祁连山地形云的观测和模拟个例研究

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本文利用常规观测资料、NCEP再分析资料、卫星以及多普勒天气雷达资料,对2007年7月19日发生在祁连山地区的一次强降水过程进行了深入的观测分析。在此基础上,用ARPS中尺度模式研究了祁连山地形对云和降水结构及微物理过程的影响,得出以下结论:1)200 hPa西风槽、500 hPa西北低涡和地面冷锋是这次强降水过程的主要影响系统。2)这是一次对流性不太强的积层混合性降水,降水开始前,先有一股冷空气自云体西北部0.5-1km侵入,并逐渐控制云体下部;随后,由于低层西北风和中层东南风的增大,冷暖空气相互作用增强,开始出现降水并缓慢增大;随着中低层风速的继续增大及上层新的冷空气的侵入,大气层结变得不稳定,地面降水强度加大,进入强降水时段;而当中层东南风因为上下风层的合并而被部分阻断时,地面降水明显减小,最后降水云系在西北急流的作用下逐渐移出谷地。3)祁连山地形云中各水凝物的水平结构特征是:初生阶段,各水凝物含量均较小,分布均匀。发展初期,由于低层西北冷空气的侵入,低层云水含量开始增大,分布也变得不太均匀;发展强盛时期,伴随着祁连山北侧低层切变线和涡旋中心的出现,各水凝物含量高值区的水平范围显著增大,垂直伸展明显增厚。之后,降水云系逐渐东移,水凝物分布范围缩小,含量减小。4)祁连山地形云中各水凝物的垂直结构特征是:降水初生时期,云水主要分布在中低层,霰主要分布在零度层附近,冰晶分布在中高层,雪粒子分布宽广且含量丰富,雨水处于下部近地层内。降水发展初期,由于垂直运动的增强,各水凝物粒子的含量均有所增大。强降水时期,云体高耸,各水凝物粒子的含量也达到最大值。降水减弱时期,各水凝物粒子的含量明显减小,甚至消失。5)祁连山地形对雨带的宽度、强度有明显影响,强降水中心的位置最大偏差达100公里左右.雨量增大约50%。6)祁连山地形对云和降水系统的影响与天气系统有密切联系。地形对水凝物粒子结构和分布的影响与天气系统相对于地形的位置、云系所处的发展阶段有关。7)祁连山地形对云降水系统的强度和生命史有重要影响,使其降水强度减小,生命史缩短,主要影响云降水系统中后期的发展和维持。
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