鋒生輻合線系統(tǒng)進(jìn)行動力結(jié)構(gòu)和熱力結(jié)構(gòu)分析可知,在較為冷干少雨,低層盛行偏北風(fēng)的冬季,漸近線形輻合線在雨區(qū)低層形成較強(qiáng)的輻合上升區(qū),其溫度鋒區(qū)與漸近線輻合氣流相交,形成鋒生環(huán)境,鋒面熱力結(jié)構(gòu)的抬升與漸近線形輻合線的動力輻合抬升疊加,增強(qiáng)了雨區(qū)上升運(yùn)動;同時(shí),輻合線風(fēng)分量又將臨近的臺灣海峽及東海海面的水汽匯集到強(qiáng)降水區(qū),與中高層副高邊緣偏南氣流相向而行,構(gòu)成較為深厚的水汽輸送層;通過非絕熱加熱,形成深厚的熱力對流不穩(wěn)定,并通過干區(qū)向濕氣團(tuán)下楔入,形成下干上濕的濕動力不穩(wěn)定。以及假相當(dāng)位溫隨高度增加而遞減,形成上暖濕下冷干的對流不穩(wěn)定層。因此漸近線形鋒生輻合線成為福建地區(qū)冬季強(qiáng)降水的一類重要系統(tǒng),影響著冬季強(qiáng)降水的發(fā)生發(fā)展及落區(qū)。由于此類系統(tǒng)位于低層且淺薄,易受到省內(nèi)山脈地形影響。運(yùn)用WRF模式的驗(yàn)證試驗(yàn)和敏感性試驗(yàn)對比,探討地形和熱力環(huán)境對漸近線形鋒生輻合線以及伴隨的強(qiáng)降水發(fā)生發(fā)展過程影響機(jī)制。結(jié)果表明,凝結(jié)潛熱加熱可影響輻合線的輻合位置與強(qiáng)度、鋒生區(qū)的位置及強(qiáng)度,進(jìn)而影響系統(tǒng)的活躍。中層潛熱加熱,抑制平流感熱冷卻進(jìn)入暖氣團(tuán),維持降雨區(qū)熱力不穩(wěn)定及降水強(qiáng)度。漸近線形鋒生輻合線有利于造成福建冬季大范圍降水中出現(xiàn)強(qiáng)降水,其中凝結(jié)潛熱釋放具有重要貢獻(xiàn)。下墊面山脈影響機(jī)制的試驗(yàn)?zāi)M顯示,對第一種位于北部武夷山的漸近線形鋒生輻合線將武夷山高度降低至50米,則影響漸近線形輻合線位置和走向,使原有偏東北-西南走向的輻合線,在缺少武夷山阻擋下轉(zhuǎn)呈西北-東南走向,鋒區(qū)也減弱。對第二種位于南部玳瑁山的漸近線形鋒生輻合線,將玳瑁山和博平嶺高度降低至50米,則缺少玳瑁山和博平嶺的阻擋,輻合線轉(zhuǎn)向,并推進(jìn)到海岸線,此處山脈移除同樣引導(dǎo)并造成鋒生區(qū)減弱。因此,山脈在增強(qiáng)鋒生系統(tǒng)和漸近線形輻合線系統(tǒng),進(jìn)而形成地形抬升、鋒面抬升、輻合線動力抬升疊加的過程中起著重要作用。綜合上述結(jié)果,漸近線形鋒生輻合線疊加了鋒生動力過程、環(huán)境熱力條件,地形促發(fā)效應(yīng)以及系統(tǒng)對水汽輸送的引導(dǎo)調(diào)節(jié),有效支持了冬季福建地區(qū)強(qiáng)降水的發(fā)生維持,是一類冬季強(qiáng)降水重要系統(tǒng)。
【學(xué)位授予單位】：南京信息工程大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：P426.6;P441
【圖文】：

3.1.1 冬季福建地區(qū)強(qiáng)降水統(tǒng)計(jì)特征圖 3.1 顯示了福建省 2011-2016 年的年平均降水的年際演變，六年降水量的平均值為 1755mm，降水最多的為 2016 年，高達(dá) 2432mm，降水最少是 2011 年，降水量為1432mm，2016 年降水量是 2011 年的 1.7 倍。6 年的平均年降水量的變化幅度達(dá)到1000mm。圖 3.2 所示為 2011-2016 年福建省 6 年各月平均降水總量，可以看出相比較夏季，冬季（12,1,2 月）在福建是一個(gè)少雨期。 夏季的 6,7,8 月降水量最大，其中 8 月降水量最高，達(dá)到 305mm,約為 1 月福建省平均降水量的 6 倍。但是在福建冬季（12 月至次年 2 月）也常發(fā)生強(qiáng)降水，即日降水量>50mm 的強(qiáng)降水。尤其是 2016 年，冬季累計(jì)降水 343.6 -541.6mm,12 月和 1 月的 2 次強(qiáng)降水過程，其中 1 次降雨量超 100 mm 的有 2個(gè)縣市，最大為廈門市海滄區(qū) 196 mm；第 2 次降雨量超過 100 mm 的有 6 個(gè)縣市，最大為廈門市海滄區(qū) 178 mm[1]。均造成強(qiáng)降水災(zāi)害。

3.1.1 冬季福建地區(qū)強(qiáng)降水統(tǒng)計(jì)特征圖 3.1 顯示了福建省 2011-2016 年的年平均降水的年際演變，六年降水量的平均值為 1755mm，降水最多的為 2016 年，高達(dá) 2432mm，降水最少是 2011 年，降水量為1432mm，2016 年降水量是 2011 年的 1.7 倍。6 年的平均年降水量的變化幅度達(dá)到1000mm。圖 3.2 所示為 2011-2016 年福建省 6 年各月平均降水總量，可以看出相比較夏季，冬季（12,1,2 月）在福建是一個(gè)少雨期。 夏季的 6,7,8 月降水量最大，其中 8 月降水量最高，達(dá)到 305mm,約為 1 月福建省平均降水量的 6 倍。但是在福建冬季（12 月至次年 2 月）也常發(fā)生強(qiáng)降水，即日降水量>50mm 的強(qiáng)降水。尤其是 2016 年，冬季累計(jì)降水 343.6 -541.6mm,12 月和 1 月的 2 次強(qiáng)降水過程，其中 1 次降雨量超 100 mm 的有 2個(gè)縣市，最大為廈門市海滄區(qū) 196 mm；第 2 次降雨量超過 100 mm 的有 6 個(gè)縣市，最大為廈門市海滄區(qū) 178 mm[1]。均造成強(qiáng)降水災(zāi)害。

圖 3.3 2011-2016 年冬季（12,1,2 月）平均降水量（單位：mm）圖 3.4 為 2011 年-2016 年各年 1 月（冬季代表月）的月平均降水分布。圖 3.4a-f 為2011-2016 年 1 月的月平均降水分布情況，與福建省年降水量分布情況相似，2011 年 1月降水量最少，2016 年降水量最多，并且，海峽東岸臺灣島東北角及其右側(cè)海域是冬季強(qiáng)降水高發(fā)地區(qū)。而福建省各年 1 月降水在空間上均呈現(xiàn)一個(gè)北多南少的分布特征，福建東南部沿海區(qū)域的平均降水量相對較少，為深入了解福建省冬季降水分布情況及其形成機(jī)制，本文選取 12,1,2 月進(jìn)行福建省冬季降水的研究。

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本文編號：2767028