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相似文献
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1.
白洋淀水陆下垫面上行星边界层空间变动研究   总被引:1,自引:0,他引:1       下载免费PDF全文
利用三维非静力中尺度模式ARPS,对白洋淀地区水陆非均匀下垫面上大气边界层结构及其变动进行了模拟研究.结果表明,晴天弱背景下,白洋淀地区陆地大气比湿高于水域的情况发生在白天大部分时间内,是普遍存在的一种现象,该现象首先出现在近地层,然后不断向高空延伸,与水陆两种不同的下垫面特征密切相关.由于水陆下垫面的差异,导致水域感热和潜热通量全天较小,变化平稳,而陆地日间感热和潜热通量较大,且潜热高于感热.水陆两地近地层湍流运动状态存在较大差异,湍流输送在水陆比湿空间变动过程中起决定性作用.形成的局地环流同样影响着水陆比湿的空间变动,主要表现在环流上下支对近地层湍流发展以及水汽的垂直输送的影响.陆地上空水汽主要来源于土壤植被的蒸发蒸腾,而来自水域的仅占很少一部分.  相似文献   

2.
以5阶Stokes波作为破碎统计模型的原始波场, 重新导出了破碎水体体积和白冠覆盖率等统计量. 基于海浪破碎是海-气强交换过程中的重要控制机制这一观测事实, 主要开展了破碎过程对海-气热通量和水汽通量交换的影响研究, 导出了气泡在海面平均体积通量和浪花水滴海面谱分布的理论表达式, 建立了破碎气泡和浪花水滴热通量和水汽通量交换的物理模型, 为进一步深入研究海-气通量交换模式奠定了基础.  相似文献   

3.
第1期磁层亚暴期间同步高度电子通量突增的理论计算…………………………………… ……一………………………………………·刘振兴虞和增 濮祖荫 王元殿(1)海面动量、感热和水汽输送的动力学分析…………………………:………··张 淮(11)海南地区电离层骚扰的某些特征………………索玉成 刘培静史彩芝宋笑亭(19)斯托克司函数逼近及截断误差估计…………··……………………·许厚泽朱灼文(26)西藏高原古地磁及大陆漂移………………………………朱志文朱湘元张一鸣(40)西藏高原札木、当雄地区小震的基本特征………………杨秉平 束沛镒张致…  相似文献   

4.
利用2002年4月24日至6月20日在西沙海区进行的第三次南海海-气通量观测试验资料,采用涡相关法和TOGA COARE25b版本通量计算方案,计算了西南季风爆发前后海洋-大气间的通量交换,讨论了辐射、动量、感热通量、潜热通量、海洋热量净收支的时间变化特征及其与气象要素变化的关系.结果表明:西南季风爆发前后,太阳短波辐射、海面净辐射、潜热通量和海洋热量净收支变化特别强烈;通量变化受不同环境要素的影响:感热通量与海-气温差呈正相关关系,与气温呈明显的负相关关系.潜热通量与风速、海-气温差及海面水温均有正相关关系,其中与风速的关系最密切.动量通量(τ)主要随风速变化,它与风速(V)的关系可以表示为τ=000185V2-000559V+001248.  相似文献   

5.
TOGA-COARE IOP期间的海气通量观测结果   总被引:3,自引:0,他引:3       下载免费PDF全文
在TOGA-COAREIOP期间用涡度相关法对海气热通量进行了船载直接观测.对垂直风速、温度和湿度湍流脉动观测数据的谱分析显示它们在高频区基本满足"-2/3次方律".对船体简谐震荡影响的讨论从理论上证明该影响在热通量计算中可被忽略.根据以此方法得到的通量求出了中性层结条件下感热和潜热的整体输送系数分别为2.25×10(-3)和1.26×10(-3).对海气边界层特性的分析表明该海域的近海层主要呈中性或弱不稳定层结.海气通量的变化与背景环流形势密切相关,潜热通量主要受海面风场强度的影响,而感热通量变化除了风场的影响外,层结变化也是一个重要因素.用整体输送法计算TOGA-COAREIOP期间以及TOGA期间8个航次的通量结果而得到的Bowen比约为0.1,显示潜热通量是暖池大气的主要热源.  相似文献   

6.
在TOGA-COAREIOP期间用涡度相关法对海气热通量进行了船载直接观测.对垂直风速、温度和湿度湍流脉动观测数据的谱分析显示它们在高频区基本满足"-2/3次方律".对船体简谐震荡影响的讨论从理论上证明该影响在热通量计算中可被忽略.根据以此方法得到的通量求出了中性层结条件下感热和潜热的整体输送系数分别为2.25×10-3和1.26×10-3.对海气边界层特性的分析表明该海域的近海层主要呈中性或弱不稳定层结.海气通量的变化与背景环流形势密切相关,潜热通量主要受海面风场强度的影响,而感热通量变化除了风场的影响外,层结变化也是一个重要因素.用整体输送法计算TOGA-COAREIOP期间以及TOGA期间8个航次的通量结果而得到的Bowen比约为0.1,显示潜热通量是暖池大气的主要热源.  相似文献   

7.
洱海湖气界面水汽和二氧化碳通量交换特征   总被引:2,自引:0,他引:2  
基于2012年涡动相关法取得的洱海湖气之间湍流通量资料,计算了湖面反照率、空气动力学粗糙度和整体输送系数等湖气交换过程的基本物理参数;分析高原湖泊表面动量通量、感热通量、潜热通量和二氧化碳通量的变化特征及其主要的控制因子;采用神经网络法对缺失蒸发量数据进行填补,估算了洱海湖面全年蒸发量。2012年全年蒸发量为(1165±15)mm,大于年实际降水量(2012年的年降水量为818mm)。洱海局地环流在全年范围内较显著;全年主导风向为东南(谷风/湖风)和西北风(山风/陆风)。高原湖泊感热通量通常只有每平方米几十瓦,通常午后感热通量为负值;即湖面向大气输送热量。夏季湖泊大气界面感热通量最大值出现在清晨,与湖气温差的出现时间一致;在白天湖面的有效能量主要分配为潜热通量;湖气温差和水汽压差分别是感热通量和潜热通量日变化的主要控制因子。湖气界面二氧化碳通量除夏季存在弱的吸收外,其余季节(冬季)表现为弱的排放。湖面反照率的季节变化规律与太阳高度角的季节变动有关,同时湖面反照率与水的浑浊度等有关。与实际观测得到的湖面反照率相比,CLM4湖泊模式在冬季低估(夏季高估)了湖面反照率。  相似文献   

8.
本文利用2006年6月至2014年6月COSMIC掩星观测的水汽廓线,分析了对流层/下平流层(TLS)比湿信号对ENSO的响应.在数据处理中,将COSMIC掩星水汽廓线计算得到的全球比湿数据内插为1000~30 hPa区间水平分辨率为5°×5°的三维格网,在各等压面上求取各格网点去除年/月际信号后的比湿月异常值.然后在对比湿月异常时间序列低通滤波的基础上,进行经验正交分解(EOF)得到比湿主成分,并对该主成分信号进行二项式平滑;接下来将平滑后的主成分信号与反映ENSO活动的ONI指数进行相关处理,得到各等压面主成分信号相对于ONI指数的相关系数及对应的时间延迟.论文分析了包括Niño-3.4的5个代表性区域的TLS比湿异常主成分信号,结果表明:在各区域,采用本文先低通滤波再EOF分解的处理方法获得的TLS比湿异常主成分信号与ONI指数均有很强相关性,对流层相关系数绝对值达0.8以上,低平流层高于0.7,在300~200 hPa的上对流层达到峰值;各等压面上比湿异常主成分信号相对于ONI指数的时间延迟不尽相同,在对流层中比湿异常主成分信号普遍滞后于ONI指数1~6个月;在各区域,比湿异常主成分与ONI指数相关系数绝对值达到最大的等压面都接近250 hPa,最大相关系数绝对值均达到0.9以上.进一步对全球250 hPa等压面比湿异常主成分与ONI指数相关性的分析表明:两者强相关的区域主要集中在热带;在这些强相关区域,比湿异常主成分相对于ONI主要表现为滞后,且相关系数越大,相应的时间延迟越短.  相似文献   

9.
刘叶  魏恩泊 《中国科学D辑》2007,37(2):282-288
利用有效介质近似理论, 在Pandey和Kakar的经验模式基础上提出了一个改进的研究强风驱动下白冠覆盖的海面有效发射率模式. 该模式讨论了白冠层中球形气泡、水滴、海-气温差对海面发射率的影响, 研究表明海面发射率随着海气温差的增加而增大. 同时, 通过引入白冠层的有效介电常数, 该模式考虑了白冠层的有效粒子的气泡结构、泡沫层厚度等物理参量对海面发射率的影响. 模式经Rose等人在完全泡沫情况下的实测数据验证, 得到了很好的一致性结果.  相似文献   

10.
在常动量通量海面风漂流层内, 基于所导出的海浪能量和涡度变化首次积分与破碎的运动学判据和数学合理性判据, 推演出一致的破碎海面起伏表示和海浪破碎发生条件, 从而用Heaviside函数组合的方法给出破碎海浪海面起伏的函数表达式. 基于所导出的破碎海浪海面起伏函数表达式和海浪总是小波陡的事实, 提出一种包括基底海浪、弱非线性海浪和破碎海浪的海浪海面起伏三重复合函数表示. 海浪的三重复合函数表示和基底海浪的正态分布律的总合, 就是所提出的海浪海面起伏统计数学物理模型.  相似文献   

11.
降水条件下的典型干旱区陆面特征模拟验证   总被引:6,自引:0,他引:6       下载免费PDF全文
利用“我国西北干旱区陆-气相互作用观测试验"在敦煌双墩子戈壁站取得的观测资料及最近的一些研究成果对陆面模式中反照率、相似性函数及地表粗糙度(动量粗糙度,标量粗糙度)3个方面的参数化方案进行了改进,然后对一次典型降水过程的陆面特征及近地层的风、温、湿进行了模拟.结果表明:改进的模式能对降水条件下的干旱区陆面特征进行较好的模拟,其中对辐射、地表温度的模拟相当好,而对能量的模拟虽然还有要改进的地方,但总体结果令人满意;另外改进后的模式对近地层的温度和湿度的模拟也有明显的改善.  相似文献   

12.
利用南极中山站至Dome A考察断面上3个自动气象站2005~2007年的观测资料和2008年夏季在中山站附近冰盖获取的湍流观测资料,应用空气动力学方法和涡动相关法计算分析了中山站至Dome A断面上近地层各种湍流参数(感热通量,潜热通量,湍流温度、湿度和速度尺度,地表粗糙度,大气稳定度及动量输送系数)的季节变化、日变...  相似文献   

13.
应用美国宇航局Goddard地球观测系统四维资料同化系统、计算了我国大陆地区和近海海域1998年各月月平均能量收支各项和10m气温、比湿及风矢量的地理分布特征. 模式计算结果表明,地表短波净辐射最强出现在夏季(7月)新疆和西藏中部地区,高值中心区可达275W/m2,在黄海东海海域春季(4月)最大,其值为250W/m2左右. 地表长波净辐射最强出现在夏季(7月)我国西北地区,中心区值为125W/m2,我国近海海域在冬季(1月)最强,其值为75-100W/m2. 我国近海海面,冬季(1月)潜热通量值高于一般月份,中心区值可达250W/m2,夏季我国大陆西南、华北和东北一带为潜热通量高值区,其值为125W/m2. 月平均能量收支计算结果显示,在黄海、东海海域冬季(1月)净通量为海洋向大气输送,夏季(7月)则反之,新疆和西藏高原中部夏季为净通量正值区. 综合温度、湿度和风矢量场分布发现,夏季从南海向华东地区,孟加拉湾向印度次大陆有明显的水汽平流输送,西藏西南部也有来自西南方向的水汽输送.  相似文献   

14.
—The atmospheric surface layer over land may behave differently in the tropics, particu larly during the monsoon. A preliminary attempt is made to observe the behavior of surface layer characteristics such as fluxes of momentum, sensible heat and latent heat, friction velocity, friction temperature, M-O length scale, Richardson number and Bowen’s ratio over Kharagpur (22°20′N, 87°18′E), a typical moist tropical station. The diurnal and day-to-day variations have been studied. It is observed that during the active phase of the monsoon the sensible heat flux and Bowen’s ratio are low. The diurnal variation is apparent for most parameters. Mostly near neutral conditions are observed.  相似文献   

15.
西藏高原斜压对流边界层风、温、湿廓线特征   总被引:18,自引:0,他引:18       下载免费PDF全文
利用1998年夏季第2次青藏高原大气科学试验当雄观测站的边界层观测资料以及拉萨、改则和武汉等地探空资料,分析讨论西藏高原斜压对流边界层风、温、湿廓线的特征. 研究结果表明,高原地区白天对流边界层发展可高达2200m,显著超过中纬度平原地区和海面上对流边界层高度. 高原对流边界层中温度廓线具有较好的混合特征,湿度廓线有时在某一高度上出现湿度极大值. 高原对流边界层内热量和水汽收支分析表明,水平平流作用对边界层结构具有重要作用. 在对流边界层中平均风速垂直分布存在风切变现象. 水平温度梯度形成较强的斜压性是形成边界层风切变的主要原因.  相似文献   

16.
The effects of small water bodies or lakes on the surface sensible and latent heat fluxes and the transport of heat and water vapour in the atmospheric boundary layer (ABL) over the Mackenzie River Basin (MRB) are studied from two cases, which occurred on 2 and 8 June 1999 during the warm season. The synoptic condition for the cases is representative of about 33% of the synoptic situation over the MRB. The two events are simulated using the Canadian mesoscale compressible community (MC2) model. A one‐way nesting grid approach is employed with the highest resolution of 100 m over a domain of 100 km2. Experiments were conducted with (LAKE) and without (NOLAKE) the presence of small water bodies, whose size distribution is obtained through an inversion algorithm using information of their linear dimension determined from aircraft measurement of surface temperature during MAGS (the Mackenzie GEWEX (Global Energy and Water Cycle Experiment) Study) in 1999. The water bodies are assumed to be distributed randomly in space with a fractional area coverage of 10% over the MRB. The results show that, in the presence of lakes, the domain‐averaged surface sensible heat flux on 2 June 1999 (8 June 1999) decreases by 9·3% (6·6%). The surface latent heat flux is enhanced by 18·2% (81·5%). Low‐level temperature advection and the lake surface temperature affect the air–land/lake temperature contrast, which in turn controls the sensible heat flux. In the absence of lakes the surface wind speed impacts the latent heat flux, but in the presence of lakes the moisture availability and the atmospheric surface layer stability control the latent heat flux. The enhancement is smaller on 2 June 1999 as a result of a stable surface layer caused by the presence of colder lake temperatures. The domain‐averaged apparent heat source and moisture sink due to turbulent transports were also computed. The results show that, when lakes are present, heating and drying occur in the lowest 100 m from the surface. Above 100 m and within the ABL, there was apparent cooling. However, the apparent moistening profiles reveal that lakes tend to moisten the ABL through transfer of moisture from the lowest 50–100 m layer. Copyright © 2004 John Wiley & Sons, Ltd.  相似文献   

17.
We present a unified model of the air–sea boundary layer, which takes account of the air–sea momentum exchange across the sea surface. The recognition of the importance of the velocity shears in the water (which comprise a frictional shear and the Stokes shear due to the wave motion) in determining the sea surface roughness is a distinctive feature of the analysis, which leads to a prediction of the Charnock constant (α) in terms of two independent parameters, namely the wave age and the ratio of the Stokes shear to the Eulerian shear in the water. This expression is used to interpret the large observational variability of the Charnock constant. The 10-m drag coefficient can also be expressed using similar reasoning, and the introduction of a relation in which the ratio of the frictional shear in the water to the frictional shear in the air decreases with the friction velocity yields predictive relations for the variation of the 10-m drag coefficient at very high wind speeds both in the open ocean and in wind–wave tanks. The physical interpretation of this relation is that the production of spray essentially returns momentum from the ocean to the atmosphere, and this process becomes progressively more important as the wind speed increases.  相似文献   

18.
An experimental investigation of the airflow structure in the near surface region over the wind-sheared air–water interface is reported. The two-dimensional velocity fields in a plane perpendicular to the water surface were measured using particle image velocimetry (PIV) technique over a wind speed range from 1.5 to 4.4 m s−1. The results show a reduction in the mean velocity magnitudes and the tangential stresses when gravity waves appear on the surface. An enhanced vorticity layer was observed immediately above the water surface that extended to a height of approximately 2 cm. The vorticity was enhanced by an order of magnitude, and the energy dissipation rate was enhanced by a factor of 7 in this layer at all wind speeds. The vertical profiles of Reynolds stress, energy production, and dissipation indicate the contribution of surface waves in the enhanced transfer of momentum and energy between the two fluids. The results in this study show that the flow dynamics in a layer immediately adjacent to the water surface whose thickness is of the order of the significant wave height is significantly different from that at greater heights. Thus, it is concluded that the quantitative investigation of the flow in the immediate vicinity of the interface is vital for an improved understanding of the heat, mass, and momentum exchange between air and water. The present study demonstrates that PIV is an effective technique to accurately measure the velocity fields in this region.  相似文献   

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