【摘要】：我國強對流天氣多發(fā),江淮下游地區(qū)強對流災害頻繁,給我國造成了巨大的經濟損失和人員傷亡。當前對強對流天氣的預報依然困難,預報強對流發(fā)生的具體位置和時間是強對流預報中最具挑戰(zhàn)性的問題之一。本文從個例分析的角度出發(fā),通過多個個例的實況和模擬分析,重點研究了江淮下游地區(qū)強對流天氣的觸發(fā)機制。通過對2009年6月5日強對流天氣過程的詳細分析,發(fā)現安徽北部低層大氣的西南流場中存在中尺度擾動輻合中心,擾動觸發(fā)了安徽北部最初對流云的生成。安徽北部存在一條西南氣流與偏西氣流匯合形成的輻合線,提供了有利于對流生成的位置。輻合線的東端出現風場擾動后對流產生,證明對流的生成與地面風場擾動有關。WRF模式模擬出了安徽北部輻合線、輻合線東端的風場擾動和對流觸發(fā)的過程。模式結果顯示,輻合線引起的上升氣流局限在3km高度以下。輻合線東端的風場擾動由高層重力波引起,重力波為沿海對流激發(fā)出的n = 1模態(tài)的重力波。當n = 1重力波的上升氣流與安徽北部的輻合線相交時,交點處的低層上升氣流增強,觸發(fā)了強對流的產生。結合不同個例分析了 n = 1重力波的結構特征和觸發(fā)作用。n = 1重力波由一對下沉-上升氣流構成,深度約12km,貫穿整個對流層,下沉-上升氣流的垂直速度中心位于6km處。下沉(上升)氣流的上半部分對應水平輻合(輻散)區(qū),下半部分對應水平輻散(輻合)區(qū)。n = 1重力波在地面上形成一個低壓擾動,低壓擾動的氣壓下降(上升)階段由下沉增溫(上升冷卻)造成,傳播速度約為30m/s。颮線前部的低壓部分由n = 1重力波的下沉氣流造成。n = 1重力波的上升氣流強于下沉氣流時對觸發(fā)對流有正貢獻,地面風場會出現向著重力波傳播方向的風分量增量的擾動。2009年6月14日強對流天氣過程中颮線激發(fā)出了 n = 1重力波,并與颮線前的淺云帶相交,觸發(fā)了強對流生成。本文個例中出現于江淮下游地區(qū)部分典型地面輻合線類型有,1)氣流繞過大別山、黃山、天目山在山地背風側形成的輻合線,2)前期對流的出流形成的輻合線(包括陣風鋒),3)內陸氣流與來自海上的氣流形成的沿海附近的輻合線。這些輻合線提供了有利于對流發(fā)生的位置,當輻合線與輻合線相交或輻合線與其他系統(tǒng)(如淺云帶,對流系統(tǒng),重力波等)相交時,相交處容易形成深對流。
[Abstract]:There are many severe convective weather in China, and the severe convective disasters in the lower reaches of Jianghuai River and Huaihe River are frequent, which has caused huge economic losses and casualties to our country. At present, the prediction of severe convective weather is still difficult, and the specific position and time of predicting the occurrence of severe convective is one of the most challenging problems in the prediction of severe convective weather. From the point of view of case analysis, this paper focuses on the trigger mechanism of severe convective weather in the lower reaches of Jianghuai River and Huai River through the actual situation and simulation analysis of several cases. Based on the detailed analysis of the severe convective weather process on June 5, 2009, it is found that there is a meso-scale disturbance convergence center in the southwest flow field of the lower atmosphere in northern Anhui, which triggers the formation of the initial convective clouds in northern Anhui. There is a convergence line formed by the confluence of southwest air flow and westward air flow in northern Anhui Province, which provides a favorable position for convective formation. After the wind field disturbance occurs at the eastern end of the convergence line, it is proved that the convective generation is related to the surface wind field disturbance. The WRF model simulates the process of wind field disturbance and convective trigger in the northern Anhui convergence line and the eastern end of the convergence line. The model results show that the updraft caused by the convergence line is limited to the 3km height. The wind field disturbance at the eastern end of the convergence line is caused by the high-level gravity wave, which is a n = 1 mode gravity wave excited by coastal convection. When the updraft of n = 1 gravity wave intersects the convergence line of northern Anhui, the lower updraft at the intersection increases, which triggers the generation of strong convolution. Combined with different examples, the structural characteristics and trigger effect of n = 1 gravity wave are analyzed. N = 1 gravity wave is composed of a pair of sinking-updraft airflow with a depth of about 12km, which runs through the whole tropospheric layer, and the vertical velocity center of subsidence-updraft flow is located at 6km. The upper part of the sinking (ascending) airflow corresponds to the horizontal convergence (divergence) region, and the lower part corresponds to the horizontal divergence (convergence) region. N = 1 the gravity wave forms a low pressure disturbance on the ground. The pressure drop (rise) stage of low pressure disturbance is caused by subsidence and heating (rising cooling), and the propagation speed is about 30 m / s. The low pressure part of the front of the squall line is caused by the downdraft of the n = 1 gravity wave. The updraft of the n = 1 gravity wave is stronger than the downdraft. There will be an incremental disturbance of wind component in the direction of gravity wave propagation in the surface wind field. During the severe convective weather on June 14, 2009, the squall line excited the n = 1 gravity wave and intersected with the shallow cloud belt in front of the squall line, which triggered the strong convective generation. In this paper, some typical ground convergence lines in the lower reaches of Jianghuai River and Huaihe River are as follows: 1) the convergence lines formed by airflow around Dabie Mountain, Huangshan Mountain and Tianmu Mountain on the leeward side of the mountain area. 2) the convergence line (including the wind front) formed by the outflow of the convolution in the early stage, and 3) the convergence line near the coast formed by the inland air flow and the air flow from the sea. These convergence lines provide a position conducive to the occurrence of convolution. When the convergence line intersects the convergence line or the convergence line intersects with other systems (such as shallow cloud belt, convective system, gravity wave, etc.), it is easy to form deep convection at the intersection.
【學位授予單位】：浙江大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：P458.1

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