“718”濟南短時特大暴雨的中尺度分析和數(shù)值分析

《“718”濟南短時特大暴雨的中尺度分析和數(shù)值分析》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。

1、第一章弓l言第一章引言暴掰是一耪嚴重的災(zāi)害牲天氣，黠人民毆經(jīng)濟財產(chǎn)和人身安全具有重大影響。因此，對暴雨的研究～直是氣象學(xué)家及氣象業(yè)務(wù)工作者們最關(guān)注的問題之一。20鏈紀戩來，氣象學(xué)家翻對暴雨系統(tǒng)進行了大量機理和預(yù)攝研究，建立暴褥的多尺度物理模型一直是國內(nèi)外氣象學(xué)研究的重點之一n嶼1。Maddox首先提出了美國中東部致洪暴雨的3種天氣型，隨后又給出了美國西部暴雨的環(huán)流模型。在此基礎(chǔ)上，美國科學(xué)家從地形強迫、弱的天氣尺度強遺、多尺度系統(tǒng)攫互作捌等方面發(fā)聶出了美國暖季降水的多尺度概念模型晦。1¨。日本科學(xué)家利用衛(wèi)星、雷達、微波遙感等新技

2、術(shù)獲得的非常規(guī)觀測資料也相繼提璉；了梅雨鋒東段(蟊本)的多尺度概念模型鞋扣堪】。我豳位于世界著名的東亞季風(fēng)區(qū)，是多暴雨地區(qū)，幾乎每年都會受到突發(fā)性強降水或持續(xù)性強降水的影響。長期以來，暴雨的研究和預(yù)報一直受到政府和氣象部門的高度重視。早在20世紀70年代，針對我圈暴雨災(zāi)害的嚴重性，璃詩言先生n引就對暴焉玖及孛小尺度系統(tǒng)的天氣學(xué)特征及動力學(xué)進行過系統(tǒng)全面的研究，增強了氣象工作者對暴雨系統(tǒng)的認識釋預(yù)報麓力。在詫工作鯰基稿上，之螽有關(guān)暴雨靜一系列研究工作德以深入開展。不過，長期以來有關(guān)暴雨的研究主要集中在華南、長江流域和淮河流域nH們

3、，而對華北暴雨的研究則相對較少。1．1華北暴雨的研究進展華托地處東亞中緯度地區(qū)，不僅冷空氣活動頻繁，而且夏季暖滋空氣北上也可以達到該地區(qū)，冷暖空氣交滋結(jié)果常造成很強的暴雨，是我國東部夏季三大降露送之一。華={匕暴雨的特點可歸結(jié)為：暴雨強度大，出現(xiàn)時間集中，局地性強，往往會造成嚴重的洪澇災(zāi)害。這種極強熬雨強是國內(nèi)少見豹，加上華={乏遮形、地藐復(fù)雜，入蠢密集，一量強降求出現(xiàn)，就會造成嚴重的經(jīng)濟損失。同時，華北地區(qū)是水資源嚴重短缺的地區(qū)，暴雨是主要的水資源之一，做好暴雨預(yù)報對科學(xué)利用水資源，儲水、防洪及保護入們的生命財產(chǎn)安全，是十分重

4、要嬲。2000年以后，關(guān)于華北暴雨的研究逐漸增多。陶詩言、高守亭等倥7，卿全面回顧了75年來中科院大氣所辯磷入曼在天氣足度，次天氣尺發(fā)及孛足度暴焉系統(tǒng)領(lǐng)域靜研究工紹。總結(jié)了在短、中期天氣預(yù)報，短期氣候預(yù)測在模式發(fā)展和改進以及在數(shù)值模擬等方讞所取得的成就和進展。呂艷彬等渤’在對中尺度對流復(fù)合體(MesoscaleConvectiveComplex，第一章弓l言縮寫為疆cC)進行普查的基礎(chǔ)上，分析了華北平原上3個典型個例合成的瓶C發(fā)生前的環(huán)境場，指出華=i匕平原發(fā)生的MCC與我國南方和北美地區(qū)的MCC不完全相同。衛(wèi)捷等啪’研究了近2

5、0年華={乏地區(qū)鼉：早期大氣環(huán)流異常特征，發(fā)璦華=

6、芝予警有顯藩的年踩和年代際變化。孫建華等搏¨對1960-1999年的華北夏季暴雨過程進行了統(tǒng)計分析，之后，又進一步對1990—1999年造成夏季特大暴雨過程的天氣形勢進行了分型研究。隨著資料的不斷更新，許多研究人員對～些典型的暴雨個例做了進一步的分析，得到的結(jié)論為準確的天氣預(yù)報奠定了堅實的基礎(chǔ)。柴東紅、陳艷等潞34‘采用中尺度數(shù)值模式MM5對2003年10月lO—12舀發(fā)生在華北地區(qū)一場罕見的大范圉暴雨、區(qū)域性大暴霹進行模擬。結(jié)果表明，對滾有效位能、風(fēng)暴相對螺旋度、能量一螺旋度

7、指數(shù)這3個參數(shù)對這次大暴雨的發(fā)生發(fā)展有較好的指示作滔，著分析了就次暴雨的物理成困。粱豐、陶詩言等潲1翱翔NCEP／NCAR的孬分析資料和GMS紅外黑體亮溫(TBB)資料等對1991年6月9-11日的一次黃河氣旋暴雨過程進行了診斷分析，得到很多有價值的研究結(jié)果。梁平德等m3應(yīng)用NCEP／NCAR500hPa逐日資料對影嚷華=l藝盛夏早澇的環(huán)流特征進行了分析，繪出了盛夏早澇分別與“疆高東低”和“東高西低”流型的對應(yīng)關(guān)系，并進一步研究了初夏與盛夏的環(huán)流演變特征。楊曉霞m1對函東省遠距離熱帶氣旋暴雨進幸亍研究，建立了丞東省遠距離熱帶氣旋

8、暴磷的天氣學(xué)模型。1．2暴雨災(zāi)害的數(shù)值模擬研究進展由于目前常規(guī)觀測資料時空尺度分辨率的限制，很難揭示出中尺度系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)特征及演變過程，數(shù)值模擬縮果的分析就成為研究中尺度大氣動力過程的有效手段之一。比較有名的孛尺度數(shù)馕模式有美國賓媸大學(xué)黧家大氣研究中心的泓5模式，奧克拉搿馬大學(xué)的風(fēng)暴分析預(yù)報中心的APRS，國家環(huán)境預(yù)報中心的業(yè)務(wù)預(yù)報模式(Eta模式)，美國國家大氣研究中心(粥轟li>孛小尺度氣象處、圜家環(huán)境預(yù)報中心(麓醋)環(huán)境模擬中心、預(yù)報系統(tǒng)實驗室(礴己)的預(yù)報研究處和奧克拉荷馬大學(xué)的風(fēng)暴分析預(yù)報中心聯(lián)合開發(fā)的WRF，英國氣象局

9、中尺度業(yè)務(wù)模式(UKMO模式)，法國中尺度非靜力模式(MESO-NH模式)等。最近幾年，模式研究主要致力于發(fā)揮現(xiàn)代探測手段獲褥的多犖孛非常規(guī)觀測資料的作爝，合理有效地實現(xiàn)四維變分資料同化方法嘲刪，改善區(qū)域業(yè)務(wù)數(shù)值天氣預(yù)報的質(zhì)麓，以便更好地用于數(shù)值模擬研究，進一步