發(fā)布時(shí)間：2020-10-26 22:37

　　 本文利用三維變分方法對(duì)熱帶風(fēng)暴、颮線和層狀云降水等多種不同類(lèi)型的降水過(guò)程進(jìn)行風(fēng)場(chǎng)反演,并與雙多普勒雷達(dá)風(fēng)場(chǎng)反演結(jié)果、風(fēng)廓線雷達(dá)探測(cè)結(jié)果及原始徑向速度等數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比分析。探討了三維變分方法反演風(fēng)場(chǎng)的能力、在不同天氣系統(tǒng)中的適用性以及在實(shí)際業(yè)務(wù)工作中的應(yīng)用潛力。最后結(jié)合兩種風(fēng)場(chǎng)反演方法、NCAR/NCEP再分析資料、常規(guī)地面高空觀測(cè)資料、雨滴譜儀和微波輻射計(jì)觀測(cè)資料,綜合分析了我國(guó)華南地區(qū)的一次強(qiáng)颮線天氣過(guò)程的形成背景和成熟階段的中尺度結(jié)構(gòu)特征。三維變分方法反演風(fēng)場(chǎng)的效果檢驗(yàn)結(jié)果表明,三維變分方法反演獲得的風(fēng)場(chǎng)結(jié)構(gòu)與各類(lèi)型天氣的基本特征基本一致,能夠較好地反演出颮線系統(tǒng)低層強(qiáng)對(duì)流區(qū)前緣陣風(fēng)鋒處的風(fēng)場(chǎng)輻合以及熱帶風(fēng)暴的氣旋式環(huán)流。誤差分析表明,水平風(fēng)速和水平風(fēng)向的反演結(jié)果都比較可靠,層狀云降水的風(fēng)場(chǎng)反演效果優(yōu)于熱帶風(fēng)暴和颮線系統(tǒng)的風(fēng)場(chǎng)反演效果。中低層水平風(fēng)場(chǎng)與風(fēng)廓線雷達(dá)探測(cè)到的結(jié)果較為一致,垂直速度能較好地反映該颮線過(guò)程中氣流的上升和下沉運(yùn)動(dòng)。一次強(qiáng)颮線天氣過(guò)程的中尺度結(jié)構(gòu)特征分析表明,颮線系統(tǒng)過(guò)境前,廣東省大部分地區(qū)處于低空急流區(qū),有較強(qiáng)的垂直風(fēng)切變和明顯的水汽輻合,并伴有低空輻合、高空輻散的配置,處于較強(qiáng)的對(duì)流不穩(wěn)定環(huán)境下。颮線過(guò)境時(shí),地面測(cè)站氣壓上升,氣溫驟降、雨強(qiáng)和液態(tài)水含量迅速增加并達(dá)到峰值;颮線系統(tǒng)低層對(duì)流區(qū)盛行西北氣流,中層主要盛行平行于颮線的西南氣流。上升速度隨高度增加而變大,且最大上升速度區(qū)與系統(tǒng)內(nèi)部最強(qiáng)回波區(qū)對(duì)應(yīng)。系統(tǒng)移動(dòng)前方低層有較強(qiáng)的相對(duì)出流,而后方有更強(qiáng)的相對(duì)入流。低層輻合、高層輻散的配置,是造成本次颮線過(guò)程的主要原因。
【學(xué)位單位】：中國(guó)氣象科學(xué)研究院
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2015
【中圖分類(lèi)】：P412.25;P426.6
【部分圖文】：

圖2.12014年3月30日23時(shí)00分廣州多普勒天氣雷達(dá)(仰角1.5°)退速度模糊前(a)、后(b)徑向速度圖經(jīng)上述退速度模糊處理后，再利用多普勒天氣雷達(dá)三維數(shù)字組網(wǎng)及產(chǎn)品預(yù)處理(王紅艷等，2009)將退速度模糊處理后的雷達(dá)反射率資料和徑向速度資料插值到水直分辨率分別為1km 和0.5km 的水平直角坐標(biāo)系中。2.4 風(fēng)場(chǎng)反演方法介紹本文主要用到兩種風(fēng)場(chǎng)反演方法，分別是三維變分風(fēng)場(chǎng)方法和雙多普勒雷達(dá)風(fēng)演方法，下面對(duì)兩種方法的原理進(jìn)行簡(jiǎn)單介紹。2.4.1 三維變分風(fēng)場(chǎng)反演算法簡(jiǎn)介三維變分風(fēng)場(chǎng)反演方法使用邱崇踐提出的兩步變分法(2006)，并在兩部雷達(dá)共區(qū)域內(nèi)使用Shao 等提出的方法(2004)，同時(shí)融合兩部雷達(dá)的觀測(cè)資料進(jìn)行風(fēng)場(chǎng)反方法的基本思想是：首先，對(duì)觀測(cè)到的徑向風(fēng)作光譜分析，反演出一個(gè)光滑的代風(fēng)場(chǎng)；然后，在代理背景風(fēng)場(chǎng)和液態(tài)水含量平流方程的約束下在數(shù)據(jù)密集區(qū)域的率網(wǎng)格上獲得更細(xì)致的風(fēng)場(chǎng)結(jié)構(gòu)。記直角坐標(biāo)系中每個(gè)網(wǎng)格點(diǎn)上三個(gè)方向的風(fēng)分量v、w，找到使目標(biāo)泛函數(shù) J 取得極小值的 u、v、wBrmECpJ (u ,v,w)=J+J+J+J+J

TIME（UTC）01:00 00:30 00:00 23:30 23:001.50 2014年3月30日23時(shí)—31日01時(shí)新會(huì)風(fēng)廓線雷達(dá)探測(cè)到的(a)和三維變分風(fēng)場(chǎng)到的(b)各高度水平風(fēng)隨時(shí)間變化以及同期多普勒雷達(dá)反射率因子時(shí)間-高度圖(c)a 和圖 4.3b 可知，4 km 高度以上，兩種方法探測(cè)到的水平風(fēng)速大小也相近；1.5 km 高度上，23 時(shí)30 分到次日 00 時(shí) 00

70A BCD圖5.5 三水氣象站雨滴譜觀測(cè)的氣象要素隨時(shí)間的變化及雷達(dá)反射率因子的時(shí)間高度圖(藍(lán)色實(shí)線：液態(tài)含水量；綠色實(shí)線：中數(shù)粒子體積直徑；紅色實(shí)線：降水強(qiáng)度；紫紅色實(shí)線：雨滴譜觀測(cè)的雷達(dá)反射率因子)39
【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前5條

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2 羅昌榮;池艷珍;周海光;;雙雷達(dá)反演臺(tái)風(fēng)外圍強(qiáng)帶狀回波風(fēng)場(chǎng)結(jié)構(gòu)特征研究[J];大氣科學(xué);2012年02期

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本文編號(hào)：2857612