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相似文献
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1.
一、概述 1970年,默里(Murray)将英国气象局的长期天气预报方法概括为“物理讨论”和“选择相似”两个方面: 1.“物理讨论”的主要项目是:海冰、雪盖和下垫面状态、海洋表面温度距平、北半球大气环流、天气气候、统计学与天气规则。一般来说,“物理讨论”主要是考虑大气环流及其下垫面的异常之间的交互作用,并试图去估价下垫面对未来大气环流变化的反馈作用。由于有卫星和飞机的探测,对前两项已能获得比较完整和系统的资料,但如何具体应用,尚不清楚。  相似文献   

2.
陆面过程和大气边界层相互作用敏感性实验   总被引:18,自引:1,他引:18  
文中建立了一个研究陆面物理过程与大气边界层相互作用的模式。模拟了草原下垫面的土壤 环境物理、地面热量通量、蒸发、蒸散及大气边界层结构特征。并对主要的环境物理参数进 行了敏感性实验。结果表明,本模式能合理地模拟地表热量平衡、土壤体积含水量、植被蒸 发阻抗、地表水汽通量日变化和湍流交换系数、湍流动能、位温和比湿廓线等。该模式还可 进一步应用于研究城市陆面物理过程与大气边界层相互作用机制,及与中尺度大气模式耦合用于区域气候的研究。  相似文献   

3.
本文利用—维地气耦合模式研究了大气边界层气溶胶和云的气候效应。模拟结果表明,边界层内低云和气溶胶都能使地面和土壤温度下降;而低云还能使云下大气降温。当云和气溶胶并存时,气溶胶的作用不明显。云和气溶胶的温度效应不仅取决于它们的光学厚度和光学特性,还与下垫面的物理特性有关,沙漠下垫面所受的影响要比一般性裸土下垫面的大。   相似文献   

4.
海温异常影响长期天气过程研究的进展   总被引:2,自引:0,他引:2  
众所周知,地球大气的运动,广泛受到下垫面的影响,特别是下垫面的加热效应对大尺度大气运动的影响更为重要。由于地球表面海洋占整个面积71%,所以海洋作为大气运动的下垫面的主要组成部分,对于大气运动可产生控制作用。同时,海洋具有较大的热惯性,其热容量比大气大1200倍之多,这样,海洋是一种大气储存热量的机构。对于长期  相似文献   

5.
稀疏植被下垫面与大气相互作用研究进展   总被引:26,自引:9,他引:17  
介绍了国家自然科学基金委员会“十五”重点项目“稀疏植被下垫面与大气相互作用研究”的成果。通过资料分析、数值试验和理论分析。研究干旱地区稀疏植被复杂下垫面上水、热及CO2输运过程的机理;非均匀下垫面的复杂非线性线效应:干旱地区更合理的陆面过程参数化方案以及绿洲的稳定性;强沙尘暴的发展机制和干旱地区生态环境建设对策,主要结果表明:(1)揭示了植物生态生理过程、净第一生产力和生物量对气候的敏感性,为稀疏植被下垫面与大气相互作用研究提供了较好的接口。(2)发展了适用于干旱、半干旱地区土壤中水热输送交叉耦合的物理模型;以能量和物质守恒定律为基础的雪盖物理模型,它显著地改善了陆面过程的模拟效果,是国际上最早开发的同类模型之一。(3)发展了大气非平衡态热力学,证明了非线性区普遍成立的最小熵产生原理,为研究气候和环境复杂系统提供了新思路和新方法;提示了大气辐散和辐合运动对垂直湍流输送的影响,非均匀下垫面地气相互作用,为非均匀下垫面陆面过程参数化提供了物理基础;研究了绿洲稳定性并估算了绿洲临界尺度约3~6km,为绿洲保护和建设提供了理论依据;提出了干旱地区有限水资源条件下增强其稳定性抗干扰能力的生态环境建设对策。(4)发展了强沙尘暴发展的动力学模式,揭示了强沙尘暴发展辐射冷却的正反馈机制。展示了强沙尘暴预报的良好前景。  相似文献   

6.
水、陆不均匀条件下大气边界层结构的模拟研究   总被引:2,自引:0,他引:2  
应用2004年白洋淀野外观测实验资料,对白洋淀地区水、陆不均匀分布条件下的大气边界层开展了数值模拟试验,结果表明:由于下垫面的热力差异,在360多km2的白洋淀地区,地表特征分布的不均匀可以引发弱的局地环流,影响大气边界层内温度和湿度的空间分布;在500m高度以下,下垫面不均匀分布对湍流动能有明显影响.最后将模拟结果与观测资料进行了对比检验.  相似文献   

7.
利用HEIFE、DHEX和GAME/Tibet 3个观测试验和部分常规气象站观测资料,分析了下垫面非均匀条件下产生的冷岛效应和逆湿现象的完整物理图像以及它们对地表能量和五水转化的影响.分析结果表明,下垫面非均匀特征对五水转化有着明显的影响;冷岛效应和逆湿现象是下垫面非均匀性的必然结果,它们在自然界普遍存在;现有陆面过程模式很难刻画冷岛效应和逆湿现象,通常现有陆面过程模式很难将冷岛效应中的热量平流转化成蒸发潜热,同时陆面过程模式也混淆了逆湿现象和发生在下垫面上的大气水的冷却凝结.这些评述将有助于今后非均匀陆面过程的进一步研究.  相似文献   

8.
以能量平衡方程为基础,考虑太阳短波辐射、大气和地面的长波辐射、潜热、感热传输以及下垫面的热传导等能量之间的平衡,建立了利用常规气象观测资料预测雪面温度和积雪深度变化的融雪模型。利用2009年1—3月以及2009年12月—2010年1月在湖北恩施雷达站的积雪观测数据进行模拟和验证,结果表明:该模型对于雪面温度和积雪深度都有较好的模拟效果。当下垫面导热系数λg〈0.5时,下垫面对雪深的影响很小;当λg≥0.5时,积雪融化速度随λg的增大而加快,说明下垫面的热传导是影响积雪深度变化的主要因素之一。  相似文献   

9.
利用HEIFE、DHEX和GAME/TIbet3个观测试验和部分常规气象站观测资料,分析了下垫面非均匀条件下产生的冷岛效应和逆湿现象的完整物理图像以及它们对地表能量和五水转化的影响。分析结果表明,下垫面非均匀特征对五水转化有着明显的影响;冷岛效应和逆湿现象是下垫面非均匀性的必然结果,它们在自然界普遍存在;现有陆面过程模式很难刻画冷岛效应和逆湿现象,通常现有陆面过程模式很难将冷岛效应中的热量平流转化成蒸发潜热,同时陆面过程模式也混淆了逆湿现象和发生在下垫面上的大气水的冷却凝结。这些评述将有助于今后非均匀陆面过程的进一步研究。  相似文献   

10.
2008年7—9月中国北方不同下垫面晴空陆面过程特征差异   总被引:4,自引:1,他引:3  
曾剑  张强 《气象学报》2012,70(4):821-836
采用2008年7—9月观测的中国干旱/半干旱区实验观测协同与集成研究资料,选取了9个下垫面(包括裸地、草地、森林和农田),分析了中国北方不同下垫面以及不同地区同类下垫面的晴空陆面辐射平衡和热量平衡日变化特征差异。结果表明,不同下垫面以及不同地区同类下垫面的地表辐射和能量过程特征差异明显,而这种差异主要源于下垫面的光学特性、水热特性以及局地陆-气系统中可利用水分的不同。在辐射平衡的比较方面,荒漠沙地发射的长波辐射最大,高寒森林的长波辐射最低,农田下垫面发射的长波辐射总体低于草地;荒漠沙地、草地、农田和高寒森林的反射率依次减弱;荒漠沙地、草地、农田、森林下垫面的净辐射依次增大。在能量平衡方面,荒漠区沙地可利用能量大部分(约80%)用于加热大气,约20%消耗于蒸发和加热土壤;草地下垫面可利用能量中用于加热大气的能量比蒸发水分消耗的能量高,但高寒草甸例外;农田下垫面可利用能量的大部分消耗于蒸发,消耗于加热大气的能量不到20%。水含量越高,潜热通量越大,能量闭合率越低,能量过程也更复杂。  相似文献   

11.
总结了水平非均匀下垫面的大气边界层研究,指出干旱区的绿洲具有明显的“冷湿岛效应”,并可形成边缘逆湿和区域环流,而植被和水域的分布则显著改变了大气边界层结构.阐述了复杂地形下垫面对局地风场和小尺度环流产生的影响、城市热岛效应的产生及特点和城市中绿地和水体的微气候效应.比较分析了不同陆面参数化方案以及边界层气候模式,提出未来在热力与动力非均匀的结合、湿地下垫面的数值模拟、城市复杂下垫面参数化以及气候模式的耦合等方面尚需进行深入的研究.  相似文献   

12.
《气象科技》1973,(3):14-23
前言近年来,世界范围的气候异常引起了人们的普遍注意。但由于对长期天气过程的演变规律了解得十分不够,对气候异常的原因目前还处在假说阶段。为了进一步提高长期天气预报的准确率和弄清气候异常的规律,开展对长期天气过程物理本质的研究是十分必要的。运转大气这样一部热机,根本的能量是太阳辐射,由于空气的热容量很小,能储存的热量很少,大部分的辐射能被下垫面接受后再以各种不同的形式供给大气。在某种意义上说,下垫面可以看成是供给大气运动能量的储存器和调节器。由于下垫面海陆分布不均,下垫面接受到的辐射能量以及再贡献给大气的能量在地理上也是不均匀的。由于大气运动造成的云  相似文献   

13.
利用海洋、戈壁、城郊和城市4种不同下垫面上的湍流观测资料,运用多尺度湍流概念和方法计算分析了风速谱和扩散参数等湍流特征量。结果表明:下垫面的粗糙度对大气边界层湍流特征影响很大,随着粗糙度的增大,速度谱的峰值频率向高频方向移动,扩散参数增大。  相似文献   

14.
利用中国科学院红壤生态试验站微气象站实测的梯度资料和大叶阻力相似沉积模型,计算了农田和森林下垫面大气污染物的干沉积速率,并将此模型嵌套到区域酸性沉降模式系统(RegADMS)中,模拟获得中国地区11种大气污染物干沉积速率的空间分布.结果表明:大气污染物干沉降速率(Vd)有明显的时间变化,物种的干沉积速率一般白天大于晚上,冬春季大于夏秋季节.大气污染物Vd也有明显的空间变化,中国地区SO2、HNO3、NO、NO2、NH3、O3、H2O2、TSP、PM10、SO2-4和NO-3年平均Vd分别为0.35士0.004、1.77±0.01、6.5 ×10-5±2.0×10-7、0.07±0.0007、0.28土0.003、0.20±0.001、0.54±0.002、7.2±0.0005、0.44±0.0005、0.25±0.0005、0.27±0.0008cm s-1.各种下垫面上粒子Vd差别不大,气体污染物在各下垫面上的Vd有所不同,表现为HNO3、NO2、O3的Vd在森林和草原上较大,而SO2、NH3、H2O2的Vd在水面上较大,NO的Vd都很小,且在各种下垫面上差别不大.  相似文献   

15.
华东典型地区大气硫沉降通量的观测和模拟研究   总被引:7,自引:1,他引:7       下载免费PDF全文
杨浩明  王体健  程炜  韩敏 《气象科学》2005,25(6):560-568
本文使用中国科学院常熟和鹰潭生态实验站和气象站的观测资料,应用区域酸沉降模式系统(RegADMS)和大叶阻力相似模型来研究华东地区不同下垫面条件上的大气硫沉降问题,定量估计了农田下垫面上大气硫化物的沉降通量。SO2和硫酸盐的干沉降速率使用大叶阻力相似模型来估计,使用与降水量有关的参数化方案来确定湿沉降系数。结果表明,常熟地区农田下垫面的大气硫沉降通量为19.0gm^-2 a^-1,其中干沉降占42%;而位于江西红壤地区的鹰潭站的大气硫沉降通量为10.4gm^-2a^-1,其中干沉降占83%。比较发现,两地硫干沉降通量绝对值相差不大,但其在总沉降通量中所占的份额有较大差异;常熟站的硫湿沉降通量比鹰潭站要大9.23gm^-2a^-1,该差异是由两地污染状况和气象条件的不同造成。华东地区的年硫沉降总量为1.88Mt(1Mt=10^6t),其中72.8%沉降在农田下垫面上。硫沉降中43%是干沉降,57%是湿沉降。  相似文献   

16.
半干旱区植被覆盖度对边界层气候热力影响的数值模拟   总被引:14,自引:0,他引:14  
在陆-气相互作用的中小尺度系统研究中,水平非均匀下垫面的强迫作用是主要的物理过程。本文利用能量闭合二维陆面过程与大气边界层耦合模式,研究了我国西北半干旱地区(38°N,105°E)夏季下垫面物理特征的变化对区域边界层气候的影响。结果表明:土壤湿度、植被覆盖度对局地环流和区域边界层气候的形成起着决定性的作用。模拟结果揭示了在半干旱地区大面积植树造林、提高植被覆盖度,可涵养土壤水分,改善局地生态环境,是人工持续改造干旱、半干旱荒漠地区局地气候的重要途径。  相似文献   

17.
一种大气污染物干沉积速率的计算方法及其应用   总被引:11,自引:2,他引:11  
介绍了一种计算大气污染物干沉积速率的方法。这种方法详细地考虑了植物生理特征和冠层内湍流结构对干沉积的影响,考虑了3层覆盖物对表面阻抗的影响,通过计算7个不同的阻抗因子获得干沉积速率。利用该方法计算了农田下垫面上7种不同大气污染物沉积的表面阻抗和江西(鹰洋)红壤典型地区农田下垫面上的二氧化硫(SO2)和硫酸盐(SO4^2—)的干沉积速率,估算了大气硫输入农田生态系统的干沉积通量,并与其他方法作了定量比较。结果表明:农田下垫面上SO2与SO4^2—的干沉积速率平均值分别为0.31cm/s,0.20cm/s;干沉积速率具有明显的日变化特征,一般白天大于夜间,中午时分出现最大值;月际变化也较明显,在冬季有大值;大气硫输入农田生态系统的全年干沉积通量为7.35g/m^2。  相似文献   

18.
城市化极大地改变了城市下垫面的性质,这有可能增加灰霾天气发生的概率和强度.利用Landsat-7 ETM+和HJ-1A卫星多光谱遥感数据,通过人工解译获得2002年和2012年武汉市土地利用情况,并对武汉市土地利用规划图进行数字化和尺度转换.在此基础上,针对武汉市典型灰霾天气过程,对不同土地类型(历史、现状和规划)利用WRF-NAQPMS空气质量数值模式进行了不同情景的模拟.同时,对比分析和揭示了不同情境下,大气风场和主要大气污染物浓度场的变化,解析了下垫面对灰霾天气的影响.可为从灰霾天气防治的角度完善城市土地规划和建设提供科学依据.  相似文献   

19.
广州市近地层大气的湍流微结构和谱特征   总被引:16,自引:1,他引:16       下载免费PDF全文
本文利用UVW脉动风速仪资料分析了广州市区近地层大气的湍流强度、相关系数、尺度和速度谱,并获得了不同稳定度条件下的速度谱模式.结果表明,城市近地层大气湍流在惯性副区接近局地各向同性、速度谱符合Kolmogorov相似理论;气流方向上下垫面粗糙度的增加,使沿海城市近地层大气湍流能量(特别是铅直方向)比平坦、均匀下垫面上的增加.  相似文献   

20.
简要归纳了陆面露水资源独特的生态和气候效应,分析了开发利用陆面露水资源的理论依据,并重点从局地气候条件的选择和陆水凝结面的改进2个方面讨论了陆面露水资源开发利用的科学思路和技术措施。  相似文献   

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