中國青藏高原以東地區(qū)和華北地區(qū)暖季降水日變化特征與機(jī)制分析

【摘要】：本論文利用2003-2009年5月15日-8月15日高時空分辨率的CMORPH降水資料以及NCEP GFS分析資料詳細(xì)分析了中國青藏高原以東地區(qū)和華北地區(qū)暖季降水日變化的特征及其可能機(jī)制。以前已經(jīng)有一些工作分別采用了地面觀測資料,衛(wèi)星資料,雷達(dá)資料研究了中國東部地區(qū)暖季降水日變化特征。本研究發(fā)現(xiàn),青藏高原以東地區(qū)和華北地區(qū)的暖季降水均具有顯著的日變化特征。在暖季三個不同時期之間：梅雨前期(5月15日-6月15日),梅雨期(6月15日-7月15日),梅雨后期(7月15日-8月15日),降水日變化特征具有明顯的差異和區(qū)別。 青藏高原以東地區(qū),降水日循環(huán)與3個熱力驅(qū)動的局地環(huán)流有著緊密的聯(lián)系。這3個熱力環(huán)流是由于青藏高原與山地之間、山地與平原之間、陸地與海洋之間非絕熱加熱不均而引起。暖季三個時期內(nèi)的局地日變化降水峰值信號均自青藏高原東部開始向東傳播,但傳播速度和距離均有較大的差別。與梅雨期的降水日變化特征相比,梅雨前期(梅雨后期)日變化降水峰值信號具有較快(較慢)的向東傳播速度,較長(較短)的持續(xù)傳播時間,因而,向東傳播更遠(yuǎn)(略近)的距離。三個時期內(nèi)日變化降水峰值信號傳播速度和傳播距離的差異主要與中緯度平均西風(fēng)氣流的強(qiáng)度以及西太平洋副熱帶高壓(WPSH)的位置和強(qiáng)度變化有關(guān)。 華北地區(qū)包括燕山-太行山山脈以及其鄰近的華北平原地區(qū)?？傮w而言,暖季三個時期內(nèi),局地日變化降水峰值信號于午后(太陽輻射最強(qiáng)時刻)在山脈地區(qū)開始活躍,隨后向東南方向的平原地區(qū)傳播。日變化降水峰值在午夜和清晨到達(dá)華北平原的中部地區(qū),對應(yīng)著華北平原大范圍的夜間降水峰值。日變化降水峰值與山地-平原環(huán)流的上升支具有一致性和匹配性,兩者幾乎同步向東南方向傳播。另外,山地平原環(huán)流的上升支和夜間西南低空急流均是引發(fā)平原地區(qū)夜間降水峰值的主要機(jī)制。與青藏高原以東地區(qū)類似,華北地區(qū)三個時期內(nèi)局地降水日變化特征也存在明顯的差別。與梅雨前期和梅雨期日變化降水峰值信號清晰、明顯的傳播形態(tài)相比,梅雨后期日變化降水信號最為模糊并且傳播速度最慢。這些差異與由于西太平洋副熱帶高壓的西進(jìn)北跳而導(dǎo)致梅雨后期的大氣環(huán)流形勢與前兩個時期明顯不同有關(guān)。 為了分析熱力驅(qū)動的山地-平原環(huán)流對華北地區(qū)暖季降水日循環(huán)的影響,本研究工作還利用中尺度數(shù)值預(yù)報模式WRF進(jìn)行了降水日循環(huán)試驗,模式選用的資料為NCEP GFS分析資料。日循環(huán)控制試驗選取2004年6月17日-24日這一時段作為模式的基礎(chǔ)時段,以八天平均的0000UTC作為初始條件,八天平均的0000UTC.0600UTC、1200UTC、1800UTC循環(huán),作為側(cè)邊界條件,進(jìn)行15天的積分。盡管在降水強(qiáng)度和落區(qū)方面與觀測有一些差別,日循環(huán)控制試驗成功的模擬出了暖季降水的日變化特征：日變化降水峰值信號在午后自燕山-太行山山脈開始向東南方向的華北平原地區(qū)傳播。山地-平原環(huán)流的主上升支隨時間向東南移動是日變化降水峰值東南傳播的主要原因。假-干敏感性試驗的結(jié)果與控制試驗相對比發(fā)現(xiàn),潛熱的釋放和蒸發(fā)冷卻對山地-平原環(huán)流的維持和發(fā)展起著重要的作用。降水的蒸發(fā)冷卻作用在山地-平原環(huán)流主上升支后方的對流層低層形成一“冷池”,“冷池”加強(qiáng)了對流的發(fā)生發(fā)展并且推動主上升支向東南方向移動。 【關(guān)鍵詞】：降水日變化 熱力差異 山地-平原環(huán)流 西太平洋副熱帶高壓 西風(fēng)氣流 數(shù)值模擬 冷池
【學(xué)位授予單位】：南京大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2011
【分類號】：P426.6
【目錄】：

• 目錄4-6
• 摘要6-8
• 英文摘要8-11
• 第一章 緒論11-37
• 1.1 論文研究意義11-15
• 1.2 國內(nèi)外研究進(jìn)展回顧15-27
• 1.2.1 國外降水日變化研究進(jìn)展綜述15-18
• 1.2.2 國內(nèi)降水日變化研究進(jìn)展綜述18-22
• 1.2.3 影響中國東部地區(qū)暖季降水的大尺度和天氣尺度系統(tǒng)22-27
• 1.3 論文研究目的和研究內(nèi)容27-28
• 1.4 論文章節(jié)安排28-29
• 本章參考文獻(xiàn)29-37
• 第二章 中國東部地區(qū)暖季降水和環(huán)流形勢綜述37-53
• 2.1 引言37
• 2.2 所用資料介紹37-40
• 2.3 中國東部暖季降水分布和環(huán)流形勢特征40-45
• 2.4 中國東部暖季主要雨帶的三次北跳45-49
• 2.5 本章小結(jié)49-50
• 本章參考文獻(xiàn)50-53
• 第三章 中國青藏高原以東地區(qū)暖季降水日變化特征53-87
• 3.1 引言53-55
• 3.2 關(guān)注區(qū)域和研究方法55-56
• 3.3 青藏高原以東地區(qū)暖季降水和環(huán)流形勢綜述56-65
• 3.4 青藏高原以東地區(qū)暖季三個時期內(nèi)降水日變化特征65-78
• 3.4.1 梅雨前期(5月15日-6月15日)65-72
• 3.4.2 梅雨期(6月15日-7月15日)72-75
• 3.4.3 梅雨后期(7月15日-8月15日)75-78
• 3.5 三個時期之間降水日變化特征的差異78-80
• 3.6 本章小結(jié)80-83
• 本章參考文獻(xiàn)83-87
• 第四章 中國華北地區(qū)暖季降水日變化特征87-112
• 4.1 引言87-88
• 4.2 華北地區(qū)暖季降水和環(huán)流形勢綜述88-97
• 4.3 華北地區(qū)暖季三個時期內(nèi)降水日變化特征97-108
• 4.3.1 梅雨前期(5月15日-6月15日)97-102
• 4.3.2 梅雨期(6月15日-7月15日)102-105
• 4.3.3 梅雨后期(7月15日-8月15日)105-108
• 4.4 本章小結(jié)108-110
• 本章參考文獻(xiàn)110-112
• 第五章 華北地區(qū)山地-平原環(huán)流對降水日變化影響的數(shù)值模擬研究112-139
• 5.1 引言112-114
• 5.2 模擬時段的選取和試驗設(shè)計方案114-119
• 5.3 模式結(jié)果以及與觀測的對比分析119-124
• 5.4 山地-平原環(huán)流和華北地區(qū)降水日變化的關(guān)系124-134
• 5.4.1 華北地區(qū)平均環(huán)流形勢以及上升運(yùn)動偏差帶的日變化特征124-129
• 5.4.2 山地-平原環(huán)流的日變化特征和影響129-131
• 5.4.3 潛熱釋放和冷卻對山地-平原環(huán)流的影響131-134
• 5.5 本章小結(jié)134-136
• 本章參考文獻(xiàn)136-139
• 第六章 全文總結(jié)和討論139-144
• 6.1 全文總結(jié)139-142
• 6.2 本文的創(chuàng)新點142
• 6.3 討論與展望142-144
• 致謝144-146

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高分辨率降水資料在東亞地區(qū)的對比    韋芬芬;湯劍平;

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阿克蘇汛期短歷時降水的氣候特征    胡翠珍;

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