太行山是我國東部的重要山脈和地理分界線,對華北的強降水過程存在顯著影響。太行山及以東鄰近地區(qū)位于華北中南部,與華北北部相比,在氣候環(huán)境、地形特征和下墊面狀況等方面存在很大差異,從而導(dǎo)致強降水的特征和機理顯著不同。包含強降水的持續(xù)性降水事件是當(dāng)?shù)嘏荆?-9月）降水的重要組成部分,本文定義了單站LDHR（long duration heavy rainfall）事件（持續(xù)時間≥7 h且降水強度≥20 mm/h）,篩選出包含單站LDHR事件的強降水過程。本文以這類典型強降水過程為研究對象,揭示了其天氣學(xué)成因;在此基礎(chǔ)上,針對2016年7月18-21日華北地區(qū)的區(qū)域持續(xù)性強降水過程（“7.19”過程）,探析了整個太行山區(qū)對造成強降水的MCS的觸發(fā)和維持的影響;進(jìn)而選擇2018年8月12日-13日發(fā)生的局地突發(fā)性強降水過程（“8.12”過程）,探究了太行山北部谷地（113.80-114.60°E,37.75-39.25°N）及附近地形對造成強降水的MCS的形態(tài)結(jié)構(gòu)、觸發(fā)及維持的影響,并深入細(xì)致地剖析了MCS內(nèi)部雨帶的形態(tài)演變和組織結(jié)構(gòu)差異,建立了相關(guān)概念模型。本研究有助于深入理解不同天氣背景下... 

【文章來源】：蘭州大學(xué)甘肅省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：145 頁

【學(xué)位級別】：博士

【部分圖文】：

種風(fēng)暴類型分類(引自Gallus（2008）

蘭州大學(xué)博士學(xué)位論文太行山及以東鄰近地區(qū)典型強降水過程的成因和中尺度特征研究91995;Wangetal.,2005)，這往往伴隨著不穩(wěn)定能量的積累和爆發(fā)(Medinaetal.,2010)；氣流受到地形阻擋而產(chǎn)生分支，分支氣流繞過地形后在地形的背面形成輻合(Mass,1981)。上述兩種類型主要體現(xiàn)在對流的觸發(fā)作用上，而MCS在地形附近觸發(fā)形成后和已有的MCS靠近地形時，會受到地形的摩擦和阻擋作用而準(zhǔn)靜止停滯，造成局地強降水（ReevesandLin,2007）。Tuetal(2014)分析了發(fā)生在臺灣西南沿海的兩次降水過程，發(fā)現(xiàn)西南暖濕氣流與中央山脈夾角較大時，地形抬升不斷觸發(fā)對流，使降水維持而造成強降水；夾角較小時，地形抬升對降水的影響較弱。降水的發(fā)生地點與山脈的相對位置一定程度上取決于與垂直于地形的氣流大�。║）、地形高度（h）、氣流的不穩(wěn)定度(N)所組成的佛羅德數(shù)（Froudenumber：Fr=U/Nh），在無旋轉(zhuǎn)的條件性不穩(wěn)定氣流受到中尺度山脈的阻擋的情況下，由于Fr存在差異，可能跨越山脈、被山脈阻塞或分流(ChuandLin,2000;ChenandLin,2005;LinandWang,1996)�？偟膩碚fFr較大（Fr＞1），氣流將會跨越山脈；如果Fr較小（Fr＜1），氣流將會被山脈阻塞或分流，強降水主要發(fā)生在迎風(fēng)坡，并且根據(jù)Fr數(shù)值的具體差異，降水可能發(fā)生在山坡或者山前（YuandHsieh,2009；YuandLin,2017；Xuetal.,2012）。圖1.2太行山-燕山年平均降水量空間分布（引自程樹林等，1993）。中國是一個多山的國家，強降水的發(fā)生與地形的動力和熱力作用密不可分

蘭州大學(xué)博士學(xué)位論文太行山及以東鄰近地區(qū)典型強降水過程的成因和中尺度特征研究11南(LuoandChen,2015;WuandLuo,2016)、江淮(Luoetal.,2014;Heetal.,2018)、華北（Lietal.,2017c）被觀測或模擬所證實。如果冷池緊挨地形，就可以成為地形在三維空間上的延伸，使降水的發(fā)展演變更為復(fù)雜，一方面，下山的對流系統(tǒng)受冷池影響，往往會顯著加強，但加強位置與冷池出流強度與迎風(fēng)坡氣流的性質(zhì)有關(guān)，這在北京地區(qū)的下山雷暴研究中得到證實（Xiaoetal.,2017；Xiaoetal.,2019）；另一方面，冷池也可以影響地形對于迎風(fēng)坡氣流的抬升，從而讓強降水在距地形一定距離處發(fā)生。Jeongetal(2016)的研究指出，太白山東側(cè)冷池導(dǎo)致MCS靜止少動，冷池前緣不斷有對流觸發(fā)，維持后向建立過程，造成了韓國東南沿海的強降水。Xuetal（2012）對一次強降水過程分析后指出，由于臺灣西南部存在弱冷池，MCS一直維持在距離陸地一定距離的海洋中，新的對流在MCS前緣生成后，還未移動到臺灣島就已經(jīng)消散，因而沿海及其西南側(cè)的海洋中的降水反而強于中央山脈迎風(fēng)坡。YuandLin（2017）分析了臺灣東海岸一個持續(xù)時間超過36h的對流線的發(fā)展演變機制，除降水的蒸發(fā)冷卻之外，發(fā)現(xiàn)在地形的阻塞、海陸熱力差異形成的輻射冷卻也是近海岸冷池發(fā)展的重要因素，冷池對于暖濕氣流的抬升使對流維持很長時間。圖1.3RKW理論下颮線維持機制（Rotunno，1988）。冷池與低層垂直風(fēng)切的相互作用是典型的線狀對流系統(tǒng)-颮線發(fā)展維持的最為重要的動力和熱力機制，即著名的RKW理論（Rotunnoetal.,1988;Weisman,1988）。RKW理論提出冷池與低層垂直風(fēng)切的相互作用與颮線前沿氣流垂直抬升的高度和垂直速度大小有關(guān)，是颮線前方不斷觸發(fā)新對流單體最為重要的影響

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]中國暴雨的天氣學(xué)研究進(jìn)展[J]. 壽紹文.  暴雨災(zāi)害. 2019(05)
[2]太行山脈地形坡度對下山鋒面氣旋暴雨影響模擬研究[J]. 王堅紅,張萌,任淑媛,王興,苗春生.  地球科學(xué)進(jìn)展. 2019(07)
[3]“7·20”氣旋大暴雨中多尺度配置與MγCS發(fā)展的關(guān)系[J]. 易笑園,陳宏,孫曉磊,王艷春,韓婷婷,李云.  氣象. 2018(07)
[4]2017年5月7日廣州極端強降水對流系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、觸發(fā)和維持機制[J]. 田付友,鄭永光,張小玲,張濤,林隱靜,張小雯,朱文劍.  氣象. 2018(04)
[5]弱天氣尺度背景下太行山極端短時強降水預(yù)報失敗案例剖析[J]. 王叢梅,俞小鼎,劉瑾,李江波.  氣象. 2018(01)
[6]太行山地形影響下的極端短時強降水分析[J]. 王叢梅,俞小鼎,李芷霞,李江波,王秀明.  氣象. 2017(04)
[7]中國東部夏季持續(xù)強降水發(fā)生的主要環(huán)流模態(tài)和水汽輸送研究[J]. 王小玲,丁一匯,張慶云.  氣候與環(huán)境研究. 2017(02)
[8]北京地區(qū)短時強降水過程的多尺度環(huán)流特征[J]. 楊波,孫繼松,毛旭,林隱靜.  氣象學(xué)報. 2016(06)
[9]Spatial Characteristics of Extreme Rainfall over China with Hourly through 24-Hour Accumulation Periods Based on National-Level Hourly Rain Gauge Data[J]. Yongguang ZHENG,Ming XUE,Bo LI,Jiong CHEN,Zuyu TAO.  Advances in Atmospheric Sciences. 2016(11)
[10]Mesoscale Observational Analysis of Lifting Mechanism of a Warm-Sector Convective System Producing the Maximal Daily Precipitation in China Mainland during Pre-Summer Rainy Season of 2015[J]. 吳夢雯,羅亞麗.  Journal of Meteorological Research. 2016(05)

博士論文
[1]華南前汛期極端降水多尺度特征的統(tǒng)計分析與個例研究[D]. 陳楊瑞雪.中國氣象科學(xué)研究院 2018
[2]太行山脈對華北暴雨影響的研究[D]. 閆冠華.南京信息工程大學(xué) 2013

碩士論文
[1]華北“7·20”特大暴雨動力診斷與數(shù)值模擬[D]. 康延臻.蘭州大學(xué) 2017



本文編號：3590301