【摘要】：本文利用多種觀測資料對2014年8月31日~9月2日重慶地區(qū)一次大暴雨過程進(jìn)行天氣學(xué)分析,在此基礎(chǔ)之上利用WRF 3D-Var同化系統(tǒng)將常規(guī)探空資料同化進(jìn)WRF模式的初始場中,對比分析同化探空觀測資料對模式模擬的降水分布特征、中尺度系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、云微物理過程及挾卷作用的影響,最后利用同化后模式輸出的高時空分辨率結(jié)果對此次暴雨過程的濕位渦特征進(jìn)行診斷分析。得到以下主要結(jié)論:(1)天氣學(xué)分析表明,此次暴雨是在對流層高層200 hPa南亞高壓與高空急流造成的高層輻散、500 hPa大槽以及副高西移這種有利的大尺度環(huán)流背景下,對流層低層的西南渦、切變線和低空急流在重慶地區(qū)發(fā)生發(fā)展的結(jié)果;低渦切變線發(fā)展移動過程中α和β中尺度對流云團(tuán)之間的相互作用是暴雨形成的主要原因。(2)模擬結(jié)果對比表明,同化與未同化探空資料的模式均較好的模擬出了此次暴雨過程的大尺度環(huán)流特征及中尺度系統(tǒng),同化探空資料后模式對降水的模擬結(jié)果尤其是暴雨以上量級的改進(jìn)尤為明顯。(3)對比分析表明,與此次暴雨的發(fā)生密切相關(guān)的大尺度系統(tǒng)(南亞高壓和副熱帶高壓)、中尺度系統(tǒng)(低渦和急流)以及水汽輸送的強(qiáng)度在同化探空資料后都得到了增強(qiáng),這為中尺度對流系統(tǒng)的發(fā)展維持提供了更加有利的條件。模擬的中尺度系統(tǒng)具有低層輻合、高層輻散、正相對渦度發(fā)展旺盛并伴有強(qiáng)上升運(yùn)動的垂直結(jié)構(gòu)特征,強(qiáng)降水中心上空700 hPa雖為水汽通量散度輻合最強(qiáng)的地方,但非水汽通量的最大值區(qū)。同化探空資料后模式模擬的散度、渦度、水汽通量及水汽通量散度、垂直速度以及大氣熱力結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和高度較未同化探空資料的模擬結(jié)果都得到不同程度的增強(qiáng),這也是同化觀測資料后模式的模擬結(jié)果較好的主要原因之一。(4)云微物理過程和挾卷作用的分析結(jié)果表明,同化探空資料首先通過改進(jìn)模式的大尺度場的質(zhì)量,進(jìn)而對模式中云微物理過程中的成云降水機(jī)制產(chǎn)生影響,提高對降水的模擬效果;同化常規(guī)探空資料后的模擬結(jié)果有效地減弱了積云發(fā)展過程中挾卷作用對降水帶來的負(fù)面影響。(5)濕位渦診斷分析表明,“正負(fù)區(qū)疊置”的MPV1垂直配置有利于暴雨的發(fā)生,降水主要出現(xiàn)在表征冷暖空氣交匯的MPV1正負(fù)過渡帶內(nèi);MPV2的垂直結(jié)構(gòu)顯示,對流不穩(wěn)定和條件性對稱不穩(wěn)定之間的相互作用可能是導(dǎo)致此次暴雨的主要觸發(fā)機(jī)制;MPV極值的異常增加與降水的發(fā)生有一定的對應(yīng)關(guān)系;條件對稱不穩(wěn)定對強(qiáng)降水區(qū)域前兩個階段的降水起主要作用,對流性不穩(wěn)定對強(qiáng)降水區(qū)域第三階段(最強(qiáng)階段)的降水起主要作用。
【學(xué)位授予單位】：蘭州大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：P458.121.1
【圖文】：

蘭州大學(xué)碩士學(xué)位論文 重慶地區(qū)一次大暴雨過程的數(shù)值模擬研究以上的強(qiáng)回波區(qū)（圖 3.5 a、b）。從 RHI 的結(jié)構(gòu)可以看出，在大量層狀云降水回波中夾雜著幾個柱狀回波，高峰部分達(dá)到了陣雨高度，較低的平坦部分則只有連續(xù)性降水所具有的高度，降水回波頂高度維持在 8～9 km 左右，最強(qiáng)回波強(qiáng)度為 45 dBZ（圖 3.5 c、d）。以上分析表明，此次降水過程為混合型降水，既有層狀云連續(xù)性降水的特征，又具有積狀云對流性降水的特征。（a）（b）

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2787083