【摘 要】
：
祁连山区降水受大气环流系统和局地地形的影响较大,受观测资料稀少的制约,对该地区降水的形成机制尚不是十分清楚。为此,本文借助2018-2019年兰州大学联合甘肃、青海省人工影响天气办公室等单位联合开展的西北区域人工影响天气工程-“祁连山地形云人工增雨（雪）技术研究试验”的观测数据开展祁连山区降水天气学及数值模拟研究。首先利用降水观测连续性较好的2019年6-9月地面加密观测资料分析祁连山区累计降水量
论文部分内容阅读
祁连山区降水受大气环流系统和局地地形的影响较大,受观测资料稀少的制约,对该地区降水的形成机制尚不是十分清楚。为此,本文借助2018-2019年兰州大学联合甘肃、青海省人工影响天气办公室等单位联合开展的西北区域人工影响天气工程-“祁连山地形云人工增雨（雪）技术研究试验”的观测数据开展祁连山区降水天气学及数值模拟研究。首先利用降水观测连续性较好的2019年6-9月地面加密观测资料分析祁连山区累计降水量水平分布特征,祁连山不同区域的四个气象观测站点降水和其它气象要素（温度、相对湿度和10m风速）的日变化特征,以及四个站点的降水时间序列的多时间尺度特征。其次以2018年夏季发生在祁连山区的两次降水过程为代表,对比分析祁连山区两类不同降水过程的天气学特征,并通过数值模拟及诊断分析探讨两次降水过程的形成机理,得到如下主要结论:（1）对2019年6-9月地面加密降水资料的分析结果表明:祁连山区累计降水量沿河西走廊呈西北-东南走向分布,大值区出现在祁连山山体附近,其中山体东北侧中、东段的两个降水中心分别位于甘肃省张掖市和武威市附近,山体西南侧的强降水中心出现在青海省的祁连县和门源回族自治县,这意味着地形对该地区降水的形成和发展有重要影响。（2）祁连山区不同区域的四个气象站（民乐卧马站、天祝打柴沟站、门源站和祁连站）观测资料的分析结果表明,这四个气象站降水几乎在全天各时段均可产生,卧马站、祁连站和门源站的主要降水时段为夜间至清晨,夜雨特征明显,打柴沟站降水的峰值出现比其他三个站偏早;四个站的温度和相对湿度均呈单峰分布,温度和相对湿度的反相特征显著。（3）利用EEMD方法对四个站降水时间序列的多尺度特征分析可以看出,该地区降水与时间尺度分别为数小时和1-2天的天气系统密切相关,地形云具有明显的日变化特征,这意味着地形云的发展对该地区降水有重要作用;只有降水量较大、持续时间相对较长的过程中时间尺度为3-7天的信号比较显著,说明祁连山地区此类降水过程与天气尺度系统的发展变化有关,而降水量相对较小的过程与天气尺度系统关系不大。四个站的降水序列均存在月尺度的信号,只不过其周期长度略有差异;从RES趋势项来看,四个站的降水趋势存在一定的差异,祁连站从6月到9月降水呈现减小的趋势,天祝打柴沟站降水呈现缓慢增加的趋势,与祁连站的趋势相反。（4）2018年的两次降水过程在环流特征和对流云团特征等方面存在明显差异,属于不同类型的降水过程。7月19-20日降水过程（CASE1）是在水汽供给充足,高低空环流形势有利条件下的大范围持续性强降水过程,发展过程中云团的对流强,云顶亮温低（达到-48℃以下）,持续时间长,站点降水效率高,是大中尺度环流形势和局地地形共同作用的结果;8月28-29日的降水过程（CASE2）是局地地形诱发的,降水仅出现在临近山体的区域,降水过程中对流云的范围小,强度较CASE1的弱（最低云顶亮温为-36℃）,持续时间较短,站点降水效率相对较低。（5）利用WRFV3.8.1模式输出的3Km分辨率资料对两次降水过程的诊断分析结果表明,CASE1比CASE2水汽供应充足,激发了更强烈的垂直上升运动,云、雨水含量大值中心均处于中高层大气;而CASE2垂直方向上发展高度相对较低,云、雨水含量较大区域只出现在山顶的气流最大上升区;CASE1降水发生之前MCAPE、垂直风切变、层结假相当位温之差最值分别为1064.84J·kg-1、27.6m·s-1、36.15K,而CASE2相应的最值远小于CASE1的,分别为546.15J·kg-1、17.37m·s-1、18.25K,CASE1过程的Ri数最小值小于-1,而CASE2的则始终大于0,这意味着CASE1过程中大气层结明显不稳定,水平风垂直切变大,对流运动强,释放大量不稳定能量,有利于产生大范围持续性降水;而CASE2过程中大气层结相对稳定,水平风垂直切变相对较小,对流活动较弱,因此降水率相对较小,持续时间也相对较短。
其他文献
青藏高原对全球变暖的响应敏感,是全球气候变化的敏感区域,同时高原也可通过热力和动力作用,对高原以及其周边地区,乃至全球天气气候产生显著影响。近年来,极端天气事件频繁出现,因此,研究青藏高原周边地区的极端降水时空分布特征以及发生机制对于预防灾害性天气有着重要的科学指导意义。本文利用ERA5再分析数据,分析了青藏高原周边地区降水与极端降水的时空分布特征;评估了CMIP6高分辨率模式资料在高原周边地区降
三相脉宽调制（Pulse width modulation,PWM）整流器因具有电流正弦化、功率因数高、能量可双向流动和直流电压可调的优势被广泛应用于有源电力滤波、可再生能源并网发电、高压直流输电等工业领域。论文以三相两电平电压型PWM整流器为研究对象,对新型无网压传感器预测直接功率控制（Predictive direct power control,PDPC）策略进行了深入研究。首先,介绍三相P
基于模块化多电平换流器的高压直流输电系统（Modular Multilevel Converter Based High Voltage Direct Current System,MMC-HVDC）由于其独特的优势:独立控制有功功率和无功功率、运行方式灵活可靠、MMC输出波形质量高、故障处理能力强等,在新能源连接、孤岛供电、多交流电网互联等领域有很广阔的应用前景,是未来电网发展的重要方向之一。但
青藏高原被称为“地球第三极”,对周边地区乃至全球大气的环流和季风具有显著的动力和热力作用。气溶胶通过改变青藏高原地气辐射平衡影响青藏高原的热力驱动过程,进而影响下游地区的环流形势甚至全球的气候变化和生态环境。深入研究青藏高原气溶胶的时空分布特征及变化趋势对进一步研究气溶胶对青藏高原气候环境的反馈效应具有积极意义。本文利用第二次青藏高原综合科学考察研究项目2020年纳木错观测资料分析了青藏高原中部纳
进入21世纪以来,太阳能、风能的利用成为主要的新能源应用形式。光伏发电和风力发电规模在最近几年快速增大:截止到2020年底,全国风力装机和光伏装机分别达到了2.16亿千瓦和2.81亿千瓦,以光伏发电和风力发电为代表的新能源应用得到了快速的发展。但是由于新能源发电存在随机性和间歇性的问题,造成现阶段新能源发电难以大规模应用。且新能源在接入大电网时存在诸多障碍,甚至可能会存在影响大电网安全稳定运行的因
东亚夏季风于6—7月推进到中国江淮流域、日本南部以及朝鲜半岛,相对应的夏季风雨季在中国称之为“梅雨”。梅雨是东亚夏季风的重要成员之一,其降水异常将为我国长江中下游流域、韩国及日本地区带来严重的旱涝灾害。梅雨带有很大部分位于海洋,传统的观测手段难以满足海洋上空梅雨监测的需要,然而,目前高精度再分析资料与大气模式对于梅雨降水的表征仍具有不确定性。为提高模拟东亚梅雨的准确性,本文首先利用两套观测分析资料
随着高铁技术的快速发展,高铁速度不断提高,运营里程日益增加,高速铁路行车安全也面临着新的挑战。研究表明,异物侵限是威胁高铁行车安全的主要的因素之一。因此,侵限异物的检测跟踪技术显得尤为重要。本文在现有的检测技术的基础上,将检测技术与跟踪算法结合,实现高速铁路沿线侵限异物的实时监测和预警。论文的研究内容如下:首先,熟悉异物检测和跟踪的理论基础并研究异物检测方法。考虑铁路监测视频中光照变化以及视频背景
自低温超导技术被发现以来基于液氦的低温超导已在多学科领域得到成功的应用,其中连续流动式液氦恒温器为大型低温应用提供低温工作环境,对整个低温系统高效稳定运转意义重大。由于实际工程中液氦的热物特性,液氦极其容易蒸发,会导致液氦恒温器内部的液位与压力的不稳定以及产生的耦合效应,则会对液氦低温恒温器的控制性能的稳定性和可靠性均会产生重大的影响。为了使液氦低温恒温器内部的液位与压力能够实现稳定的运行,需要对
城市的各种污染源通过一次排放和二次生成过程带来大气颗粒物,特别是细颗粒物,既直接污染环境,又通过辐射过程影响天气气候,对人类健康、经济发展等多方面都有重大影响,定量估算污染物来源是非常重要的。伴随着社会和经济的发展以及生产和生活方式的转变,细颗粒物的来源一直在不断变化。自2013年中国实施大气污染防治行动计划以来,中国城市的来源解析结果表明工业排放显著减少,机动车排放有所增加,且部分城市不利天气条
永磁同步电机（Permanent Magnet Synchronous Motor,PMSM）因其具有结构简单、转动惯量小以及功率密度高等优点,目前已普遍使用在工业机器人以及轨道交通等领域。与此同时二极管钳位型（Neutral Point Clamped,NPC）三电平逆变器因其电压谐波含量小并且拓扑结构相对简单,所以在多电平逆变器的各种拓扑结构中得到了较多的应用。但由于存在着中点电位波动以及增大