采用WRF模式對東北冷渦背景下MCS過程進(jìn)行模擬,利用Barnes濾波將模式數(shù)據(jù)分解為3個(gè)尺度,分別代入相應(yīng)的能量方程中進(jìn)行計(jì)算,從能量角度研究MCS發(fā)展過程,多尺度系統(tǒng)能量相互轉(zhuǎn)化,以及動(dòng)能與降水的聯(lián)系。研究表明:在此次過程中各尺度之間都有位能向動(dòng)能的大量轉(zhuǎn)化,為系統(tǒng)發(fā)展提供能量。在對流單體發(fā)展到M CS成形前,中低層天氣尺度動(dòng)能減少,天氣尺度動(dòng)能向β中小尺度動(dòng)能轉(zhuǎn)換,促進(jìn)對流單體的發(fā)展;高層天氣尺度動(dòng)能增強(qiáng),對應(yīng)高空急流增強(qiáng),促進(jìn)對流系統(tǒng)發(fā)展;β中小尺度系統(tǒng)在中層對α中尺度系統(tǒng)有動(dòng)能輸送,促進(jìn)MCS形成。在MCS形成和發(fā)展階段,各尺度位能向α中尺度和β中小尺度動(dòng)能轉(zhuǎn)化達(dá)到最大。在MCS減弱階段,天氣尺度系統(tǒng)和α中尺度系統(tǒng)在中高層對β中小尺度系統(tǒng)有一定的抑制作用,使β中小尺度系統(tǒng)發(fā)展減弱。此次過程中β中小尺度系統(tǒng)是降水的直接成因,動(dòng)能變化的正值中心對應(yīng)大的降水中心。 

【文章來源】：大氣科學(xué)學(xué)報(bào). 2020,43(03)北大核心CSCD

【文章頁數(shù)】：11 頁

【部分圖文】：

2015年8月3日天氣形勢分析(陰影為雷達(dá)回波,單位:dBz;等值線為500 hPa高度等壓線,單位:dagpm;箭矢為200 hPa高度風(fēng)速大于30 m/s的風(fēng)場,代表急流所在區(qū)域,單位:m/s):(a)06時(shí);(b)10時(shí);(c)15時(shí)

利用模式第三層資料分析此次模擬情況,從3日00時(shí)—18時(shí)6 h累計(jì)降水量分布來看(圖2a—c),降水區(qū)域呈東北-西南向帶狀分布,與MCS的雷達(dá)回波位置對應(yīng),主要降水中心分別位于山東西北部和渤海兩處,最強(qiáng)降水量大于50 mm,降水強(qiáng)度大,局地性強(qiáng),具有明顯的中尺度特征。對比數(shù)值模擬和實(shí)況的6 h降水分布(圖2),可以發(fā)現(xiàn)模擬的降水結(jié)果在位置強(qiáng)度上與實(shí)況有較好的對應(yīng),模擬出了雨帶的東北-西南走向,但降水大值中心位置略有偏差,總的來說較好的模擬出了此次MCS過程的降水情況分布,因此采用此次模擬結(jié)果對3個(gè)尺度系統(tǒng)的能量變化進(jìn)行分析。圖3 2015年8月3日00—08時(shí)區(qū)域平均的動(dòng)能和位能隨時(shí)間高度變化(等值線表示能量的變率,單位:10-3 J·kg-1·s-1;實(shí)線為正值,虛線為負(fù)值):(a)天氣尺度動(dòng)能;(b)α中尺度動(dòng)能;(c)β中小尺度動(dòng)能;(d)天氣尺度位能;(e)α中尺度位能;(f)β中小尺度位能

圖2 實(shí)況(a、b、c)和模擬(d、e、f)的6 h累計(jì)降水(單位:mm)分布:(a、d)00—06時(shí);(b、e)06—12時(shí);(c、f)12—18時(shí)2.2 3個(gè)尺度系統(tǒng)動(dòng)能與位能變化


本文編號：3335120