西藏高原强对流的雷达回波特征及演变机制研究

来源 :成都信息工程学院 | 被引量 : 0次 | 上传用户:FuSoo
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本文主要利用西藏常规资料和非常规资料对西藏地区的强对流进行了研究,统计分析了西藏地区2010-2011年6-9月108个雷暴个例,分析了西藏高原地区雷暴与低海拔地区雷暴的天气层结特征和雷达回波特征,最后对西藏地区夏季最常见最具有代表性的午后热力雷暴进行了数值模拟及敏感性实验研究,分析了西藏热力雷暴的结构特征和形成机制,得到的结果如下:1、西藏高原地区雷暴时空分布是不均匀的,雷暴生命史比平原较短;西藏雷暴的源地、移动等有一定的规律性;西藏地区雷暴的雷达回波形状多表现为团块状,其次是孤立的对流云回波;日喀则热力雷暴雷达回波强度大部分在40-50dBz,次之是50-70dBz,动力雷暴回波强度主要在40-70dBz,日喀则热力雷暴回波顶高平均5.07km,日喀则动力雷暴雷达回波顶高平均7.43km,垂直液态含水量半数在30 kgm-2以下;拉萨热力雷暴和动力雷暴回波强度均主要在30-50dBz,拉萨热力雷暴回波顶高平均4.79km,拉萨动力雷暴雷达回波顶高平均6.19km,拉萨地区热力雷暴和动力雷暴的垂直液态含水量较低,大部分在30kgm-2以下,这些统计数据对于西藏短临天气预报有着重要的参考意义。2、通过对拉萨、成都和南京三个同一纬度不同海拔地区的雷暴进行对比发现:三地雷暴的低层均为不稳定层,中高层均为稳定层。西藏拉萨、成都和南京地区雷暴的相对湿度都呈现出了上干下湿的特征,且低海拔地区的相对湿度远高于高海拔地区。海拔越高,CAPE值越低;海拔越低,雷暴的最大回波强度越大。西藏拉萨最大回波强度最弱,平均值在40 dBz左右,成都略高,平均值为53 dBz左右,南京最高,平均值为60 dBz左右。海拔最高的西藏地区的回波顶高、回波底高和最强回波中心所在高度最低,成都地区回波顶高居中,南京地区回波顶高最高。海拔越高,雷暴的垂直液态含水量越低。这是由于高原上的对流单体本身比较弱,水汽偏少,上冲有限,而低海拔地区的对流单体很旺盛,水汽充分,对流单体发展较高。3、利用云模式对发生在2010年7月15日午后西藏拉萨地区的一次热力雷暴进行结构特征分析和数值模拟,模拟结果表明:拉萨热力雷暴发生阶段上升气流较小,成熟阶段热力雷暴的总水汽混合比最大,上升速度也达到最大值,随后热力雷暴单体强中心逐渐降低,进入消亡阶段。热力雷暴的水成物粒子(冰晶、雪、霰和雹粒子)中,以冰晶粒子为主,且冰晶粒子整体生成量最高,但在热力雷暴初期阶段,以霰粒子为主,热力雷暴水汽含量偏少,热力雷暴出现在日最高温度以后,有着高原热力雷暴的独特特征,热力雷暴风场结构表现为低层辐合、高层辐散。高原热力雷暴的不稳定能量较小,午后热力扰动是主要的触发机制。4、利用WRF模式采用了三种微物理方案对2010年7月15日午后西藏拉萨地区的一次热力雷暴进行了敏感性实验,结果表明:WRF模式能够较好的模拟出高原热力雷暴的中尺度结构特征:动力场主要表现为拉萨地区低层有气流辐合区和上升运动;热力场主要表现在夏季午后拉萨地区是地温高值区,为热源所在地,低层存在不稳定层结;水汽特征表现为拉萨地区低层是水汽、水汽混合比、云水混合比的大值区和水汽的辐合区;模拟高原热力雷暴的三种方案中,Purdue Lin微物理过程和WSM6微物理过程比Firerr微物理过程更加敏感,尤其是Purdue Lin微物理过程最优;高原午后热力雷暴的发生与高原上的热源存在着紧密的联系。
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