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华南与南海地区降水垂直结构特征研究

2020-12-10阅读(964)

华南与南海地区降水垂直结构特征研究

论文摘要

华南的汛期作为我国雨季爆发的第一阶段,一直是预报与研究的热点问题,但对其降水-云宏微观垂直特性的认识还不够深入。另外,与华南关系紧密的南海洋面由于受到观测的限制,其降水垂直结构方面的探究也较有限。GPM（Global Precipitation Measurement）双频测雨雷达DPR（Dual-frequency Precipitation Radar）作为TRMM PR（Tropical Rainfall Measuring Mission Precipitation Radar）的接替,自2014年3月至今已累积大量探测数据,成为探究降水三维结构研究的有效手段。目前对于GPM DPR数据的研究主要是通过个例研究或短时序的统计来开展降水反演算法评估订正和产品评测等工作,前人的研究结论不断地优化和证实了GPM DPR数据及其可靠性。本文借助GPM DPR资料对强、弱降水三维探测之优化以及对热带洋面上探测范围的补充这两方面优势,揭示了华南以及南海降水的宏微观垂直结构特征,并讨论了其中的海陆差异。（1）华南降水垂直结构统计特征对流性降水反射率快速增长区域主要发生在低层,层云性降水则位于亮带层附近,两类降水在垂直方向上的反射率增量大小均与雨强成正比。当发生强降水时,对流性降水的粒子浓度并不是总高于层云性降水,但前者粒子半径大于后者;强层云性降水往往来自于大小均一粒子的聚集,并没有形成更大直径的液滴。对流性降水冬季伴随雨强增强,碰并层降水贡献先减后增,冰水混合层降水贡献则呈先增后减趋势;层云性降水夏季伴随雨强增强,均一层降水贡献比重增大,冰水混合层贡献减小,冬季贡献趋势与夏季一致,但比重变幅相对减小。前汛期对流性降水的高浓度、大尺度的粒子更利于向更高高度发展,而层云性降水粒子浓度及半径的垂直分布在华南前后汛期基本无差异。不论是对流性或层云性降水,强降水低层粒子浓度在华南前汛期低于后汛期,但前汛期的低层降水粒子半径更大,说明前汛期的强降水在低层的粒子碰并增长活跃以至于形成的粒子尺度更大。前后汛期风暴顶高异同主要在出现在广西中部和广东中部沿海地区:后汛期由热带扰动在广西中部迎风坡产生的降水相较前汛期的锋面降水发展得更强盛;广东近珠三角地区后汛期风暴顶高存在降幅,这种下降趋势在对流性降水中尤其明显,可见前汛期珠三角地区季风降水及对流过程的发展是明显强于后汛期的。（2）华南与南海降水垂直结构的差异对流性降水粒子半径大于1.6mm的频率较华南增加。层云性降水大尺度粒子可留存在4 km以上的频率增加,于此同时伴随高度降低,高频中心呈减小趋势,这与洋面上巨大的蒸发作用密不可分。粒子浓度及半径的平均廓线显示南海洋面上的强对流性降水更倾向于以“高浓度、小尺度”的状态存在。华南陆地的风暴顶高季节变化较南海洋面更为强烈,陆地浅薄对流降水受季风影响从春至秋存在先增后减特征,深对流在夏季增幅显著。南海地区风暴顶高虽无明显季节变化但存在双峰特征,两类降水峰值出现在3 km和5.5 km,分别对应积云、雨层云以及发展较高的积雨云。

论文目录

  • 摘要
  • ABSTRACT
  • 第一章 引言
  •   1.1 研究背景及意义
  •   1.2 基于星载雷达的降水垂直结构的研究进展
  •   1.3 本文研究内容
  •   1.4 论文框架
  • 第二章 资料和方法
  •   2.1 GPM卫星及资料介绍
  •     2.1.1 GPM卫星介绍
  •     2.1.2 DPR资料介绍
  •   2.2 数据处理方法
  • 第三章 华南降水垂直结构统计分析
  •   3.1 降水反射率的垂直分布
  •   3.2 降水粒子浓度与半径的垂直分布
  •   3.3 亮带分布与层次性降水贡献
  •   3.4 华南前、后汛期降水垂直结构异同
  •   3.5 小结
  • 第四章 华南与南海地区降水垂直结构对比分析
  •   4.1 南海洋面降水反射率及粒子信息的垂直分布
  •   4.2 华南与南海洋面的风暴顶高度对比
  •   4.3 华南、南海降水剖面纬向性变化
  •   4.4 小结
  • 第五章 总结与展望
  •   5.1 本文结论
  •     5.1.1 华南降水垂直结构统计分析
  •     5.1.2 华南与南海地区降水垂直结构对比分析
  •   5.2 本文创新点
  •   5.3 不足与未来工作展望
  • 参考文献
  • 作者在读期间科研成果简介
  • 致谢

    • 文章来源

    类型: 硕士论文

    作者: 杜爽

    导师: 李国平,王东海

    关键词: 双频星载雷达,华南,南海,华南前汛期,降水垂直结构

    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: P426.61

    DOI: 10.27716/d.cnki.gcdxx.2019.000027

    总页数: 51

    文件大小: 5261K

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