宁波地区海陆下垫面特征对雷暴过程影响的数值模拟研究

来源 :南京信息工程大学 | 被引量 : 2次 | 上传用户:sdhok
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本文以宁波及周边地区为研究区域,利用水平分辨率为1km、垂直方向为35层、四重嵌套双向反馈的WRF模式对雷暴过程进行数值模拟。为了更准确地模拟雷暴过程,实施了陆面参数化方案(Noah和RUC)对雷暴模拟影响的敏感性试验,结果显示:对于雷暴发生前期近地面热动力场的特征,Noah方案的描述更为逼真,而RUC方案没有反映出下垫面覆盖的多样性以及城市下垫面的影响;Noah方案模拟的雷暴启动、发展过程与观测较为一致,而RUC方案较好地描述出了演变过程中的关键阶段,如三次合并过程;不同陆面方案模拟的雷暴累积降水量范围均较实况偏大,然而由于考虑的要素和物理过程存在一定差异,Noah方案在对降水的走向、强度、降水中心位置的模拟方面具有优势;无论哪种下垫面覆盖类型,白天Noah方案模拟的感热(潜热)通量均大于(小于)RUC方案。因此在宁波地区利用WRF模式模拟雷暴过程时,选用Noah方案的模拟效果更好。在此基础上,通过分析大尺度背景条件,选取了宁波地区典型的雷暴个例,用耦合Noah陆面过程的WRF模式对其进行了模拟,通过替换下垫面覆盖类型的敏感性试验探讨了海陆下垫面特征对雷暴过程的影响。研究表明,雷暴发生前期,由于海陆下垫面的不均匀加热,海风环流特征明显,近地面风场形成沿着海岸线走向的强辐合带,辐合带相交处对应着随后雷暴过程的累积降水量的大值区。当海风在向内陆推进过程中与背景风相遇形成海风锋,其前方气流抬升明显。地面强辐合和高空强烈的上升运动与移入对流的共同作用触发了雷暴;与水体下垫面不同,陆地下垫面有着独特的动力学性质,当研究区域全部被替换成陆地后,地表的粗糙度增大,在研究区域东部由于摩擦辐合加强,产生了强烈的上升运动,多个发展旺盛的对流单体在上升运动区生成,使雷暴产生的降水区域东扩、降水量增多、雷暴维持时间延长。当所有陆地被替换成水体后,白天地表通量减少,大气边界层中湍流运动减弱,边界层高度降低,大气层结变得稳定,不利于对流发展。
其他文献
通过对松辽盆地长岭断陷烷烃气和CO2碳同位素资料的分析,认为该地区存在无机成因天然气。烃类气体中具有重碳同位素异常(δ^13C1〉-30‰)和负碳同位素系序(δ^13C1〉δ^13C2。〉