基于WRF电耦合模式对四川盆地雷暴天气数值模拟分析

论文摘要

本文模拟2010年8月18日发生在四川地区的强雷暴天气过程,得到相应动力与微物理输出场。在WRF模式Morrison双参数微物理方案中引入起电放电物理过程,以更好得利用WRF中尺度模式进行雷电活动数值预报。分析结果表明:（1）模式输出的闪电空间分布与观测的闪电分布接近,强降水中心位置与实况符合,WRF能够很好得反映本次强对流天气。不稳定参数特征CAPE值与CIN值均可指示地闪频数随时间变化,且空间上均可指示地闪密度大值中心。不同高度层水汽条件可以反映水汽输送充沛对强降水天气进行提前性预警。（2）组合反射率大于50dBZ的回波位置可以有效预测地闪发生落区,垂直上升气流强能指示地闪活动的增加,雷暴冷出流有利于对流加强,形成局地气旋性涡旋,促进于强对流天气的形成,冷池的形成有助于强雷暴天气的提前性预警预报。风暴相对螺旋度以及上升气流螺旋度均可指示强对流天气中心,位涡增强,不稳定能量逐渐增强,有利于雷暴大风等强对流天气的发生,在强对流天气发生的时刻能量释放。风暴相对螺旋度、位涡值的峰值都早于地闪峰值1-2h,可以反映强雷暴天气的热动力条件,SRH值及位涡可以指示强对流天气发生位置和地闪频数随时间演变。（3）电荷分离区内霰粒子质量混和比最大值与地闪频数随时间变化趋势基本保持一致。空间分布上,霰、冰晶及雪粒子最大值位置与地闪密度大值中心位置对应性较好,均能指示地闪发生区域。霰粒子与冰晶粒子、雪粒子的碰撞主要发生于6-8km区域内并分离产生负电荷,霰粒子碰撞分离后所携带负电荷密度,冰晶粒子碰撞分离带正电荷,霰粒子数浓度垂直高度位置对于各微物理粒子碰撞分离起关键作用。电荷结构为上部由冰晶粒子、雪粒子携带的正电荷区,下部为霰粒子携带的负电荷区的偶极型结构,正电荷区主要位于6-11km,下部负电荷区位于3-6km。水成物粒子的垂直分布影响雷暴云内电荷结构,其含量随时间演变趋势对地闪有一定提前预警作用。（4）模拟结果表明WRF模式微物理及动力输出场可以指示强雷暴天气的发生地点和时间,具有一定的预警预报作用。

论文目录

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 钱鑫铭

导师: 周筠珺

关键词: 模式,水成物粒子,微物理特征,闪电活动,强降水

来源: 成都信息工程大学

年度: 2019

分类: 基础科学

专业: 气象学

单位: 成都信息工程大学

分类号: P446

DOI: 10.27716/d.cnki.gcdxx.2019.000143

总页数: 54

文件大小: 5500K

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