“09.05”山东春季极端暴雨多尺度综合分析

论文摘要

2009年5月9-10日鲁西北、鲁中北部地区出现极端暴雨天气过程,共有20个台站超过5月份有降水量历史记录以来的日最大降水量极值,造成了直接经济损失约8.0亿多元。因此,为了搞清楚这样打破历史记录的区域性极端暴雨天气过程发生、发展机理,提高此类暴雨短时天气预报的水平,本文综合应用常规、非常规资料、NCEP1°×1°的6小时再分析、FY2C等效辐射温度TBB、地面自动气象观测站资料以及多普勒雷达资料对这次极端暴雨过程进行了详细的天气学分析和研究,从而对这次极端暴雨有了更深刻的认识。本文得到以下主要结论：1、本次过程主要发生在鲁西北、鲁中北部地区,降水持续时间较长,强降水时段主要发生在9日20时到10日03时、10日06时到10时两个时段,从小时雨量分析,本次极端暴雨天气过程具有明显的中尺度特征。2、本次过程副高异常偏强,它制约和影响形成暴雨的中尺度系统的活动。低空急流、经向切变线、冷锋进入倒槽后形成的气旋波等是造成此次暴雨过程的主要系统,高、低空急流的耦合使暴雨得到维持和加强。从各物理量场分析,700hPa上垂直速度的水平分布与暴雨区有很好的对应关系,强降水发生在最大上升速度的高度由高向低转变的时段；垂直螺旋度对大范围暴雨的分析预报有一定的指示作用,螺旋度正值中心的高度由最高处转为下降时段是雨强最强时期。3、中尺度分析表明,引起“09.05”暴雨的中尺度系统具有中-β尺度对流系统MβCS的对流单体。最大降水中心出现在地面风速辐合并且流场发生逆时针弯曲的区域,降水中心出现在地面等温线密-疏的过渡区。强降水发生时,暴雨区地面散度逐渐变为若干个正、负区交错分布的特征,降水区就出现在正、负散度区交汇且等值线密集的负值一侧,即强降水区并不与地面强辐合中心相对应。4、雷达速度图上的逆风区对短时强降水有很好的指示意义,一般在逆风区出现1-2h后就有短时强降水产生,与逆风区对应区域反射率因子出现≥45dBz的回波区。在强降水时段的三个不同仰角同时观测到逆风区,说明暴雨区的扰动很强,上升运动剧烈。从雷达风廓线分析,随着超低空东北急流生成,在垂直方向上有动量下传,降水强度也随着增加。超低空急流的大小与降水强度有一定的关系,强降水时段对各高度层风速的要求不同,在0.3km和0.6km高度上分别出现12 m·s-1和14 m·s-1的东北急流对暴雨有一定的指示意义,但在0.9km高度上12～16 m·s-1对暴雨有一定的指示意义。在超低空出现东北急流情况下,低空西南风速增大太快不利于强降水的形成,12～14 m·s-1低空急流的出现对短时暴雨的产生有一定的指示意义。

论文目录

• 中文摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 我国暴雨的研究与进展
• 1.2 山东地理概况及气候背景
• 1.3 造成山东暴雨的天气尺度系统
• 1.3.1 气旋暴雨
• 1.3.2 台风暴雨
• 1.3.3 低槽冷锋暴雨
• 1.3.4 切变线暴雨
• 1.4 山东省暴雨的中尺度研究
• 1.5 本文研究的目的和内容
• 1.6 参考文献
• 第二章 山东暴雨气候特征分析
• 2.1 资料选取
• 2.2 方法
• 2.2.1 山东暴雨气候特征分析
• 2.2.1.1 趋势分析及其显著性检验
• 2.2.1.2 Hurst指数
• 2.3 气候特征分析
• 2.3.1 年际气候特征
• 2.3.2 春季气候特征
• 2.3.3 空间分布
• 2.4 小结
• 2.5 参考文献
• 第三章 "09.05暴雨"天气过程分析
• 3.1 天气概况
• 3.1.1 降水实况
• 3.1.2 降水特点
• 3.1.3 灾情概况
• 3.2 环流形势和影响系统
• 3.2.1 高空形势
• 3.2.2 地面形势
• 3.2.3 高低空急流配置
• 3.2.4 小结
• 3.3 诊断分析
• 3.3.1 水汽条件
• 3.2.2 大气层结稳定度分析
• 3.3.3 垂直运动
• 3.3.4 垂直螺旋度分析
• 3.3.5 低空急流
• 3.3.6 动力条件
• 3.3.7 小结
• 3.4 参考文献
• 第四章 "09.05"暴雨中尺度特征分析及其成因探讨
• βCS的发生、发展分析'>4.1 中-β尺度对流系统M_βCS的发生、发展分析
• 4.1.1 初生阶段
• 4.1.2 发展阶段
• 4.1.3 成熟阶段
• 4.1.4 "消亡"阶段
• 4.2 地面中尺度分析
• 4.2.1 流场与温度场分析
• 4.2.2 散度场分析
• 4.3 多普勒天气雷达分析
• 4.3.1 多普勒雷达速度图中逆风区分析
• 4.3.2 垂直风廓线的结构分析和演变特征及其与降水的关系
• 4.3.3 超低空急流演变与降水强度的关系
• 4.3.4 低空急流
• 4.4 小结
• 4.5 参考文献
• 第五章 结论与讨论
• 在学期间的研究成果
• 致谢