【摘 要】
:
北京地区多年的观测分析和临近预报业务经验表明,从河北境内移进北京西北部山区的雷暴占到了北京地区雷暴的50%以上。部分雷暴下山后,或增强或减弱,其演变趋势,常常是临近预报中的一大难题。特别是在天气尺度强迫较弱的情况下,雷暴是否可以下山,下山后是否增强,取决于很多局地细微的物理条件变化,这对临近预报更是一大挑战;另一方面,北京地区常有局地突发的暴雨过程发生,而造成这种局地强降水的新生雷暴,其发生时间、
论文部分内容阅读
北京地区多年的观测分析和临近预报业务经验表明,从河北境内移进北京西北部山区的雷暴占到了北京地区雷暴的50%以上。部分雷暴下山后,或增强或减弱,其演变趋势,常常是临近预报中的一大难题。特别是在天气尺度强迫较弱的情况下,雷暴是否可以下山,下山后是否增强,取决于很多局地细微的物理条件变化,这对临近预报更是一大挑战;另一方面,北京地区常有局地突发的暴雨过程发生,而造成这种局地强降水的新生雷暴,其发生时间、地点和强度也是临近预报中同样面临挑战的难题。通过对北京地区2008‐2009年的雷暴过程进行初步分析发现:弱天气尺度背景下,常规的高低空天气分析图上很难捕捉到影响雷暴发生发展的有利条件和触发机制。而此时,研究分析局地的大气环境物理条件和边界层中小尺度系统,以及复杂地形的强迫作用就显得尤为重要和关键。北京奥运气象保障科技成果(多种稠密观测资料和快速更新的精细分析系统),为开展这方面的深入研究和解决上述难题提供了坚实的基础。本研究的目的旨在提高北京地区雷暴下山增强和新生的机理认识,进而为强对流天气的临近预报和预警工作提供有价值的科学参考。本文基于变分多普勒雷达分析系统(VDRAS),结合多种稠密观测资料,对北京地区两次在弱天气尺度背景下发生发展的雷暴过程,即2009年7月22日雷暴过程(下山增强,简称“722”雷暴)和2009年7月29日雷暴过程(局地新生,简称“729”雷暴)的增强和新生机理进行了研究,结果表明:(1)过程实况特点。“722”雷暴从河北境内移进北京西北山区后,在下山和到达平原城区时,经历了二次明显的发展增强阶段,“729”雷暴则是城区西部山前局地新生并发展的雷暴,2小时内降水量达105毫米;(2)天气尺度弱强迫特征。“722”和“729”雷暴都有共同的特点,受850hPa及以上各层大尺度天气系统的影响不明显,地面都有湿舌配合的暖湿偏南气流。此外,“722”地面有一弱冷锋移近。显然,二者都是比较典型的弱天气尺度强迫下发生发展的雷暴;(3)有利的大气环境条件。“722”雷暴高层冷平流、低层偏南暖湿气流的稳定维持和对流不稳定能量的聚集是本次雷暴增强的必要条件,“729”雷暴整层潮湿的大气环境以及较低的抬升凝结高度和自由对流高度是本次雷暴新生的关键因素;(4)“722”雷暴增强的边界层热动力条件。第一阶段雷暴下山增强,主要是地形的强迫作用。a)对山前雷暴流入的偏南暖湿气流的抬升,产生了强烈的上升运动;b)对雷暴冷池出流的下山加速,位能转化为动能,地面风速加大并与稳定偏南气流形成了强的辐合;c)对雷暴冷池出流高度的抬升,使得偏北出流与近地面偏南气流构成随高度顺转的边界层强垂直风切变,从而增强了雷暴移动前方的动力不稳定。第二阶段雷暴在城区东部再次增强,主要原因是边界层有强的中γ尺度锋区存在和水平正负涡度平衡维持。a)组织完好的雷暴冷池与势力相当的低层暖舌在城区朝阳地区的对峙,产生了强的扰动温度梯度;b)冷池南移过程中地面气压的升高与朝阳地区环境气压场构成了陡峭的气压梯度带;c)强的冷池出流与势力相当的偏南暖湿气流在朝阳地区交汇产生了强的水平风切变。上述3者构成了边界层强的中γ尺度锋区结构,有利于雷暴移入城区朝阳再次发展。此外,雷暴移动前方的辐合上升气流与雷暴后部下沉气流在较长时间内共存,冷池出流形成的近地面层水平负涡度与低层环境风切变产生的水平正涡度达到平衡状态,最有利于雷暴的维持发展。(5)“729”雷暴局地(海淀)新生的主要原因。a)近地面偏南暖湿气流的稳定维持和偏东风的向西推进,为雷暴新生提供了水汽来源;b)边界层中高层冷空气的侵入,有利于对流不稳定条件发展。b)海淀西侧山前近地面中γ辐合系统的形成是雷暴新生触发机制。
其他文献
利用北京地区高时空分辨率的地面自动站资料、微波辐射计资料、风廓线数据、多普勒雷达数据、雷达变分同化分析系统(VDRAS)的高分辨率边界层分析场资料、以及6小时一次的NCEP再分析资料等,对奥运会期间影响北京地区特别是北京城区的两次强降水过程,即发生在2008年8月10日和14日的两场暴雨,进行了比较细致的分析和对比,得到如下主要结论:1. 8月10日为一次全市性大-暴雨,降水持续时间达24小时左右
卫星降水资料在测站分布稀疏的复杂地形区域具有较大优越性,但是由于卫星与测站获取降水的原理不同,需要对卫星资料的可用性进行评估。青藏高原与其紧邻近的四川盆地物理距离很近、降水日变化特征迥然。考虑到以往绝大部分研究都把高原与四川盆地的降水日变化分别进行研究,且早期研究的实际降水观测资料具有局限性,加上对机制研究不深入。本研究首先利用2003-2008年暖季(5-9月)逐小时测站降水资料对CMORPH和
为了研究闪电先导与地物的相互作用,建立了先导的物理模式和随机模式来模拟下行先导与上行先导的连接过程。选取电位梯度最大的方向为先导发展方向的为先导物理模式,根据概率随机选取先导下一步发展方向的为先导随机模式。先导二维物理模式的模拟得到先导梯级长度在14.2m-82.9m的范围内,下行先导感应电荷的数量级为10 ?5 C/m,先导梯级长度和感应电荷量均随着先导离地高度的下降而增加,模拟结果与观测值相吻
在一般的天气数值预报模式和气候模式中,积云参数化方案是影响模式性能极为关键的部分。因此对积云参数化方案进行性能评价和改进研究具有非常重要的意义。本文首先利用GRAPES单柱模式,采用GCSS WG4第三次个例资料,对GRAPES中的BMJ、SAS和KFeta三种积云参数化方案进行了数值试验和诊断分析。然后根据单柱模式诊断结果及前人的研究成果,对KFeta方案中进行修改,并用单廓线试验、单柱试验和G
为探讨神经丝轻链(neurofilament light chain,NEFL)在食管鳞癌(esophageal squamous cell carcinoma, ESCC)中的表达情况及作用机制,本研究首先对食管鳞癌组织及配对的正常食管上皮中NEFL的m RNA和蛋白表达情况进行了检测。基因表达综合数据库(Gene Expression Omnibus, GEO) RNA表达数据,以及临床标本的
强度预报是当前热带气旋业务预报中的难点,虽然实际业务中时常根据眼的收缩来定性的判断热带气旋强度增大,但并非所有的热带气旋在任何时候都会出现明显的眼。有鉴于此,本文将眼的变化扩展到热带气旋的内核,并用热带气旋中心附近的最大风速半径来度量热带气旋的内核尺度,因此,如果内核区的缩放会引起热带气旋强度的变化,则可以普遍地应用于日常的热带气旋强度预报业务中。此外,结构及其变化是影响热带气旋强度变化的三大因素
用GRAPESmeso数值模式和LAPS中尺度局地分析资料,对2.5km和5km两种分辨率,选用显式降水方案和2种混合降水方案,设计6种组合方案,对2008年7月一次西南涡暴雨过程做数值模拟。对比各个模拟试验结果表明,采用显式降水方案和2.5km分辨率,LAPS初值场较好模拟出“西南涡—切变线”系统中的雨带和对流雨团。用其输出的模拟结果,作天气学降水运动的中尺度诊断计算与分析表明,该“西南涡—切变
西北太平洋热带气旋(TC)的路径预报在过去的20年已经取得了显著的进展,然而,TC的强度预报进展缓慢,特别是对快速增强过程(RI)的预报一直是一个难点。一般认为,RI是TC内核区、海洋和大尺度环境场共同作用的结果。而环境场或是下垫面对RI过程的影响也是通过对TC环流内部中尺度强对流系统(尤其是台风内核的动力作用)的影响来间接造成的。所以,分析TC环流内部中尺度强对流系统对TC强度快速变化有很大的意
适应性观测(目标观测)是提高高影响天气可预报性的有效方法,是国内外数值预报研究的热点问题之一,也是THORPEX国际科学计划的核心内容,成为未来十年国际大气研究的核心目标。而敏感区的确定是适应性观测研究中的关键,随着适应性观测得到越来越多的关注,确定敏感区的方法得到了较大的发展。目前确定敏感区的理论方法主要包括ETKF、CNOP和SV等方法;同时也可以通过分析集合预报的初始误差和预报变量误差的关系
袖珍云闪(CID)是发生于雷暴中的一种非常特殊的放电现象,本文利用位于广州从化和重庆两地的VLF/LF多站闪电探测系统观测到的大量CID全面地分析了CID不同于常规地闪和云闪的多方面的性质,并重点比较了+CID和–CID两者之间的差异,证明两者之间在多个方面存在明显的差异,其中–CID表现出了更多的特殊性。本文主要得到了以下几方面结论:CID能够产生非常大的电场变化,总体上比地闪回击产生的电场变化