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本文利用巢湖市1984~2003年期间的历史资料,对巢湖灾害性天气特征进行分析与研究。根据天气和回波资料,分析巢湖市强对流发生的天气背景的概率分布和雷达回波特征;根据观测资料,研究湖陆风的差异;为了反映巢湖水体对强对流天气的影响,对比分析位于巢湖上游、不受巢湖水体影响的庐江站和巢湖站的强对流、强降水资料,研究汛期巢湖市强对流、强降水的时空分布及移动规律;为了弄清巢湖水体对汛期强降水的影响机制,利用 MM5气象模式通过数值试验研究巢湖水体对汛期强降水的影响,探讨巢湖水体影响强降水的物理机制。主要研究结论如下:
1.巢湖市强对流天气主要由高空槽、切变线诱发产生的,冰雹在低涡形势下发生的概率仅次于高空槽,了解强对流天气产生的天气背景对于做好该市强对流天气监测与预报具有重要的指导作用。
2.强对流天气旺盛阶段出现“人”字形、钩状、弓状、环状和超级单体回波特征,其相对应的地面会出现冰雹、雷雨大风,飑线等灾害性天气,这些指示性标志,在巢湖市强对流天气发生过程中基本上都可以观测到。
3.对巢湖强对流天气的监测与预报,必须学握天气系统如高空槽、地面冷锋到达巢湖的时间和强度,特别是汛期该市上空盛行的西南气流位置和强度。
4.水面摩擦系数比陆地摩擦系数小,一般情况下,陆风比湖风风速偏小1~2级的风力,湖面大风次数比陆面大风次数增加近4倍。
5.巢湖水体作为下垫面的重要特征,对于经过湖面的对流回波产生影响,回波经过湖面前后的性质会发生明显差异,这种影响具有时间特性:白天水体减弱对流系统强度,夜晚水体强化对流系统强度。白天降水回波经过作为冷源的巢湖水体上空或减弱消散,或被迫偏转移动方向绕过巢湖水体;入夜以后巢湖水体成为热源和湿源,强降水或强对流天气多发生在傍晚前后。
6.巢湖水体对强对流天气的影响,可以从单站气象要素垂直积分液态含水量(VIL)有明显跃增得到证明,反映夜晚对流系统过境从巢湖得到水汽补充;单站气压和水汽压跃升与强对流系统过境也有很好的对应关系。
7.巢湖水体的存在主要对晚上和清晨(20时之后,08时以前)的强降水产生明显的影响,降水率差值大约在0.2mm/hr左右。相对而言,对09时以后白天强降水的影响较小。
8.巢湖水体对本区域地~气间的感热和潜热通量交换的影响在夜间和清晨比白天大,其中又主要影响夜间和清晨巢湖区域的潜热通量交换。由于巢湖水体的存在,该区域夜间的温度会增加,其中23~凌晨02时的温度增加幅度最大,达到0.7℃以上,而在08~15时,气温却有微弱的减小。这说明白天巢湖起冷源的作用,而晚上为热源作用。
9.由于巢湖水体夜间的热源效应,增加了其上空低层大气的不稳定性,进而加剧了其上空中低层空气的垂直上升运动,而在白天,由于它的冷源效应,会增加其上空低层大气的稳定性,抑制了其上空中低层空气的垂直上升运动,这必然会导致巢湖地区的强降水多出现在夜间。