《大型降水天氣過程》PPT課件

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1、南京信息工程大學(xué)大氣科學(xué)學(xué)院本章主要分析降水特別是暴雨形成的物理過程及其診斷方法，影響我國大范圍降水的環(huán)流形勢及天氣過程，形成暴雨的各種天氣尺度系統(tǒng)等。第七章大型降水天氣過程南京信息工程大學(xué)大氣科學(xué)系多年年平均降水量（1988-96）南京信息工程大學(xué)大氣科學(xué)系南京信息工程大學(xué)大氣科學(xué)系本章重點(diǎn)：（1）降水和暴雨形成機(jī)制（2）我國大型降水過程的環(huán)流特征（3）低空急流對暴雨形成的作用本章難點(diǎn)：華南前汛期降水、江淮梅雨、華北與東北雨季降水環(huán)流特征及其產(chǎn)生暴雨的關(guān)鍵系統(tǒng)解釋。南京信息工程大學(xué)大氣科學(xué)系概述

2、降水的形成與診斷大范圍降水的環(huán)流特征降水的天氣尺度系統(tǒng)暴雨中尺度系統(tǒng)不同高度急流對暴雨生成的作用習(xí)題南京信息工程大學(xué)大氣科學(xué)系概述1含義大型降水主要是指范圍廣大的降水，降水區(qū)可達(dá)天氣尺度大小，包括連續(xù)性和陣性的大范圍雨雪及夏季暴雨。南京信息工程大學(xué)大氣科學(xué)系24小時(shí)雨量（mm)<0.10.1~1010~2525~5050~100100~200>200等級微量小雨中雨大雨暴雨大暴雨特大暴雨2降水的分級南京信息工程大學(xué)大氣科學(xué)系3降水的影響利弊利：適量的降水保障農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。弊：造成旱澇例子：1998年長

3、江流域洪災(zāi)的經(jīng)濟(jì)損失超過了2500多億元，因?yàn)?zāi)死亡4150人，是建國以來歷次洪災(zāi)中損失最大的一次。九江決口南京信息工程大學(xué)大氣科學(xué)系§3.1降水的形成與診斷降水形成過程水汽方程和降水率水汽條件的診斷分析垂直運(yùn)動(dòng)條件的診斷分析地形和摩擦對降水的影響南京信息工程大學(xué)大氣科學(xué)系一、降水形成過程一般降水的形成過程水汽條件垂直運(yùn)動(dòng)條件云滴增長條件微觀過程宏觀過程冰晶效應(yīng)碰撞合并南京信息工程大學(xué)大氣科學(xué)系南京信息工程大學(xué)大氣科學(xué)系水分循環(huán)過程南京信息工程大學(xué)大氣科學(xué)系并合效率南京信息工程大學(xué)大氣科學(xué)系并合效率

4、南京信息工程大學(xué)大氣科學(xué)系降水小結(jié)南京信息工程大學(xué)大氣科學(xué)系云滴增長取決于云層厚度，云層厚度取決于水汽條件和垂直運(yùn)動(dòng)條件，因此降水分析就是對水汽條件和垂直運(yùn)動(dòng)條件進(jìn)行分析。南京信息工程大學(xué)大氣科學(xué)系2暴雨形成條件充分的水汽供應(yīng)強(qiáng)烈的上升運(yùn)動(dòng)較長的持續(xù)時(shí)間因此要研究環(huán)流形勢連續(xù)暴雨的必要前提：副高脊，長波槽，切變線、靜止鋒、大型冷渦等長期穩(wěn)定天氣尺度系統(tǒng)：短波槽、低渦、氣旋等南京信息工程大學(xué)大氣科學(xué)系二、水汽方程和降水率1水汽方程:表示水汽輸送和變化的基本方程比濕q體積δxδyδz所含水汽質(zhì)量ρqδ

5、xδyδz單位時(shí)間內(nèi)該體積所含水汽的變化量為南京信息工程大學(xué)大氣科學(xué)系在不考慮液態(tài)水和固態(tài)水向體積內(nèi)輸送的情況下，水分質(zhì)量守恒可知水汽變化量決定于四個(gè)因子：水平、垂直方向凈流入，蒸發(fā)凝結(jié)和湍流擴(kuò)散。南京信息工程大學(xué)大氣科學(xué)系（1）水平方向上水汽的凈流入量y方向：同理，x方向：南京信息工程大學(xué)大氣科學(xué)系因此：水平方向水汽凈流入量為其中,為水汽通量散度。南京信息工程大學(xué)大氣科學(xué)系（2）垂直方向上水汽的凈流入量為（3）凝結(jié)量單位時(shí)間內(nèi)，單位質(zhì)量空氣凝結(jié)率為c，則在單位時(shí)間內(nèi)，體積中的凝結(jié)量為此值凝結(jié)時(shí)為

6、正，蒸發(fā)時(shí)為負(fù)。南京信息工程大學(xué)大氣科學(xué)系（4）湍流擴(kuò)散湍流擴(kuò)散率：單位時(shí)間，單位質(zhì)量空氣塊由湍流擴(kuò)散引起的水汽輸送量d，則單位時(shí)間內(nèi)體積內(nèi)湍流擴(kuò)散所引起的水汽輸送量為南京信息工程大學(xué)大氣科學(xué)系水汽方程南京信息工程大學(xué)大氣科學(xué)系以連續(xù)方程代入則得水汽方程的另一形式:南京信息工程大學(xué)大氣科學(xué)系如果沒有凝結(jié)或蒸發(fā)，且湍流擴(kuò)散也很小，可以忽略不計(jì)，則這表示空氣質(zhì)塊的比濕保持不變討論:a.蒸發(fā)c<0增加b.凝結(jié)c>0減少南京信息工程大學(xué)大氣科學(xué)系2降水率設(shè)I是單位時(shí)間內(nèi)降落在地面單位面積上的總降水量，稱為

7、降水強(qiáng)度或降水率南京信息工程大學(xué)大氣科學(xué)系3凝結(jié)函數(shù)南京信息工程大學(xué)大氣科學(xué)系南京信息工程大學(xué)大氣科學(xué)系F為凝結(jié)函數(shù)F>0當(dāng)有上升運(yùn)動(dòng)時(shí)有凝結(jié)南京信息工程大學(xué)大氣科學(xué)系對凝結(jié)函數(shù)的討論（1）F>0（2）F是由溫度，飽和比濕和氣壓等常規(guī)資料組成，可以觀測得到不足：（1）忽略了亂流的影響，使計(jì)算量偏大（2）云不會(huì)全部凝結(jié)，使計(jì)算量偏大（3）垂直速度的計(jì)算有誤差南京信息工程大學(xué)大氣科學(xué)系三、水汽條件的診斷分析1水汽含量（1）各層比濕或露點(diǎn)（2）各層飽和程度：在等壓面上分析等（T-Td）線，用以表示空氣的

8、飽和程度等壓面圖上：T-Td≤2℃飽和區(qū)T-Td≤4-5℃濕區(qū)垂直剖面圖：相對濕度f≥90%飽和區(qū)（3）濕層厚度濕層即飽和層，濕層越厚，降水越強(qiáng)。南京信息工程大學(xué)大氣科學(xué)系2可降水量（1）定義：將一地區(qū)上空整層大氣的水汽全部凝結(jié)并降至地面的降水量稱為該地區(qū)的可降水量。（2）表達(dá)式：南京信息工程大學(xué)大氣科學(xué)系3水汽通量（1）定義：單位時(shí)間通過與水平風(fēng)速相垂直的單位面積的水汽量.（2）表達(dá)式:底邊為單位長度，高為單位百帕的水汽通量為南京信息工程大學(xué)大氣科學(xué)系水汽通量南京信息工程大學(xué)大氣