1. 本选题研究的目的及意义
飑线是一种中小尺度强对流天气系统,常伴随雷暴大风、短时强降水、冰雹等灾害性天气,对农业、交通、电力等行业造成严重影响。
研究目的:本研究旨在利用WRF数值模式对一次飑线过程进行高分辨率数值模拟,通过对模拟结果的分析,深入了解飑线的发生发展机制、内部结构特征以及环境场的演变规律,为飑线的预报预警提供理论依据。
研究意义:(1)提升对飑线发生发展机制的认识:通过数值模拟,可以分析飑线发生发展过程中动力、热力、微物理过程的相互作用,揭示飑线形成的物理机制,为飑线的预报预警提供理论基础。
2. 本选题国内外研究状况综述
飑线作为一种灾害性天气,一直受到国内外气象学家的广泛关注。
国内研究现状:国内学者在飑线研究方面取得了丰硕成果。
例如,陶诗言等(1980)较早开展了中国飑线的天气学分析,指出飑线常发生于高空急流入口区、地面锋面附近等环境条件下;张庆红等(2003)利用观测资料分析了中国东部地区飑线的中尺度结构特征;俞小鼎等(2010)利用数值模式对一次强飑线过程进行了模拟研究,揭示了飑线发展演变的动力和热力机制。
3. 本选题研究的主要内容及写作提纲
主要内容:(1)收集并分析一次飑线过程的观测资料,包括地面观测、探空资料、雷达资料、卫星云图等,了解飑线发生发展过程中的天气形势、环境场特征以及灾害影响。
(2)利用WRF数值模式对该次飑线过程进行数值模拟,确定合理的模拟区域、分辨率、初始场和边界条件等,并选择合适的微物理方案和积云对流方案等。
(3)对模拟结果进行分析和验证,将模拟的降水、风场、温度场等与观测资料进行对比,评估WRF模式对该次飑线过程模拟的准确性和可靠性。
4. 研究的方法与步骤
本研究将采用数值模拟为主、结合观测资料分析的方法,具体步骤如下:
1.数据收集和处理:-收集研究区域和时段内的气象观测资料,包括地面观测数据、探空数据、雷达数据、卫星云图等。
-对收集到的数据进行质量控制和处理,例如剔除异常值、插值到统一的时空分辨率等。
2.数值模拟:-选择合适版本的WRF数值模式,并根据研究区域和目标确定模拟区域范围、网格分辨率、模拟时间等参数。
5. 研究的创新点
本研究的创新点在于:
1.精细化模拟:采用高分辨率WRF模式对一次飑线过程进行数值模拟,可以更精细地刻画飑线的内部结构特征和演变过程,揭示其精细化的动力、热力、微物理过程。
2.多源数据融合:结合多种观测资料对模拟结果进行验证分析,例如地面观测、探空资料、雷达资料、卫星云图等,可以更全面地评估模拟结果的准确性和可靠性。
3.深入机制分析:通过对模拟结果的深入分析,例如分析垂直速度、涡度、水汽通量、雷达反射率因子等物理量的分布和演变特征,可以更深入地揭示飑线发生发展过程中动力、热力、微物理过程的相互作用机制,以及环境场对飑线发生发展的影响。
6. 计划与进度安排
第一阶段 (2024.12~2024.1)确认选题,了解毕业论文的相关步骤。
第二阶段(2024.1~2024.2)查询阅读相关文献,列出提纲
第三阶段(2024.2~2024.3)查询资料,学习相关论文
7. 参考文献(20个中文5个英文)
[1] 刘黎平, 郭学良, 张进, 等. 一次超级单体风暴与飑线过程的观测与数值模拟[J]. 大气科学, 2021, 45(3): 603-621.
[2] 周小兰, 廖玉芳, 郭志梅, 等. 一次强飑线过程的多普勒雷达资料分析[J]. 气象, 2020, 46(9): 1139-1151.
[3] 肖现, 孟智勇, 薛明, 等. WRF模式对一次飑线过程的数值模拟及云微物理参数化方案对比[J]. 气象, 2019, 45(11): 1556-1568.
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