吉林地区雷暴云特征的数值模拟分析

来源 :南京信息工程大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:catche
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
本文利用改进了的三维强风暴动力-电耦合模式,对决定雷暴云空间电荷结构的两个初始场:反转温度和扰动区域进行模拟对比研究,同时结合闪电定位仪资料、雷达资料及降水资料模拟了2007年7月3日发生在吉林地区的一次雷暴过程,分析了云的微物理发展过程、各水成物粒子对云中电荷分布的作用以及云中电场的发展过程。模拟结果表明,选取不同的反转温度和扰动区域,雷暴云空间电荷结构存在很大的差异;当电场达到击穿阈值时我国北方雷暴云呈三极性电荷分布结构,且主负电荷区稳定在-10℃温度层附近,云下次正电荷区荷电量较大;垂直上升气流是表明云中电场发展强弱的重要参量,当上升气流穿过-10℃~-15℃温度层,且维持较长一段时间时,云中电活动比较剧烈;同时,云中电场达到击穿阈值的时间出现在上升气流开始回落的阶段;云中最大上升速度与最大液态降水强度几乎同时出现,云中最大电场出现在上升速度达到最大值后回落的阶段,大约在5分钟左右。闪电定位仪是进行雷电监测和预警的重要工具,可以对雷闪进行24小时全天候不间断观测,其所探测的雷暴的闪电频数可以表征雷暴发展的强度。研究表明,闪电频数与云发展的高度及雷达回波强度有关,当回波强度大于45dBZ时,云体发展越高,闪电频数越大;云顶高度小于6km时,闪电发生较少。闪电发生后降水也增大。高原雷暴天气层结具有与平原雷暴完全不同的特征,一般为整层弱不稳定,且不稳定能量不大。CAPE值分布比较均匀,不出现像平原雷暴天气那样较大的不稳定能量层结;对于强度相当的雷暴天气,高原雷暴最大回波强度小于东北地区,一般而言,高原地区最大回波强度大于35dBZ即为强雷暴。当云发展成熟时,高原雷暴云出现以三极性为主,不同极性电荷多层交替分布的结构,而我国北方地区多呈三极性结构。
其他文献
云是影响气候变化和辐射收支平衡的重要因子,而光学特性则是决定其辐射特性的重要因素。目前,针对中国、尤其是气溶胶污染较高的长三角地区云光学特性的研究相对匮乏,同时卫星观测资料有待利用地基数据进行验证,因此,利用地基遥感数据研究该地区云的光学特性具有重要意义。本文基于南京信息工程大学太湖移动观测站一年地基遥感资料(包含多滤波遮光辐射计(MFRSR)、微脉冲激光雷达(MPL)、全天空成像仪(TSI)、微
当今社会经济发展迅速,高新技术日新月异,易受雷击范围更广,雷电灾害风险日趋上升,一旦发生雷灾,就会给人类、社会和环境造成重大损失,尤其是一些高科技产品非常敏感,很容易遭雷击损坏。众多的雷灾案例,使人们的雷击风险意识也随之上升,逐步开展了雷电灾害风险研究,以更好地防御雷击。预先做好雷电灾害风险评估可有效减少损失。目前国内外专家学者研究制定了相关雷击风险评估标准,但主要是针对单个具体建筑物,对大型港区
雷电活动所产生的电磁场,尤其是其中的辐射场,可沿地表传播数百公里。土壤电导率、地表起伏等因素会使得雷电电磁场在广域传播过程产生色散、反射,对闪电定位系统测量的波形造成影响,从而影响闪电定位系统反演出的雷电流峰值和上升沿时间等雷电参数。本文主要研究复杂地表情况对雷电回击产生电磁场的影响,基于MTLL回击模型,建立了雷电回击通道附近的二维柱坐标系时域有限差分模型,分析了不同土壤分层结构情况下的回击电磁
在利用雷达估测远距离地面降水时,雷达波束采样随距离的抬升和展宽、以及降水强度在垂直方向自然分布的不均匀性,正是雷达测雨产生误差的重要因素之一。雷达反射率因子的垂直变率减少了雷达资料对降水量估计的可靠性,在复杂地形中情况更是如此。如果已知雷达反射率因子垂直廓线(VPR),这一主要的误差源可以、至少可以部分的被订正。本文重点研究雷达回波垂直廓线VPR的两个重要方面:一是VPR的生成方法,二是评估VPR
天气雷达探测层状云降水时,在云体回波的垂直结构中常出现一条水平延伸的强回波带,带所在的高度约在大气温度为0℃高度附近。上世纪40年代末,Byers首先观测到这种现象,称其为亮带(bright line)。风廓线雷达数据连续性好、分辨率高,它比天气雷达可以获取分辨率更高的细致降水云体结构和云体返回信号的全谱信息。利用风廓线雷达数据可以对零度层亮带进行详细分析,进而开展有关层状云降水方面的研究。基于亮
利用2003-2006年夏季合肥多普勒雷达产品进行安徽省对流云合并过程的普查、统计、分析,得到对流云合并的特征规律。结果显示,安徽夏季对流云合并频发,具有典型的时空分布规律,并与夏季强对流过程的时空变化有着很好的对应。合并通常发生在六月底七月初,并在八月初出现一个峰值,在日变化中,14:00—15:00出现峰值;合并分布与中尺度地形有着很好的一致性,在区域内有三个高发区,分别为大别山区,皖南山区,
本文主要利用北京市气象局短时临近交互预报系统(VIPS)资料(包括多普勒天气雷达、风廓线雷达、闪电探测系统和自动气象站资料),对北京夏季三次强降水天气过程雷达回波结构及闪电时空特征进行了细致分析。目的是为闪电与回波结构相互关系提供一些新的认识,为局地强降雨和对地闪电的短时临近预报提供参考。主要结果概述如下:一、本文首先研究了北京夏季强雷暴过程中的降水和闪电时空分布特征,其中包括降水与闪电的空间分布
为了提高大气环流模式的气候模拟性能,不断改善模式中物理过程的参数化方案一直是模式发展的迫切需要。本文将一种新的湍流通量参数化方案引入到NCAR CAM3.0(Community Atmosphere Model),该方案能够同时考虑空气动力学粗糙度和热力粗糙度的差异,并且具有计算公式简单,无须循环迭代的特点,通过在线测试检验了该方案在CAM3.0中的模拟性能。另外,由于COARE算法是近年来被广泛
推进媒体融合向纵深发展,关键在人才,难点在人才,痛点也在人才。进入全媒体时代,地市级新闻媒体必须全方位、多角度打造一专多能、多项全能、又专又能的人才队伍,在实践中培养、挖掘符合时代要求、社会需求、传播需要、行业发展的新型全媒体复合人才,方能在媒体变革大潮中屹立不倒、破浪前行。
在本文中,通过使用能够合理剔除大气潮汐(尤其是周日潮汐)扰动影响的分析方案,利用1991年11月至1997年8月期间美国NASA卫星UARS(Upper Atmosphere Research Satellite)所携带的WINDII(The Wind Imaging Interferometer)仪器获得的风场测量数据考察了东亚上空90-120km MLT(The Mesosphere and