山东半岛冷流暴雪机理研究

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冷流暴雪是山东半岛冬季重要的天气现象,其形成与海陆分布以及相关的中小尺度天气系统之间的相互作用密切相关。本文首先分析2005年冬季山东半岛冷流暴雪形成的环流背景,其中着重分析冷平流对山东冷流暴雪发生、发展的作用。在此基础上,利用中尺度数值模式WRF对2005年12月6日到7日山东半岛一次冷流暴雪过程进行了数值模拟研究,重点分析了天气尺度系统和中尺度天气系统对该次暴雪过程的影响和作用。研究结果表明:   对流层中低层冷平流对山东半岛地区冷流暴雪形成具有十分重要的影响作用。在冷流暴雪期间,山东半岛地区低层明显地表现强冷平流区,而对流层高层是一致西北气流区。对流层中低层自西北向东南的正涡度辐合区有利于冷流暴雪的形成。此外,降水造成的非绝热加热增强了冷流暴雪区低层位势不稳定,有利于冷流暴雪的进一步发展。大气中低层气旋性切变区可综合地反映出不同尺度天气系统对冷流暴雪的强迫作用和冷流暴雪的增强效应。   在山东半岛冷流暴雪形成过程中,位于山东半岛北部沿海的西北-东南走向稳定的切变系统与山东半岛山脉地形相配合,加强位于山东半岛北侧的辐合运动,从而导致冷流暴雪北侧气旋性切变的形成,这种中尺度气旋性扰动的形成是冷流暴雪加强与维持的重要原因。   在冷流暴雪过程中,中尺度对流系统的潜热释放首先导致冷流暴雪区温度场上暖区的形成,中尺度对流性不稳定的形成进一步加强了冷流暴雪区的低层辐合,在切变区上形成上升运动。冷流暴雪区附近的垂直环流系统是联系冷流暴雪不同尺度高低层系统的主要纽带。   山脉地形对冷流降雪落区、强度影响较大,山脉地形使冷流降雪强度增大,降雪中心北移;山脉地形造成对流层底层风场辐合和垂直运动的增强;同时,山脉地形也改变了冷流过程中水汽、雪水等的空间分布。   山东半岛冷流暴雪与山东回流暴雪虽然都是冷锋过境后造成的降雪,但产生机制不同,回流暴雪中锋面次级环流是主要的中尺度系统,而冷流暴雪中对流层低层的辐合线是关键系统,冷流暴雪的发生与上干冷下暖湿的不稳定层结的关系更为紧密。
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