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陕甘宁地区汛期强降水统计特征与一次典型个例的综合分析

日期:2012-10-29 15:57 作者:绮为论文网 论文字数:2770 点击次数:0
所属栏目:博士论文 论文语种:其他 论文用途:其他
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利用不同时空分辨率降水资料和NCEP再分析资料,本文首先对陕西、甘肃、宁夏三省(区)汛期(5-9月)不同量级强降水时空分布、天气学概念模型以及物理参数特征进行分析。

第二章陕甘宁地区汛期强降水时空分布特征


2.1近30年陕甘宁地区年、月降水量特征利用
1981-2010年基本(基准)站降水资料,我们首先对陕甘宁地区年、月降水量总体特征进行分析。30年年平均降水量分布图(如图2.1a)上可以看到陕甘宁地区年降水量整体呈现出从东南部向西北部递减的分布。超过550mm降水量的区域主耍在陕西南部山区以及甘南的玛曲地区。降水大值中心位于陕南的佛坪(914.4mm)。甘肃西部地区降水最少,大多在150mm以下,低值中心位于敦煌(39.9mm)。从降水量的年际变化上看(如图2.1b),陕甘宁地区年总降水量的平均值为23987.6mm,计算所得的线性趋势系数为-0.009,这表明年总降水量在30年内呈下降趋势,但下降幅度不大。从30年累年降水的月变化(如图2.1C)来看,陕甘宁地区全年降水主耍集中在汛期(5-9月),5-9月占据了总降水量的78.3%,其中7、 8、 9三个月依次为全年降水中最多的三个月份。具体到陕甘宁地区的每一个测站(如图2.1d),汛期时段降水都占到全年降水的70%以上,特别在年降水量较少的地区这一比例更是达到了 80%以上。
以上分析说明陕甘宁大部分地区不仅降水资源十分紧缺,而且近30年来年总降水量还呈现出略微减少趋势,而这些宝贵的降水资源70%以上都来自于汛期(5-9月),因此讯期降水对陕甘宁地区的总体降水起到了决定性作用。


2.2近20年陕甘宁地区汛期强降水变化特征
在全球气候变化的大背景下,强降水事件不断频发。对于陕甘宁地区,我们利用基本(基准)站逐小时降水资料对1991-2010年汛期强降水(Ihr^lOmm)变化特征进行分析。汛期强降水的年平均降水量(如图2.2a)为2526mm,强降水占据年降水量的10.5%,近20年强降水降水量整体呈上升趋势,线性趋势系数达到+0.046。 2005以前,强降水降水量大多年份在平均值以下,2005年开始,强降水降水量有比较明显的增加,2005-2010年里有4年强降水超过了 3000mm。强降水发生频次(如图2.2b)在近20年里同样也呈上升趋势,线性趋势系数达到+2.115,年平均发生频次在152次,2005年后强降水最为活跃,2010年强降水共发生213次,这也是近20年发生频次最高的一年。说明陕甘宁地区在年降水量略有下降的大趋势下,无论是强降水的发生频次还是强降水的降水量均有所增长,特别是2005-2010年,强降水变得越发活跃。在了解强降水近20年的变化趋势后,以下将使用分辨率更高的加密自动站降水资料对陕甘宁地区2005-2010年讯期不同量级强降水特征进行进深入的统计分析。


第三章陕甘宁地区汛期强降水概念模型...............................13
3.1陕甘宁地区汛期强降水影响..............................13
3.2陕甘宁地区汛期强降水概念模型..............................13
3.3强降水模型物理参数特征..............................16
3.4陕甘宁地区汛期强降水指标性物理..............................17
第四章"100807"甘肃中南部强降水环流特征..............................20
4.1强降水过程雨(灾)情..............................23
4.2强降水过程环流特征与冷空气、水汽..............................26
4.3强降水过程动力、热力环境..............................29
4.4强降水前后相关物理参数对比..............................33
第五章"100807"甘肃中南部强降水中尺度..............................34
5.1大尺度环流场的中尺度滤波分离..............................34
5.2中尺度雨团、云团演变以及雷达回波..............................35
5.3地面中尺度系统特征..............................39
5.4对流系统的地闪活动特征..............................41
5.5舟曲强降水与中尺度地形..............................42


第六章结论与讨论


6.1结论
利用不同时空分辨率降水资料和NCEP再分析资料,本文首先对陕西、甘肃、宁夏三省(区)汛期(5-9月)不同量级强降水时空分布、天气学概念模型以及物理参数特征进行分析。在此基础上选取"100807"甘肃中南部强降水过程作为研究个例,综合利用GFS资料和多种新型观测资料对本次过程大尺度环流背景、物理环境场以及中尺度对流系统发生发展规律进行研究。通过分析得到以下一些初步结论:
(1)近20年(1991-2010年)陕甘宁地区汛期强降水降水量和累计发生频次都呈增长趋势,特别是最近6年(2005-2010年)强降水越发活跃。近6年讯期强降水在区域内存在4个活跃区与3个不活跃区。汛期强降水主要集中在7、 8月,其中7月下旬与8月中旬强降水发生频次最高,相对7月,量级更大的强降水更容易发生在8月。强降水在日变化上呈双峰分布。lhr>30誦的强降水容易发生在山地迎风坡、地形陡升区、喇叭口等特殊地形附近并且表现出夜间多发性特征。
(2)从典型个例中提炼出陕甘宁地区讯期3类强降水概念模型(低槽-副高型、低涡-远距离台风型、两高切变型)。相关物理参数不仅反映了 3类强降水的共性特征还体现出每类模型的自身特点。低槽-副高型最为典型,它的LCL最高,其它物理参数最低,Ihr雨量大多在25min以内。低涡-远距离台风型水汽条件最好,深厚湿区、次天气尺度Q系统和较低的LCL使强降水发生范围最广,强度更强。两高切变型降水强度最大、持续时间最短并具有突发性,其相关物理参数最高,对流性特征明显。
(3)"100807"过程属于两高切变型强降水典型个例。500hPa高压坝断裂、700hPa甘肃南部中尺度涡旋以及200hPa西风急流南侧福散场的相互作用为强降水的发生提供了必要的大尺度环流背景。过程冷空气主体来自700hPa,而地面上不断有小股弱冷空气向不同区域扩散使得强降水较为分散。强降水水汽通道是在热带低压、副高以及青藏高原大地形共同作用下形成,近地面水汽的迅速增加以及垂直方向强烈的水汽输送使得降水历时短、强度大并具有较强的突发性。

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