南疆盆地极端干旱区一次暴雨过程的形成机理与敏感性试验

来源 :兰州大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:xudatui
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
暴雨是我国最为常见的灾害性天气之一,但是在极端干旱的南疆,暴雨的发生不仅要有足够的水汽条件,还需配合以局地地形地貌和下垫面特征,陆-气相互作用也在暴雨发生发展过程中发挥了重要作用。本文利用FNL分析资料、ERA5再分析资料、自动站观测资料以及FY-2G黑体亮温数据对南疆盆地一次暴雨过程的天气形势、水汽来源收支、触发机理等进行初步讨论;随后通过WRF中尺度数值模式进行陆面过程参数化方案敏感性试验,探讨陆气相互作用对此次暴雨的影响;并在最优的陆面过程参数化方案基础上进行地形敏感性试验,研究地形高度对暴雨的作用。主要得出以下结论:此次南疆暴雨天气发生在南亚高压呈双体分布的大尺度环流背景下,200h Pa高空西南急流、500h Pa上巴尔喀什湖低涡、伊朗高压脊、700h Pa的槽线以及地面辐合线的共同作用导致了此次暴雨过程。暴雨的水汽主要来自于大西洋、黑海、里/咸海、阿拉伯海和孟加拉湾,沿着西北路径、偏西路径和西南路径到达南疆盆地。水汽主要从南边界的对流层高层和北边界对流层低层和高层输入到南疆盆地,从东边界对流层低层和高层输出。南疆南侧高大的地形造成的气流辐合形成的中尺度辐合线是此次暴雨的重要触发系统,辐合线以北的偏西北气流带来的水汽在山前堆积,在地形作用下辐合抬升,在辐合线的触发下,不稳定能量释放,对流系统生成发展,造成南疆盆地的暴雨天气。暴雨的发生对于陆面方案较为敏感,不同的陆面方案对降水的模拟效果存在差异,模拟结果表明RUC方案对此次暴雨的模拟效果要明显好于SLAB和NOAH方案,SLAB方案的模拟效果最差。TS评分显示,RUC方案评分最高,NOAH方案次之,SLAB方案最低。对模拟的物理量分析表明:感热通量和潜热通量的分布和变化对于陆面方案有较强的依赖性,不同方案模拟的感热和潜热通量存在差别,对降水的贡献也存在差别,潜热通量对降水的贡献更大,与暴雨的发生有较好的对应关系。近地面的风场和湿度条件对于模式中陆面方案的选取敏感性不高。高原大地形对此次暴雨的增幅作用较为明显,地形高度对雨带的分布和降水的量级也有较大影响,在一定的地形高度范围内,地形高度的增加会使得降水量也随之增加。高原大地形会通过影响水汽的输送和风场的分布对降水产生影响。地形高度对垂直环流会产生影响,地形动力强迫整体上会增强垂直环,使得垂直速度增加,上升运动伸展到更高的高度,且在地形坡度最大处垂直运动最为强烈。
其他文献
青藏高原独特的地理位置和气候特征使得高原与周边气溶胶相互作用成为气候变化的热点问题之一。近年来,青藏高原增温速率已超过全球同期平均升温率,尤其在冬季。青藏高原增温会导致环流异常,进而可能引发一系列大气环境问题。本论文基于地面站点观测资料、卫星遥感资料以及再分析资料系统分析了 1980-2019年冬季青藏高原气温的年代际变化特征及其对附近气溶胶聚集的影响。中国东部和印度北部的气溶胶聚集均与西风急流增
学位
青藏高原(Tibet Plateau,TP)作为世界上海拔最高的高原,被誉为“亚洲水塔”,高大的地形通过动力和热力强迫影响着当地的水文循环和气候变化。同时,青藏高原也是全球气候变化最敏感的区域之一。因此,高原上的气溶胶-云相互作用(ACI,Aerosol-Cloud Interactions)是一个重要的物理过程。本文聚焦于高原上气溶胶、云和降水的时空变化以及它们之间的相互作用。用主成分法将气溶胶
学位
东亚位于季风区,既存在热力和动力要素的调节作用,也受到热带、副热带因素的影响。在众多因子的影响下,东亚夏季降水在时间和空间上呈现出显著的不同,往往伴随着一个区域的降水减少,而另一个区域的降水增多,这种现象与大气环流的遥相关概念相接近。本论文围绕东亚夏季降水遥相关型这一主题,揭示了中国华北—长江下游、西南—东北中部两个夏季降水遥相关型对模式预测技巧的提高作用,并研究了长江流域-西北太平洋夏季降水遥相
学位
随着我国高速铁路建设和发展,部分山地、高海拔地区面临着大电网薄弱、长大坡道隧道无法设置电分相、新能源丰富但无法接入铁路供电系统等一系列问题,传统的异相供电方式已经不能满足现实需求。相较于传统的电气化铁路供电方式,贯通式同相供电系统可以实现全线贯通供电,无需设置电分相,同时将负序和谐波维持在一个较低水平,彻底解决传统供电方式带来的一系列问题,是一种适用于高速、重载、长大坡道隧道的供电方案。本文通过研
学位
在全球变暖的大背景下我国发生的极端低温事件在近些年出现了增多趋势,表现出了年代际变化特征,其年代际变化的特征及成因需要进一步系统研究。本文利用1961—2018年我国逐日温度观测资料和NCEP/NCAR再分析资料,首先对我国冬春季大范围持续性极端低温事件(extensive and persistent extreme cold events,简称EPECE)的发生频次、累计发生天数以及发生范围的
学位
随着我国工业化及城镇化进程的不断推进,以细颗粒物(PM2.5)为代表的大气复合型污染问题日益突出,成为我国当前面临的重大环境问题之一。天水市由于其独特的地形条件(河谷城市)、气象条件(冬、春季采暖期长,沙尘天气频发)和工业布局(多集中于主城区),使得主城区内冬、春季频繁出现PM2.5日均浓度超标现象。本次研究利用通风系数及环境空气质量综合指数,分析了天水市近几年的气象条件,确定2017年为不利气象
学位
本文利用CPC日降水资料、NCEP再分析资料、北半球夏季季节内振荡BSISO(Boreal Summer Intraseasonal Oscillation)指数和青藏高原季风指数(Qinghai-Tibetan Plateau Monsoon Index,QTPMI),采用了滑动平均、功率谱分析、滤波、合成相位分析法等研究了BSISO和青藏高原夏季风(Tibet Plateau Summer M
学位
随着科技的不断高速发展,电机驱动控制系统作为现代化工业生产中的重要环节受到国内外学者的广泛关注与研究。多相永磁同步电机由于具备转矩脉动低、功率密度高、效率高、容错能力强等长处,在可靠性要求较高的领域具有广阔的应用前景。现代控制理论不断发展以及电力电子技术快速向前,电机驱动系统从传统三相供电网络的制约中脱离出来,多相永磁同步电机由于定子绕组相数的增加,驱动系统的控制自由度增加,设计灵动性也相应地得到
学位
随着我国交通运输行业的迅速发展,铁路运营里程迅速增加,高速铁路更是成为了国家名片。列车安全可靠、高平顺度运行的基础是坚实稳固的路基,路基变形会导致列车运行稳定性下降,带来一定的安全隐患,严重者甚至会造成钢轨断裂、列车翻车,因此准确监测路基状态具有非常重要的意义。为了克服传统测量方法的不足和新型测量方法的不适用性,本文将机器视觉测量技术应用于路基沉降监测,研究了覆盖全路段、高精度、自动化、实时性强的
学位
大功率电推进技术是我国开展航天活动乃至进行深空探测的重要依靠。屏栅电源作为电推进系统电源处理单元中的核心组成部分,主要作用是为推力器两栅之间建立电场和氙离子加速提供电压和功率,由此产生的推力以执行位置保持和轨道转移等任务。由于航天任务的多样性,并且太阳能电池板易受光照和温度的影响,屏栅电源需具有输入输出宽范围工作的特性;航天电源属于高端电源,与工业产品相比,除了相当严格的稳定性和可靠性要求外,还需
学位