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新乡地区强对流天气分析及潜势预报研究

新乡地区强对流天气分析及潜势预报研究

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作者：叶东兰州大学

学位级别：硕士

强对流天气是一种中小尺度天气系统产生的天气现象,持续时间一般较短,影响的区域小且分散,突发性强,对工农业生产和生活常造成巨大灾害,对此类天气的预报预警不够精准,因此开展强对流天气预测研究的重要性不言而喻。本文利用常规地面、... 详细信息

强对流天气是一种中小尺度天气系统产生的天气现象,持续时间一般较短,影响的区域小且分散,突发性强,对工农业生产和生活常造成巨大灾害,对此类天气的预报预警不够精准,因此开展强对流天气预测研究的重要性不言而喻。本文利用常规地面、高空观测资料,新乡地区2005-2016年强对流天气集中发生时段(5-9月份)自动站加密观测资料,以及分辨率为1.0°′1.0°的NCEP再分析资料,结合天气学诊断和统计学方法,对新乡地区近12年以来的强对流天气个例进行研究,对强对流天气进行天气学分型,研究不同天气形势下强对流天气的高低空配置以及物理量配置条件,每种类型的强对流天气各找出一次典型个例,分别对找出的个例进行天气学诊断分析,归纳总结出新乡地区强对流天气的特征以及强对流天气的预报着眼点,结果表明:(1)新乡地区的强对流天气,按照高低空形势可分为四种类型:(I)槽后西北气流型、(II)华北冷涡型、(III)槽前西南气流型、(IV)副高边缘西南气流型。(2)雷暴大风在新乡地区发生频次比较高,西北部山区由于受地形因素影响,3种强对流天气发生的频次在新乡地区都偏高;短时强降水和冰雹空间分布呈现西北多东南少的特点;2005年以来雷暴大风呈现逐渐减少的趋势,而短时强降水则体现出缓慢增加的态势;短时强降水在主汛期期间(7-8月)出现频次最多;雷暴大风在9月份出现较少,其他月份比较平均;冰雹天气主要出现在6-7月份。短时强降水每天出现的时刻呈现明显的双峰值数据结构特征,峰值出现在04-08时和16-21时,出现最多的时次是05时。而雷暴大风和冰雹的日变化呈现明显的单峰值结构特征,在每日的傍晚前后出现频次最多。(3)四类强对流天气形势下200hPa常有急流出现,新乡地区位于急流轴的北侧辐散区域;强对流天气大气层结常出现上层干冷空气叠加下层的暖湿空气的情况,低槽、辐合线和地面冷空气是强对流天气的主要触发机制。(4)四种类型的强对流天气在近地面均存在假相当位温的大值区,II型和IV型θse均值比其他类型强对流更大。从分布的形态来看,强对流多发区一般处于PW的大值区,4种类型强对流天气多发生在靠近新乡地区西北部的等值线密集带中,强对流天气常发生在干湿空气交汇的地方,且靠近冷空气活动的路径一侧。水汽通量的辐合中心一般位于900hPa以下,IV型的水汽通量均值***.s,I型水汽通量均值5 ***.s。I型水汽主要集中在850hPa以下,而II型、IV型水汽集中带延伸到500hPa到600hPa附近。II型在水汽的垂直输送方面更强。(5)I型和IV型辐合上升运动中心主要位于900hPa以下的近地面,II型和III型上升运动中心则在800hPa以上。I型的垂直上升速度更大,III型和IV型中低层的辐合程度更强。四类强对流天气在200hPa附近存在较强的辐散中心,中低层存在辐合中心,这种低层辐合高层辐散的大气环流配置,能够产生抽吸作用,使上升运动更强,从而使得强对流天气快速发展。(6)在中低层出现正的垂直螺旋度大值中心是强对流天气出现的条件之一,正的垂直螺旋度中心与强对流天气落区有很好的对应关系。IV型强对流天气垂直螺旋度的指标特征不如其它三种类型明显。(7)新乡地区西北部近地面吹偏南风时,迎风坡山前容易产生地形辐合,有利于垂直上升运动的发展,偏南暖湿气流受地形抬升作用,水汽凝结释放潜热,释放出的潜热能又对上升运动的发展提供能量。本文的研究结果可为豫北地区特别是太行山东侧强对流天气的预报预警提供参考,对保障地区群众生命财产安全和地区经济社会发展具有现实意义。

关键词：强对流天气学分型物理量诊断斜温探空预报指标

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