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双多普勒雷达反演风暴三维风场的数值模拟研究

刘术艳

  利用中国科学院大气物理研究所建立的完全弹性三维雹云数值模式,模拟了1996年6月29日发生在北京东北部京冀交界地区的一次强单体雹暴过程,并结合多普勒雷达探测资料,分析了风暴的流场结构,雷达回波结构特征,含水量场等宏微观物理量的分布及其演变。模式模拟出了超级单体风暴过程的一些典型特征,如悬垂回波,弱回波区,回波墙等。同时模拟分析了冰雹形成的微物理过程,结果表明,本个例模拟雹云中,冰雹粒子主要由冻滴和霰转化(CNfh,CNgh)形成,但冻滴对冰雹形成的贡献要比霰大得多,冰雹含水量中心的发展演变与冻滴含水量中心的发展演变相一致,冰雹主要是通过撞冻过冷水过程(CLch,CLrh)而进一步长大的。采用较为简单的质量连续方程求取垂直速度方案,利用两部雷达的径向速度投影关系来反演1996年6月29日发生在北京东北部京冀交界地区的强单体雹暴过程的三维风场。与数值模式输出的结果进行对比表明不论在风暴的发展阶段还是在强盛阶段,反演得到的流场和模拟的流场总体趋势完全一致,风暴的中心位置吻合的很好,两者上升气流和下沉气流的分布也很接近。同时对速度的误差分析表明反演结果尤其是垂直速度的反演结果比较理想,基本上可以反映三维风场的真实情况,5.5km高度左右反演效果非常好,而中尺度对流系统的中心位置大概在4-6km高度上,因而在今后的研究工作中,可以继续发展应用本文的反演算法。……   
[关键词]:数值模拟;双多普勒雷达;反演;误差分析
[文献类型]:硕士论文
[文献出处]:南京气象学院2003年
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