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1.
GRAPES模式中的坡地辐射方案及其对短期天气过程模拟的影响 总被引：10，自引：4，他引：6
为了改进太阳短波辐射参数化, 在非静力中尺度模式GRAPES (全球/区域同化和预报系统) 中考虑了坡地辐射 (SLOPE), 并着重讨论其在不同分辨率情况下对我国短期天气过程的影响.数值试验结果表明: 地形坡度和坡向对地表短波辐射 (GSW) 计算有较大的影响, 与没有考虑坡地作用的参考运行 (FLAT) 相比, 早晨和傍晚的GSW最小可减小60%以下, 最大也可增加60%以上, 比一天中其他时间和平均值大得多.在江淮流域一次梅雨锋降水过程中, 坡地辐射参数化方案的引入对降水模拟有较明显的影响, 特别在高分辨率 (6 km) 情况下, 降水的增加和减小不仅发生在GSW改变比较大的地区, 且与复杂地形有较好的相关性.另外, 由于地形坡度和坡向引起地表温度的改变与地表热通量的变化一致, 且也发生在地形起伏的多山地区.因此, 当水平分辨率较高且地形陡峭起伏时, 应当包含坡地辐射. 相似文献
2.
本文选择2012年8月16~17日降水个例,利用WRFV3.5天气模式模拟研究青藏高原东坡的地形坡度、坡向及覆盖短波辐射效应(Effect of Slope,Aspect and Shading,ESAS)。结果显示,ESAS产生的短波辐射强迫(强迫)空间分布与坡度大小一致,表现为坡度大时强迫大,坡度小时强迫小;朝西坡向为负强迫,坡向朝东为正强迫,正负强迫分别超过20和32W m-2。地形覆盖使得坡度和坡向在青藏高原东坡(高原东坡)上产生的地面短波辐射通量变化(辐射通量变化)整体向东南移入盆地,位移后的辐射通量增减仍然和高原东坡的坡度、坡向分布一致。地表热通量、地表温度在白天的变化和辐射通量变化分布一致,均在四川盆地内有一条高值带,且形状类似高原东坡和盆地的衔接线;EASA对地面各热通量的影响可以延续到夜间,使得夜间地表热通量变化和高值区位置与白天相似,但变化幅度减小。水汽混合比和风场的变化均具有与潜热变化相似的空间形态,在夜间尤其明显。潜热的增加(减小)可能引起风速增减加(减小),并最终导致降水的改变。 相似文献
3.
次网格地形坡度坡向参数化及其对区域气候模拟的影响 总被引：8，自引：2，他引：8
随着数值模式水平分辨率的提高，模式下垫面特征的描述更加仔细，针对东亚地区复杂的地形和植被特征，发展适合非均匀下垫面的地表通量参数化方案，对改进数值模式和刻画高原附近地区复杂地形动力和热力。效应的能力非常必要。本文通过计算次网格地形坡度、坡向参数及其对到达地面短波辐射通量的影响，提出次网格地形热力效应的参数化方案，改进数值模式中复杂地形区域地面热量平衡的计算。利用p—σ区域气候模式的数值试验结果表明，次网格地形热力效应参数化方案的引入，对东亚地区夏季气候尤其是降水的模拟有明显的改进。 相似文献
4.
由于坡度、坡向和地形之间相互遮蔽等局地地形因子的影响,确定实际复杂地形下太阳散射辐射是比较困难的.本文在前人研究的基础上,对以前的模型进行了一些改进,考虑了坡度、坡向和地形相互遮蔽作用对复杂地形下天文辐射的影响,基于数字高程模型(DEM)数据,研制了以复杂地形下天文辐射为起始数据的复杂地形下太阳散射辐射的分布式模型,在模型中还考虑了散射辐射的各向异性.以地形复杂的贵州高原为例,应用100 m×100 m分辨率的DEM数据及气象站常规观测气象资料,计算了贵州高原复杂地形下各月及年的太阳散射辐射精细空间分布.结果表明:(1)局地地形因子(如坡度、坡向和地形遮蔽)对贵州高原复杂地形下太阳散射辐射的空间分布影响较大,随着地形的起伏变化,太阳散射辐射的空间分布明显不同,纬向分布特征不明显.(2)对于太阳散射辐射而言,地形对其的影响仍然很大,在太阳散射辐射计算时也是不容忽视的. 相似文献
5.
基于数字高程模型(DEM)数据,在充分考虑了地形因子对太阳直接辐射和散射辐射的影响后,实际计算了起伏地形下黑河流域的太阳辐射。在忽略地表和大气之间的多次反射后,地表太阳总辐射计为三项:按起伏坡面上实际入射角考虑的太阳直接辐射、经过下垫面天空视角因子订正的坡面天空散射辐射和考虑周围地形反射效应的附加辐射。计算结果表明:局地地形起伏对太阳直接辐射、总辐射空间分布的影响非常强烈,使得复杂地形下不同坡向间总辐射和直接辐射平均计算差额十分显著,且太阳天顶角从较小增大至中等大小时,这两种平均计算差额均加大一倍多;在较小和中等大小太阳天顶角下,不同坡向间总辐射平均计算差额,均较相同条件下直接辐射平均计算差额为小,这是因为总辐射还包括了天空漫射和邻近地形反射辐射因子,这两个因子和坡面上太阳入射方位的变化共同影响地表入射太阳辐射;起伏地形主要使得太阳辐射在局地区域内背阴、向阳坡向间发生显著的重新分配。因此,在复杂地形地区进行太阳辐射计算时必须考虑地形的影响。 相似文献
6.
复杂地形对计算地表太阳短波辐射的影响 总被引：18，自引：2，他引：16
首先利用数字高程数据(DEM)、大气辐射传输模式6S以及野外观测资料计算了复杂地形(青藏高原)上地表入射太阳辐射,然后计算不考虑地形产生的地表辐射的计算误差,对误差进行归一化后得到相对辐射误差.结果显示,相对辐射误差的标准差(即相对地表辐射计算误差绝对值的统计平均值) Se随太阳天顶角的增加呈指数增长,随高度标准差的增加几乎呈线性增长,随数字高程数据的分辨率(或卫星资料的分辨率)降低而降低.利用分步拟合方法拟合了Se随太阳天顶角、高度标准差和数字高程分辨率的变化.利用拟合方程可以计算任意地形条件下,不同分辨率的卫星(或数字高程)资料在不同太阳天顶角情况下,不考虑地形复杂性产生的平均地表入射太阳辐射的计算误差,结果表明,使用中分辨率的卫星(如MODIS)资料计算地表太阳净辐射时,需要考虑地形复杂性. 相似文献
7.
地形非均匀性对网格区地面长波辐射通量计算的影响 总被引：2，自引：1，他引：2
从理论和数值试验两个方面证明地形的非均匀性(如海拔高度)对网格区地面长波辐射通量的计算有重要影响,海拔高度场的区域平均值及其变差系数是影响网格区地面长波辐射通量的主要因素,仅仅用地表均匀假定下的区域平均参量(如平均海拔高度和平均温度)所计算的网格区地表有效辐射通量值与其真实值之间存在着一定的误差。由于地表有效辐射通量是海拔高度的非线性函数,在特定情况下,其影响相当大,可产生不容忽略的误差。相对而言,海拔高度自身非均匀性对误差的影响远大于地表温度非均匀性项及其混合扰动项所产生的误差。对于不同的地形平均高度,地形非均匀性影响的程度并不相同。平均高度较小时,非均匀性的影响几乎可以忽略,但随着地形平均高度的增加,地形非均匀性的影响程度呈非线性增长趋势。因而,在复杂地形区域,考虑次网格地形的热力作用非常必要。 相似文献
8.
地形起伏对模式地表长波辐射计算的影响 总被引：1，自引：6，他引：1
初步探讨了数值模式中次网格区地形起伏(高度、坡度)对长波辐射计算的影响。结果表明,地形高度的次网格变化对辐射计算结果的影响较小,其相对误差一般<2%,但不同分辨率的地形高度场会产生不同的坡度计算误差,低分辨率地形资料所计算的坡度分布相差不大,但坡度的量级存在较大偏差。地形的分辨率越高,实际计算结果的偏差越小。而高分辨率地形资料计算实例表明,地形坡度引起的区域相对辐射误差可达到10%以上。因此,在数值模式中,网格区地表长波辐射计算结果对地形起伏的敏感性应给予足够的重视。 相似文献
9.
利用四川省雅安市30 m分辨率基础高程数据,提取栅格的坡向和坡度参数,将雅安307个区域自动站在2017年汛期(6—9月)共50次的降水天气个例,分为16次大尺度降水和34次中小尺度降水,使用对应时次的欧洲中心细网格0.25°×0.25°再分析风场资料,根据不同的站点地形高度将风场合成平均风场,和各站点地形的坡向和坡度计算出其动力抬升作用,同时使用当天日照和天文太阳辐射值来计算地形的热力抬升作用,与对应降水过程的降水分布进行多元线性回归,根据回归的标准系数的大小确定各自变量对降水分布的影响,得出以下结论:(1)中小尺度降水中,地形的热力抬升作用对降水分布的影响作用最大,其次是海拔高度,地形的动力抬升作用在三者中对降水分布的影响最小;(2)在大尺度降水中刚好相反,地形的动力抬升对降水的分布影响作用最大,海拔次之,热力抬升作用在三者中影响作用最小;(3)日降水量最大值的站点海拔高度基本位于1 000 m左右,与抬升凝结高度对应较好;(4)从长期的统计来看,地形的动力作用和地表的植被情况对降水分布的影响最大。在实际预报工作用,根据不同的降水类型,关注不同的动力和热力作用对于判断降水分布大值区的位置有较好的参考作用。 相似文献
10.
沙尘辐射效应对天气和沙尘输送影响的数值模拟 总被引：5，自引：1，他引：4
现有的沙尘气溶胶数值预报模式大多是单向模式, 即只考虑气象场对沙尘气溶胶的输送作用, 而忽略沙尘气溶胶的辐射效应对气象场的反馈作用。本文利用一个考虑了沙尘气溶胶短波辐射效应的天气－沙尘双向模式, 对南疆盆地一次冷空气东侵而引起的沙尘天气进行数值模拟。通过比较考虑与不考虑辐射效应的两组试验, 分析了在沙尘暴－强浮尘过程中沙尘辐射效应对气象要素和沙尘输送的影响, 结果表明: 沙尘辐射效应的考虑明显改进后期强浮尘天气过程中海平面气压变化、地面气温日变化和气温垂直变化的预报; 前期沙尘暴过程沙尘辐射效应引起中低层主导风增大, 但同时使起沙量降低及沉降量减少; 沙尘辐射效应与地形的共同作用使沙尘的沉降量比起沙量减少的更显著, 从而使盆地内浮尘天气维持。 相似文献
11.
坡面日出日没时角的配置关系与坡向坡度 总被引：1，自引：1，他引：0
对于给定的纬度和太阳赤纬,在水平面非极昼时的偏东（偏西）坡面上存在一对互补的坡向,以互补的两个坡向（一般临界坡向）为界,坡面日出日没时角的配置关系具有三种不同的形式。在两个一般临界坡向之间,在坡面日出日没时角的配置关系与坡度无关,或者为ω1=ωs1,ω2=ω0（偏西坡）,或者为ω1=-ω0,ω2=ωs2（偏东坡）。存在一参考坡度α0（arccos（sinφ／cosδ））,一般临界坡向之外的时角配置关系以坡度α0为界,具有不同的形式。如果坡度一定,可存在使非水平面极昼或极夜的特别临界坡向,在一般临界坡向之外,特别临界坡向前后,坡面日出日没时角的配置关系也不同。在一般临界坡向之外,如果坡向一定,可存在参考纬度φ0=arccos（｜cosδ／cosβ｜）,以及使非水平面极昼或极夜的临界坡度。以参考纬度为界,坡面日出日没时角的配置关系或者随临界坡度而变化,或者与坡度无关。 相似文献
12.
植被净初级生产力（NPP）是评估生态环境质量的重要指标之一,为了探明辽宁省生态环境变化,利用MODIS-NDVI数据及CASA模型,对辽宁省2000—2018年NPP进行估算,并在此基础上分析了近19 a辽宁省NPP时空变化特征及其对地形因子的响应。结果表明：2000—2018年辽宁省植被NPP呈波动上升趋势,空间分布特征为东部高西部低;NPP变化趋势率为2.89 gC·m-2·a-1,其中,87.4%的地区呈增加趋势,且辽西北地区波动变化最为显著;高程和坡度对NPP变化的影响明显高于坡向;随着高程增加,NPP表现为先增加后平稳的趋势,高程500 m左右出现NPP最大值;随着坡度增加,NPP表现为先增加后略有减小的趋势,坡度35°左右出现NPP最大值;在高程为500 m以上、坡度为15°—35°范围内,NPP值最大。 相似文献
13.
The flow structure on a gentle slope at Vallon dOl in the northern suburbs of Marseille in southern France has been documented by means of surface wind and temperature measurements collected from 7 June to 14 July 2001 during the ESCOMPTE experiment. The analysis of the time series reveals temperature and wind speed oscillations during several nights (about 60--90 min oscillation period) and several days (about 120–180 min oscillation period) during the whole observing period. Oscillating katabatic winds have been reported in the literature from theoretical, experimental and numerical studies. In the present study, the dynamics of the observed oscillating katabatic winds are in good agreement with the theory.In contrast to katabatic winds, no daytime observations of oscillating anabatic upslope flows have ever been published to our knowledge, probably because of temperature inversion break-up that inhibits upslope winds. The present paper shows that cold air advection by a sea breeze generates a mesoscale horizontal temperature gradient, and hence baroclinicity in the atmosphere, which then allows low-frequency oscillations, similar to a katabatic flow. An expression for the oscillation period is derived that accounts for the contribution of the sea-breeze induced mesoscale horizontal temperature gradient. The theoretical prediction of the oscillation period is compared to the measurements, and good agreement is found. The statistical analysis of the wind flow at Vallon dOl shows a dominant north-easterly to easterly flow pattern for nighttime oscillations and a dominant south-westerly flow pattern for daytime oscillations. These results are consistent with published numerical simulation results that show that the air drains off the mountain along the maximum slope direction, which in the studied case is oriented south-west to north-east. 相似文献
14.
E. M. Blyth 《Boundary-Layer Meteorology》1999,92(2):185-193
A simple analytical model of the effect of a hill on potential evaporation (i.e., evaporation from well-watered vegetation) is presented. It is shown to reproduce the results from a two-dimensional non-linear numerical model. The analytical model is used to demonstrate the sensitivity of the changes in evaporation to surface resistance, aerodynamic resistance, temperature, slope and sun angle. Methods used by MORECS (Meteorological Office Regional Evaporation Calculation System) to estimate the potential evaporation at high elevations, and by Numerical Weather Prediction models to represent sub-grid scale hills, take account of the change in altitude but neglect the slope effects. A slope of 20 degrees, which is typical of upland terrain in the U.K., increases the potential evaporation by about 5%. 相似文献
15.
就坡面天文辐射日总量而言,在一定纬度、坡向和时段范围内,可能存在坡面天文辐射日总量等于同纬度的水平面上天文辐射日总量的坡度,即临界坡度。临界坡度不仅存在于向阳坡,也存在于背阴坡。一般而言,中低纬度的坡面,临界坡度只有一个,在从地面到临界坡度的坡度范围内,天文辐射日总量大于水平面上的天文辐射日总量。特别地,在春秋分时,在纬度0~45°之间的南坡存在临界坡度,而且临界坡度等于坡面所在纬度的2倍。而极圈内的中高纬度,可能存在2个甚至3个临界坡度。 相似文献
16.
江西冰雹天气期间的闪电活动特征 总被引：1，自引：0，他引：1
利用江西省2003--2008年冰雹天气发生时的闪电探测资料,通过统计分析地面降雹前后的闪电频数和强度等物理量,得到了对江西降雹过程中的闪电活动分布及其演变特征。结果显示,对于江西大部分地区的雷暴过程,回波强度≥40dBz时,就有可能产生闪电。冰雹发生前后的短时间内正闪频数普遍远小于负闪频数,而且多数情况下正负闪频数比增大时,相应的冰雹直径也增大,即正闪比例的变化与冰雹成长过程有较好的关联。正闪强度大都强于负闪。降雹后负闪频数会减小,而正闪频数会有所增大。总闪频数和正负闪比例的分布及变化特征可被用来估算地面降雹时间。强对流天气过程中,若正闪平均强度越强,则发生冰雹天气的可能性就越大。 相似文献
17.
Hikaru Komatsu Narimasa Yoshida Hideki Takizawa Izumi Kosaka Chatchai Tantasirin Masakazu Suzuki 《Boundary-Layer Meteorology》2003,106(3):573-592
Using data for one year, we examined the vertical wind speed profileson a mountain slope covered with forest in northern Thailand undera tropical monsoon climate. We defined two profile patterns: higherwind speeds at greater heights (Pattern 1) and lower wind speeds atgreater heights (Pattern 2). We classified 9.4% of the data as Pattern 2;this pattern tended to occur during the night, at low wind speeds, and with high outgoing longwave radiation. In addition, stable stratification anddecoupling between the canopy surface air and the overlying layers wereobserved when Pattern 2 occurred frequently. These facts suggested thatPattern 2 was caused by a nocturnal drainage flow. The occurrence ofPattern 2 showed a clear seasonal trend, indicating that there is a seasonaltrend in the occurrence of nocturnal drainage flows. Pattern 2 was observedmore frequently between August and February and less frequently betweenMarch and July. This corresponded to the seasonal trend in wind speed, butdid not correspond to the seasonal trend in the outgoing longwave radiation. 相似文献
18.
Local Winds In A Valley City 总被引：1，自引：0，他引：1
Local winds were studied around a valley city, by using a high resolution two-dimensional mesoscale model forced by surface temperatures from a measurement campaign around Lanzhou City, China, during stagnant conditions. In the simulations nighttime winds are purely katabatic downslope winds without urban effects, despite the fact that the city is 6–7°C warmer than its surroundings all night. In contrast, daytime near-surface winds result from upslope flow resisted by an opposing simultaneous urban heat-island circulation (UHIC). Hence winds remain weak and variable around a city in a narrow valley during daytime. These conditions may lead to severe air quality problems day and night.The local circulations are sensitive to the widths of the valley and/or city,and also latitude, as is demonstrated by model experiments. Interestingly, in a flat and calm environment an extratropical daytime UHIC cell may turn into a weak `anti-UHIC' by the morning, due to frictional decoupling after sunset and subsequent inertial oscillation during the night, analogously tothe land breeze and nocturnal low-level jet formation. 相似文献
19.
珠穆朗玛峰北坡地区河谷局地环流特征观测分析 总被引：3，自引：0，他引：3
利用中国科学院珠穆朗玛峰大气与环境综合观测研究站的大气边界层塔站数据分析了珠峰北面一处河谷中局地环流的日变化特征.发现该河谷中的局地环流主要受山谷风和冰川风的影响,后者自影响主要集中在下午和傍晚,冰川风强度较大,地面最大风速达到10 m·s-1.冰川风开始出现的时间通常是气温达到一天中最高的时刻,这表明冰川风气流温度较低,带来了降温.另外,对空气湿度变化的分析中也能发现冰川风气流的影响. 相似文献
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利用常规气象探测、FY卫星、多普勒天气雷达以及再分析等资料，对2021年6月15至16日出现在中昆仑山北坡极端暴雨成因进行分析。表明:此次暴雨西伯利亚到中亚有低槽稳定维持，昆仑山北坡环境大气逐渐变的潮湿不稳定。500 hPa低槽东移动分成两段，位于中亚低槽与印度半岛西北部低槽南北叠加，地面东、西两股冷空气进入盆地，使得不同性质空气在充分混合。东风急流中心在且末至若羌，在和田中部有偏东与偏西风辐合、水汽辐合、强的水汽输送、强上升运动。水汽输送主要距地4000米以下，水汽源位于天山南坡、高原南坡。地面的热力不均匀、高空急流、地面辐合线、地形等作用使得降水强度增强。强降水以γ小尺度系统为主，在地面辐合线附近表现为快速生消的特征。 相似文献