一次龙卷的高分辨数值模拟和螺旋度诊断分析

发布时间：2021-04-01 06:59

　　本文利用中尺度WRF数值模式对2015年10月4日台风“彩虹”外围螺旋云带中的一次强龙卷过程进行了148m和48m的高分辨率数值模拟,对龙卷超级单体、TLV系统和龙卷内部精细化吸管涡旋及相应的物理机制进行了分析研究。结果表明:（1）此次龙卷产生于超级单体显著的钩状回波之中,配合有前悬回波、入流弱回波等典型特征。（2）利用148m分辨率的模拟结果分析了类龙卷涡旋TLV系统,主要表现为水平面上垂直涡度急剧增大,垂直方向上倾斜发展,呈内部下沉外围上升的结构,对应低层水成物呈现狭窄的触地漏斗状结构。（3）48m分辨率的模式结果成功模拟出龙卷内部的小尺度吸管涡旋系统,表现为上升气流UD和后侧下沉气流RFD交界处,从内钩状的涡度带中先后分裂的三个垂直伸展的涡度柱。其中位于涡度带中部的吸管涡旋内部存在强螺旋上升的垂直环流结构,为龙卷强爆发力的来源,其形成机制是地面强旋转和UD内上升气流的配合作用。（4）建立物理三维概念图反映了超级单体和TLV的精细化结构,表现为超级单体中部上升气流UD向上伸展,单体前、后侧出现下沉气流FFD和RFD,后部云墙之下低层水成物触地;RFD和UD耦合处产生强辐合,低层中气... 

【文章来源】：南京信息工程大学江苏省

【文章页数】：72 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

技术路线图

图 3.1 2015 年 10 月 4 日 0600 UTC（a）200hPa 风矢量（箭头，m/s）和水平风速（填色，m/s）、（b）500hPa 位势高度场（实线，位势米）、温度场（虚线，℃）、（c）850hPa 相对湿度（填色）、风矢量（箭头，m/s）和水平风速（等值线，m/s）、（d）地面气压场（等值线， hPa），及 24 小时变温（填色，℃），三角标志为佛山，红线为槽线3.2 模拟结果验证图 3.2a 是 2015 年 10 月 4 日 0600 UTC（世界时，以下同）台风“彩虹”登陆时雷达组合反射率实况。 如图所示，台风眼的位置于湛江南部坡头区，其外围的螺旋云带明显，向东北方向伸展。 此次佛山龙卷（用三角形符号标识）发生在台风外围东北侧的螺旋云带之中，盛行东南风，反射率达到 40 dBz 以上，对应着强烈的对流风暴。 图3.2b 为模拟的同时刻雷达反射率（分辨率 4km），可以看出，模拟的台风结构清晰完整，台风眼的位置与实况比较接近，外围螺旋云带的位置和回波强度与实况基本一致。

第三章 天气背景分析及模拟结果验证值线，单位：mm）、2 分钟平均风场（风向标）、龙卷路径叠加图（折线）、（辨率的 250m 高度雷达组合反射率（填色,单位：dBz）与 5 分钟降水（等mm）、TLV 路径叠加图（折线）.4 所示对模拟 TLV 中心近地面最大风速进行诊断，由此判定龙卷 UTC 之前为龙卷发展期，0645 UTC 至 0650 UTC 中心风速和涡度风速达到40m/s，涡度达0.25s-1，表明TLV达到成熟期，0655 UTC至落但依旧保持一定的强度，为维持期，0705 UTC 至 0715 UTC 便


本文编号：3112892