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主题:特征论文写作 时间:2024-03-24

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1概述

伊春市位于小兴安岭腹地,小兴安岭纵贯南北,北部多台地;中部低山丘陵;南部属低山,地貌复杂,中小尺度灾害频繁,给人民生命财产造成极大损失.其中对伊春危害最严重的主要是对流天气引起的短时强降水,但是现有预报水平尚不能满足国家防灾减灾的需求,而多普勒天气雷达因其及时准确的遥感探测能力,在中小尺度灾害性天气的监测与预警中发挥着重要的作用.

2技术路线

利用MICAPS资料、多普勒雷达、乡镇雨量等资料,对比分析2013-2014年发生在伊春地区短时强降水天气过程中的雷达产品特征,在此基础上,找到适合伊春山区和平原东北冷涡型短时强降水天气的雷达临近预警指标,并利用2015年发生的短时强降水天气过程对得到的临近预警指标进行检验.

3短时强降水天气过程概况

3.1短时强降水时空分布特征

统计2013-2015年区域自动站降水资料,伊春地区共出现64次短时强降水(1h降水量≥20.0mm)天气过程,降水量每小时最高可达62.4mm(2013年08月12日18时铁力市建设林场),2013-2015年伊春地区的短时强降水多集中在伊春中南部的铁力、金山屯、南岔等地区.

经统计,短时强降水出现月份为6-9月,其中,9月最少(2次),其他短时强降水都集中在汛期,即6月、7月、8月,分别对应有18次、22次、22次.

3.2短时强降水大尺度环流背景特征

强对流天气的发生和发展与一定的大尺度环流背景有关,强对流发生的天气学条件为:丰富的水汽、不稳定层结、抬生触发机制或强上升运动,强烈发展的强风暴常有逆温层、强的风垂直切变、中层干冷空气等有利条件.然而,这些条件在不同的大尺度环流背景下各要素的重要性也不尽相同,产生的强对流天气类型也不相同[1].

利用500hPa的高度场、风场实况资料,统计分析64次(2013年13次,2014年25次,2015年26次)短时强降水过程的环流背景发现,可将影响伊春地区短时强降水的影响系统分为三种类型:东北冷涡型26次(占40.6%)、高空槽型34次(占53.1%)、高空脊型4次(占6.3%).

东北冷涡即500hPa上中高纬有一个闭合的低压环流系统,可以占据南北二十多个纬距,东西向三十多个经距,低压中心位于我国东北上空,或者朝鲜半岛附近,一般有低温中心相配合.东北冷涡是一个深厚的系统,在850hPa、700hPa、500hPa的高度场上,均表现为低压环流系统,并常和冷中心结合,其延伸出来的槽线往往可以压到华东一带,影响范围之广可见一斑.东北冷涡是一个有组织的对流性系统,引导槽后冷空气东移南下,从高空渗入低层大气,整个系统气柱呈现上冷下暖的不稳定层结,当冷暖空气交汇,加之气旋性环流提供的扰动动力,易导致强降水的发生.冷涡槽后对流不稳定表现在500hPa有西风急流存在,且与强对流天气的发生区域紧密相关,存在明显的中尺度低压和辐合线、干线,主要造成雷雨大风和冰雹天气.

当500hPa为东北冷涡时,有18次短时强降水过程,其落区仍然主要集中在伊春南部的铁力、金山屯等地区(占50%),随着高空气流的引导,即冷涡旋转东移,有55.6%的降水回波自伊春西南向东北方向移动,平均一小时降水量达33.7mm,且降水时段主要集中在午后(占55.6%).

4东北冷涡型短时强降水天气雷达预警指标分析

对2013-2014年38次短时强降水天气过程的雷达反射率屏显特征(回波形态)、组合反射率CR、回波顶高ET、最强回波强度dBzM、垂直液态累积含水量VIL、最强回波高度HT共6个识别因子进行了统计分析.

4.1组合反射率因子形态和强度指标分析

大尺度环流背景为东北冷涡型时,回波特征具有涡旋状,并伴有不同尺度切变线和急流特征,回波区多位于低涡右侧,且在气旋式切变曲率越大,急流越强的区域,相应的组合反射率CR值也越大.当影响系统为冷涡时,其引发的18次短时强降水的雷达回波形态主要以带状、涡旋状、片状、块状,以及絮状混合的为主,也偶有弓状和多单体线性排列的回波形态出现.同时,所有降水回波中的CR≥48dBz,最小的为48dBz,最大的为65dBz,其中16次降水回波(占89%)的CR在48-63dBz之间,2次降水回波CR>63dBz;迭加属性列表里的dBzM≥44dBz,最小的为44dBz,最大的为64dBz,其中16次降水回波(占89%)的CR在44-61dBz之间,2次降水回波CR>61dBz.因此,将CR≥48dBz,dBzM≥44dBz作为伊春地区大尺度环流背景为东北冷涡型时可能产生短时强降水的参考依据之一.

4.2回波顶高和最强回波高度指标分析

当大尺度环流背景为东北冷涡时,所有降水回波中的ET≥5km,最小的为5km,最大的为13km,其中15次降水回波(占83%)的ET在7-11km之间,有两次回波顶高<7km(占11%),仅有1次降水回波顶高为13km;迭加属性表里的TOP≥2.5km,最小的为2.5km,最大的为8.5km,其中16次降水回波(占89%)的TOP在3-8.5km之间,2次降水回波TOP<3km.因此,将ET≥7km,TOP≥3km作为伊春地区大尺度环流背景为东北冷涡型时可能产生短时强降水的基本参考指标之一.

4.3垂直累积液态水含量指标分析

伊春地区在东北冷涡的大尺度环流背景下发生的18次短时降水时VIL的变化范围在3-44kg/m2之间,平均值为18.5kg/m2,其中多数在3-19kg/m2之间变化,有13次(占72%),在19kg/m2以上的有5次,占28%.因此将VIL≥3kg/m2作为伊春地区大尺度环流背景为东北冷涡时短时强降水的预警参考指标.

5短时强降水指标回代检验

为检验上文总结的短时强降水指标性能,用2015年发生在伊春地区的短时强降水天气过程对组合反射率CR等6个指标进行回代检验(见表1),由此可以看出:①CR≥48dBz,dBzM≥44dBz,ET≥7km作为伊春地区短时强降水预警指标是合适的,准确率高达100%,无一漏报;②当影响系统为东北冷涡型时,VIL≥3kg/m2作为预警指标能很好的识别短时强降水过程;③TOP≥3km在检验中出现了一个个例不能识别,因此,将TOP分别修正为TOP≥2.8km作为伊春地区短时强降水预警指标.

6小结与讨论

影响伊春地区短时强降水的系统分为三种类型:东北冷涡型、高空槽型、高空脊型.当500hPa为东北冷涡时,其落区仍然主要集中在伊春南部的铁力、金山屯等地区,随着高空气流的引导,即冷涡旋转东移,有55.6%的降水回波自伊春西南向东北方向移动,平均1h降水量达33.7mm,且降水时段主要集中在午后.在每隔6min的多普勒雷达体扫产品中,短时强降水通常满足:组合反射率CR≥48dBz,dBzM≥44dBz,回波顶高ET≥7km,TOP≥2.8km,垂直液态水含量VIL≥3kg/m2,这些参数的变化可以作为伊春地区短时强降水的预警临近指标.

参考文献

[1]郑媛媛,姚晨,郝莹,等.不同类型大尺度环流背景下强对流天气的短时临近预报预警研究[J].气象,2011,37(7):795-801.

小结:这是一篇适合冷涡和强降水和天气雷达论文写作的大学硕士及关于特征本科毕业论文,相关特征开题报告范文和学术职称论文参考文献.

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