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北京首都机场两次连续雷暴日强对流过程分析和成因探讨

2020-12-08阅读(144)

北京首都机场两次连续雷暴日强对流过程分析和成因探讨

论文摘要

雷雨及其所伴随的雷暴大风、强降水、低空风切变等天气现象对航空安全威胁巨大。夏季雷雨天气频繁,易造成机场通行能力大幅下降和航班大面积延误,严重影响航空安全和民航生产运行效率,特别是当机场或机场附近区域出现持续性雷雨天气时,航班受影响程度更甚。因此探究雷雨的发生和发展机制,为管制部门和机场运行部门提供及时有效的气象预报决策服务,对保障运行安全有序是十分必要的。本文利用NCEP(2.5°×2.5°)月平均再分析资料、每6小时一次的NCEP(1°×1°)再分析资料、北京首都机场(ZBAA)2000年至2018年每半小时一次的观测资料等,结合气象统计和天气学诊断方法,分析了我国东部和北京夏季(6月—8月)降水特点。以每日16UTC为日界,在2000年至2018年中选取连续2天及以上在北京首都机场观测报文出现雷暴(TS)的天气过程记为一次连日雷暴过程,从中选择了两例连日雷暴过程,结合北京首都国际机场(ZBAA,以下简称北京首都机场)的C波段双偏振多普勒天气雷达资料,从天气形势、动力和热力条件以及中尺度特征等方面进行分析探讨。还将WAFS(World Area Forecast System)预报产品和实况资料进行对比,分析了WAFS数值预报产品对两例连日雷暴过程预报的准确性。结果表明:(1)使用EOF分析法发现1989年至2018年的我国东部夏季(6—8月)降水具有一定时空分布上的特点,一些华北和华南沿海多(少)雨年份,华东区域对应年份表现为少(多)雨;一些年份表现为华北和华南区域降水多寡较为同步,并且这些特点存在比较明显的年际变化特征。(2)2000年至2018年的19年间,北京首都机场共发生138次连日雷暴过程,连日雷暴过程次数和雷暴连续日数都呈现6—8月最多,4月和10月最少的现象,北京首都机场(ZBAA)平均每年发生的连日雷暴过程7.26个,冷涡系统影响和副热带高压外围所产生的连日雷暴过程雷暴连续日数较长。(3)选取2017年7月6日—9日和2018年7月16日—22日北京首都机场(ZBAA)两例连日雷暴过程分析发现,系统性的冷涡雷暴天气对航站的影响具有时间跨度长、区域影响大的特点,系统临近前冷空气影响有限,雷暴持续时间不长。当本场在冷涡系统控制下,高低空急流共同作用时可能产生飑线天气。而副高外围形势下发生的连日雷暴过程,往往需要低空急流、高空槽等天气系统配合。(4)WAFS的6—36小时预报对环流形势把握较好,具有较高参考价值,但WAFS产品以提供高空的气象服务产品为主,预报产品类型有限,缺乏近地面的观测资料和预报,需要结合其他数值预报产品作参考。(5)连日雷暴过程中的中尺度天气系统的生成和发展过程较复杂,目前气象学科对其微物理过程还不够了解,多普勒气象雷达产品能反映很多细节,比如能观察超低空急流和出流边界等,对强对流天气的临近预报和机场警报发布有一定指示和参考。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 第一章 绪论
  •   1.1 研究目的和意义
  •   1.2 国内外研究现状
  •     1.2.1 雷雨对飞行影响的研究
  •     1.2.2 雷暴和强降水的发生、发展机制研究
  •     1.2.3 华北区域雷暴和强降水特点的研究
  •   1.3 问题的提出及本文研究内容
  • 第二章 资料和方法
  •   2.1 资料
  •     2.1.1 首都机场观测资料说明
  •     2.1.2 北京首都机场气象雷达资料说明
  •     2.1.3 有关WAFS资料的介绍
  •   2.2 研究方法
  • 第三章 首都机场雷暴天气特征分析
  •   3.1 北京首都机场的地理环境和气候特点
  •   3.2 我国东部夏季降水时空特征
  •   3.3 北京首都机场夏季降水特点
  •     3.3.1 北京首都机场年降水情况
  •     3.3.2 北京首都机场夏季降水情况
  •     3.3.3 北京首都机场连续雷雨日的特点
  •   3.4 本章小结
  • 第四章 首都机场连续雷暴日个例分析
  •   4.1 个例选取说明
  •   4.2 北京首都机场2017年7月6 日—9 日雷雨过程
  •     4.2.1 降水和雷暴特点及对运行的影响
  •     4.2.2 环流背景及形势分析
  •     4.2.3 动力条件分析
  •     4.2.4 水汽条件分析
  •     4.2.5 对流条件分析
  •   4.3 北京首都机场2018年7月16 日—22 日雷雨过程
  •     4.3.1 降水和雷暴特点及对运行的影响
  •     4.3.2 环流背景及形势分析
  •     4.3.3 动力条件分析
  •     4.3.4 水汽条件分析
  •     4.3.5 对流条件分析
  •   4.4 WAFS预报产品和实况的对比分析
  •   4.5 本章小结
  • 第五章 雷达回波特征分析
  •   5.1 多普勒天气雷达在民航气象中的应用
  •   5.2 两次连日雷暴过程的雷达回波特征分析
  •     5.2.1 北京首都机场2017年7月6日—9日降水回波特征
  •     5.2.2 北京首都机场2018年7月16日—22日降水回波特征
  •   5.3 本章小结
  • 第六章 总结与讨论
  •   6.1 全文总结
  •   6.2 本文特色与创新点
  •   6.3 存在问题与下一步研究计划
  • 参考文献
  • 在学期间研究成果
  • 致谢

    • 文章来源

    类型: 硕士论文

    作者: 周博坤

    导师: 尚可政

    关键词: 连日雷暴,冷涡,低空急流,航空安全,天气雷达

    来源: 兰州大学

    年度: 2019

    分类: 基础科学,工程科技Ⅱ辑

    专业: 气象学,航空航天科学与工程

    单位: 兰州大学

    分类号: V321.227

    总页数: 66

    文件大小: 6479K

    下载量: 115

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