一次台风暴雨过程的机理研究

发布时间：2020-04-08 04:18

【摘要】：本文对2015年8月23日-24日发生在上海的一次台风暴雨进行了基本天气学分析,并利用位涡反演方法和数值模拟方法对暴雨过程的水汽条件、水汽输送、热力条件以及动力条件等方面进行了分析与探讨,对此次台风暴雨的发生机理有了一个较为全面的认识。主要得出以下结论:(1)本次暴雨过程主要由南下的冷空气与台风从洋面上带来的暖湿空气交汇而触发,高空形势体现为南下的冷槽与台风北侧延伸出的倒槽在长江中下游地区交汇。台风“天鹅”的强度增大过程,也能与强降水时段相对应。(2)台风“天鹅”为本次暴雨的主要水汽贡献来源,台风外围环流的偏东气流源源不断向暴雨区输送水汽。剔除“天鹅”相关联的扰动场以后,降水区域内水汽总量大幅度减少,而与台风自身扰动所对应的水汽通量数值较大,占总输入水汽通量的53.3%,进一步说明台风外围环流对于本次降水过程贡献了大量的水汽输入。同时,对比剔除台风后的假相当位温场,原始分析场中的大值区和暖湿舌消失,整个东南沿海被大陆干冷气团控制,假相当位温梯度大值带(锋区)消失,表明“天鹅”还为暴雨的发生提供了关键的热力条件。(3)结合模式模拟的结果与实况,暴雨区存在较明显的水汽辐合,以及台风外围偏东气流对其的水汽输送通道,降水区域水汽条件十分充足。上干下湿的层结,以及高层存在弱冷平流,低层存在弱暖平流的配置,使得不稳定能量得以积累;低层强的垂直风切变促进了深厚的不稳定能量得以释放。(4)暴雨发生前,我国华北地区存在一支南压的冷空气,到暴雨发生时,冷气团移动至30° N附近长江流域。上海地区此时处于高空槽前西北气流中,已经被干冷空气控制。低层不断累积的由台风带来的暖湿气流和不稳定能量,当高层有冷空气侵入时,大气层结发生变化,不稳定能量得以释放。充足的水汽条件结合动力抬升条件以及热力过程,共同触发了本次台风暴雨过程并使之得以维持发展。
【图文】：

区域图,位涡,区域,方案

米用ＹＳＵ邋（Ｙｏｎｓｅｉ邋Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ）方案，最外层区域Ｄ０１ＤＥ积云对流参数化米用Ｔｉｅｄｔｋｅ逡逑方案，第二层区域Ｄ０２没有采用积云对流方案。模式积分的初始时间为ＵＴＣ邋２０１５年逡逑８月１４日００时，，积分时长为２４６个小时。模拟区域如图２．２所示。逡逑１１逡逑

示意图,示意图,位涡,方案

逑－２邋－１邋－０．２邋－０．１邋０．１邋０．２邋１邋２逡逑图２．１邋２０１５年８月２３日０８时５００ｈＰａ高度场ＴＣ的反演区域和位涡扰动分布（位涡单位：１０－２ＰＶＵ、逡逑阴影为位涡绝对值大于０．１ＰＶＵ的区域，１邋ＰＶＵ＝１０－６ｍ２邋■邋ｓ＿１邋？邋／Ｃ邋？知＿１）逡逑２．３．２邋ＷＲＦ模拟方案设计逡逑本文第五章利用采用数值模式ＷＲＦＶ３．８版本利用每６ｈ邋—次、分辨率为１°邋Ｘ邋１°逡逑的美国ＮＣＥＰ全球再分析资料（ＦＮＬ）作为背景场，形成模式的初始场和边界条件。逡逑模式采用双重嵌套，最外层Ｄ０１的中心经纬度为３４°邋Ｎ和１３５°邋Ｅ，外层区域及第二逡逑层区域的格点数分别为２８０Ｘ２８０、３０１Ｘ３０１，对应的双层网格的水平分辨率分别为逡逑２４ｋｍ和４ｋｍ，，垂直方向为４１层，模式层顶取为５０ｈＰａ。逡逑模式中采用的物理过程分别采用以下方案：微物理参数化方案采用ＷＳＭ邋（ＷＲＦ逡逑Ｓｉｎｇｌｅ－Ｍｏｍｅｎｔ）邋６邋方案，长短波福射均米用邋ＲＲＴＭＧ邋（ｒａｐｉｄ邋ｒａｄｉａｔｉｖｅ邋ｔｒａｎｓｆｅｒ邋ｍｏｄｅｌ邋ｆｏｒ逡逑ＧＣＭｓ（ｇｅｎｅｒａｌ邋ｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎ邋ｍｏｄｅｌｓ））方案，陆面过程米用邋ｔｈｅｒｍａｌ邋ｄｉｆｆｕｓｉｏｎ邋方案，边界层逡逑米用ＹＳＵ邋（Ｙｏｎｓｅｉ邋Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ）方案
【学位授予单位】：南京信息工程大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：P458.121.1

【参考文献】