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采用二步变分法反演多普勒雷达风场及其在中尺度暴雨过程研究中的应用

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第一章引言

第二章多普勒雷达资料风场反演方法简介

2.1国内外非变分风场反演方法简介

2.2国内外变分反演方法简介

2.2.1简单共轭函数方法

2.2.2基于四维变分方法

2.3本文采用的二步变分反演方法

2.3.1反演方法综述

2.3.2背景场获取(首步变分)

2.3.3次步变分

2.4本章小结

第三章采用二步变分法反演多普勒雷达风场研究中尺度暴雨个例

3.1暴雨概述及大尺度背景

3.1.1暴雨过程概述

3.1.2暴雨过程大尺度背景

3.2采用二步变分法反演多普勒雷达风场

3.2.1资料获取及求取初始场

3.2.2求取背景场

3.2.3二步变分与传统单步变分反演结果对比

3.3反演风场分析

3.3.1反演区域降水分析

3.3.2进一步分析反演风场

3.3.3采用反演所得风场计算物理诊断量分析

3.4本章小结

第四章WRF模式模拟风场与反演风场对比

4.1 WRF模式简介

4.2本文采用的WRF模式模拟方案

4.3模拟结果检验

4.3.1雨量分布比较

4.3.2风场分布比较

4.3.4小结

4.4模拟结果与反演结果对比

4.4.1水平风场对比

4.4.2垂直速度场对比

4.4.3诊断量对比

4.5本章小结

第五章主要结论与讨论

6.1主要结论

6.2讨论

致 谢

参考文献

附图

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摘要

目前可以直接观测到中小尺度天气系统的有效工具首推多普勒天气雷达,其高分辨率的特性使我们把握中小尺度天气系统的细微结构成为可能。但是在绝大多数地区,一般只有单多普勒天气雷达的观测数据,因此从单多普勒雷达观测资料出发进行反演技术的研究工作就具有重要意义。本文在前人研究基础上提出了一种二步变分方法来反演单多普勒雷达风场:首先采用多元最优插值方法将常规探空资料插值生成初始风场,在此基础上在不考虑背景场约束以及三维风场平滑量约束的条件下极小化目标函数,反演出的三维风场作为最终反演所需的背景场,然后再进行反演得到最终的三维风场。依据此方法本文用反演的三维风场分析了2005年6月发生在江苏中部的一次中尺度暴雨过程。通过分析反演出的风场结构及相应计算出的物理诊断量,初步说明了该中尺度暴雨过程强降水中心形成的原因,表明此方法可以揭示出中小尺度天气系统的结构,体现中小尺度降水的特征。然后采用WRF模式对此过程进行数值模拟,得到与反演风场相同分辨率的高精度资料,对两者的风场作对比分析检验。结果表明两者的结果相当一致,说明二步变分法反演多普勒雷达三维风场的结果是可信的,具有较好的实用价值。

著录项

  • 作者

    孙宁;

  • 作者单位

    南京信息工程大学;

  • 授予单位 南京信息工程大学;
  • 学科 气象学
  • 授予学位 硕士
  • 导师姓名 寿绍文,周军;
  • 年度 2007
  • 页码
  • 总页数
  • 原文格式 PDF
  • 正文语种 中文
  • 中图分类 P458.121.1;
  • 关键词

    二步变分法; 风场; 中尺度暴雨; WRF数值模拟;

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