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1.
本文利用高分辨率WRF模式探讨了两组短波、长波辐射参数化方案(Dudhia+RRTM、RRTMG+RRTMG)对海南岛一次海风雷暴模拟的影响及其可能的物理机制.结果表明,辐射参数化能影响大气的加热程度和近地面能量,决定海陆温差和气压差,改变海南岛的海风特征,最终影响海风雷暴的发生发展.Dudhia+RRTM方案模拟的短波、长波综合加热率、感热通量以及潜热通量都大于RRTMG+RRTMG方案,造成了前者模拟的近地面能量偏高,大气层结也表现得更加不稳定,进而使得该方案下的海陆温差和气压差相对较大,Dudhia+RRTM方案模拟的海风明显强于RRTMG+RRTMG方案,能提供更好的水汽输送和抬升条件,有利于海风雷暴的发生发展,因此其模拟的雷暴活动范围和对流中心强度都要大于RRTMG+RRTMG方案. 相似文献
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热带气旋背景条件下的城市效应与广州夏季雷暴 总被引：1，自引：0，他引：1
利用广州地区中尺度自动气象站观测网资料、广州雷达回波资料以及卫星TBB资料等, 分析了2005年8月初受热带气旋外围气流影响条件下广州地区“城市热岛”(UHI)的演变特征, 并主要对期间8月4日夜间和7日午后发生在广州城区的两次雷暴过程及其与UHI等城市效应的关系进行了研究. 结果发现两次雷暴的形成均与UHI相关, UHI引起局地气流发生辐合并引发对流发展, 对流降水发生的时间和位置均与UHI的演变及其相应的辐合区有良好对应关系, 对流易于在UHI发展较强的时段和位置上发生. 而且受城市的影响, 两次雷暴在移动经过广州城区时均得到了进一步发展, 最强的对流回波出现在中心城区上空, 降水也集中落在中心城区. 所有这些特征表明两次雷暴的形成和发展均与城市的影响有关. 相似文献
3.
利用WRF模式探讨了两种近地层参数化方案(MM5方案和Eta方案)对2013年5月31日海南岛一次海风降水过程模拟的影响.结果表明,改变近地层方案可对当地的海风环流及相应的降水特征产生明显影响,两个试验最重要的差别主要体现在模拟的海风及降水的强度差异上,与MM5试验相比,Eta试验的低层海风及辐合程度更强,相应的降水也更强,表现为岛屿总格点降水量、大于10mm的降水区域、最大格点降水三个量化指标均比较大.通过分析两种方案在不同降水阶段的地表通量及近地层变量场,发现Eta试验模拟的降水前环境场更有利于对流的启动,随着午后热力湍流的不断增强,将MM5方案替换为Eta方案可使近地层感热通量、潜热通量分别增加约3.57%、5.65%,动量通量减小约10.79%,感热、潜热的增加使Eta试验中近地层大气的加热加湿作用更加明显,相应的低层大气不稳定度更高,再配合海风锋前较强的辐合上升运动,局地不稳定能量的释放变的更加容易,因此降水强度更大. 相似文献
4.
对耦合了Noah陆面模式和单层城市冠层模式的WRF(Weather Research and Forecasting)模式系统进行了改进和优化,通过对2010年8月6－7日北京地区晴天个例的模拟试验,检验了优化前后模式系统的模拟能力,分析研究了该个例中城市边界层的特征及日变化.另外,使用优化后的模拟系统通过两组敏感性试验研究了京津城市下垫面对海风的影响.结果表明,优化方案能够显著提高模式系统对该个例的模拟性能,模式系统基本能够模拟出北京夏季边界层的日变化特征,精确的地表使用类型分类等地理信息数据对提高模式预报的准确度有着至关重要的作用,京津城市对海风的发展和推进过程有明显影响,能够阻碍海风的推进、加强风场的水平辐合和垂直上升气流,北京城市下垫面还能在海风到达前增加其强度和推进速度,并在海风经过后延缓其消亡、增加其推进距离. 相似文献
5.
利用闪电放电辐射源三维时空分布测量,分析了山东低海拔地区一次多单体雷暴过程的电荷结构演变以及与回波强度的关系.结果表明对流云区电荷结构是典型的上正下负电偶极结构,且随着雷暴发展正负电荷层强度增大,高度抬升.负电荷区处在40 dBz以上的强回波区域中,正电荷层处在约40 dBz区域中.层状云区也有类似结构,只是强度弱,高度低.观测到的四层电荷结构是出现在对流区消散阶段,此时,由于云体不同部位的不同消散程度,电荷结构发生断裂,云体前部正负电荷区下沉,云体中部正负电荷区高度变化不大,但负电荷区域变薄,呈现出四层电荷结构.从本例结果说明,雷暴优势起电机制通常能形成电偶极或三极性结构,多极结构可能不是起电形成.本文还分析了一次负地闪传输过程,和宏观电荷结构很好吻合,说明利用三维定位系统观测,可以较好地描述雷暴宏观电荷结构. 相似文献
6.
针对长江中下游中尺度地形特点以及暴雨过程发生发展期间风垂直切变的主要观测特征,设计了一系列中尺度地形的三维理想数值试验,分析了干大气地形流和重力波特征,探讨了条件不稳定湿大气地形对流降水的模态分布,在此基础上研究了圆形、直线风垂直切变和切变厚度对中尺度地形对流降水强度和模态分布的影响.结果发现:在 Fr≈1的干大气条件下,气流遇到地形后分支、绕流和爬升现象同时存在,地形激发的重力波在水平和垂直方向上传播,其在迎风坡、背风坡、地形上游和下游的振幅不同,并组织出不同强度的垂直上升运动.在Fr > 1的条件不稳定湿大气下,地形对流降水主要存在三种模态,即迎风坡和背风坡准静止对流降水以及地形下游移动性对流降水,地形对流降水的形成与重力波在低层组织的上升运动密切相关.风垂直切变对地形对流降水的强度和模态分布有重要作用,其中圆形风垂直切变(风随高度旋转)不仅影响地形下游对流降水系统的移动方向,而且影响迎风坡和背风坡山脚处对流降水中心的分布和强度;直线风垂直切变(风随高度无旋转)主要影响地形对流降水的移动速度和强度.风随高度自下而上顺(逆)时针旋转,地形对流系统向下游传播时向右(左)偏移.风垂直切变主要通过影响地形重力波的结构和传播以及对流系统的形成、移动方向和速度,来影响地形对流降水的模态分布,其中对流层中低层的风垂直切变对地形对流降水强度和模态分布有重要影响. 相似文献
7.
《中国科学:地球科学》2016,(5)
为了进一步认识强雷暴中正地闪偏多的原因,本文利用三维雷暴云动力-电耦合数值模式,通过模拟一次强雷暴过程,讨论了正地闪频发需要的条件.结果表明,云闪的发生需要较强的上升气流,而正地闪的发生不仅需要更强的上升气流,还需要云低层存在强的下沉气流,即正地闪发生在强雷暴云成熟阶段后期,对应固态降水强度最大时段.此时,云内主上升气流区内的各电荷区被强上升气流抬升,短暂地呈现反三极性结构,非感应起电机制作用使大量的霰粒子带正电荷,形成了中部电荷密度较大、范围较深厚的正电荷区.而下沉气流区比上升气流区电荷结构更复杂,呈正、负交替的多层结构.由于雷暴云上部负电荷区中部分带负电荷的霰和雹粒子被下沉气流输送到低层,及低层区域感应起电机制的共同作用,使上升气流区外围的对流降水区中的霰和雹粒带上负电荷,在近地面形成一个较强的、范围较大的负电荷区.强雷暴云中下部存在的这个偶极性电荷结构为正地闪的发生提供了有利条件.正地闪发生阶段对应着上升气流、雹粒子体积和总闪的快速增强阶段.因此,强雷暴中正地闪的发生可作为雷暴强度及冰雹形成的一个指示因子. 相似文献
8.
地形起伏及浮力两者都可以驱动地下水流动,然而它们之间的相互作用仍然知之甚少.利用数值模拟方法,针对变密度流体及热传导问题,探讨了它们之间的相对重要性.二维有限元数值模拟结果表明地下水流的形态主要取决于单由地形驱动的流速和单由浮力驱动的流速的相对大小.当潜水面坡度较大而导致地形起伏产生的流速大于浮力产生的流速时,地形驱动的强迫对流会完全掩盖浮力驱动的自由对流.当潜水面坡度较小而导致地形产生的流速小于浮力产生的流速时,会出现混合自由及强迫对流现象,在这种情况下,虽然自由对流占主导地位,但不能忽略地形影响.这是因为地形驱动流体可以推动自由对流单元向坡下滚动,因而热液流体随时间呈周期性变化,不存在稳态解.近表存在的低透水性岩层可以抑制地形起伏对下伏自由对流的影响. 相似文献
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长江流域梅雨锋暴雨过程的中尺度结构个例分析 总被引：14，自引：0，他引：14
利用外场试验资料, 用双多普勒雷达技术和径向速度场分析方法, 研究了2002年7月22~23日发生在长江流域一次暴雨过程的中尺度结构动力特征和演变过程. 结果表明, 在西南-东北取向1000 km长的暴雨雨带中, 存在有许多尺度在20~50 km大小的β或γ中尺度强回波带或回波团, 在长江中游, 混合性强降水雨带在长200 km以上的低空切变线上形成; 在切变线南侧的低空西南急流和北侧的偏东气流共同作用下形成上升气流, 对流云得到发展, 切变线低空风场的扰动、中尺度切变和β中尺度辐合是造成对流发展的原因; 新回波常常在老回波右后侧生成, 并移向西南气流区, 从而得到充足的水汽, 这种回波发展旺盛, 持续时间长. β中尺度对流系统常常伴有尺度更小的中尺度涡旋和中尺度辐合等γ中尺度结构, 这些γ中尺度结构在强对流的发展过程中也起了很重要的作用. 相似文献
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《中国科学:地球科学》2020,(8)
利用高时空分辨率的相当黑体温度(TBB)数据,基于模式匹配的自动识别追踪方法将2000～2016年(2005除外)暖季(5～8月)长江中游二级地形附近(106°E～113°E, 28°N～35°N)中尺度对流系统(MCSs)进行识别、追踪和分类,并研究东移和准静止两类个例的时空分布特征、对流强度以及有利于MCSs东移的大尺度环流背景条件.结果表明,两类个例发生频次最高的月份为7月.东移个例主要集中生成在研究区域的东部地区,而准静止个例则主要生成在研究区域的西部.两类个例初生时刻的峰值均出现在午后,但准静止个例在凌晨出现次峰值.东移个例比准静止个例生命史更长,移动距离更远,成熟时刻云团面积更大,云团最低亮温更低(对流发展更为旺盛),对长江中下游地区的降水系统影响更大.青藏高原以东对流层中层浅槽和西太平洋副热带高压的配合为二级地形东部对流的生成和东移提供了有利的环境条件,低层正相对涡度和较强的垂直风切变为对流的组织和发展提供了动力条件;强盛的低空急流不断向二级地形东部和以东地区输送暖湿气流,大量水汽的辐合有利于对流的发展和长时间维持. 相似文献
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为了建立沿海风功率预报系统,本文探讨了中国沿海风电场风速预报问题,并利用数值模式RAMS对海陆风进行了模拟研究.发现海陆风发生时,海风和陆风阶段风速廓线存在较大差异,海风阶段风速的垂直切变明显小于陆风阶段.海陆风发生时,风速会呈现有规律的变化,即海风和陆风分别有两个时段：风速增加时段和风速减少时段.在为沿海风电场提供风速预报时,当模式预报到海陆风发生时,可以利用海陆风的这种特点,使用统计方法对预报出的风速进行有效的订正.并发现即使没有海陆风发生,当风向为海洋吹向陆地时,风速随高度的垂直切变同样小于陆地吹向海洋的时段.利用统计方法根据不同风向时风速廓线的特性,把数值模式计算高度上的预报结果,精确地插值到风机涡轮高度,会很大程度上减少风速预报的误差及风功率预报环节的误差. 相似文献
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Observation of Sea Breeze Front and its Induced Convection over Chennai in Southern Peninsular India Using Doppler Weather Radar 总被引：1，自引：0，他引：1
R. Suresh 《Pure and Applied Geophysics》2007,164(8-9):1511-1525
Sea breeze, the onshore wind over a coastal belt during daytime, is a welcoming weather phenomenon as it modulates the weather
condition by moderating the scorching temperature and acts as a favourable mechanism to trigger convection and induce precipitation
over coastal and interior locations. Sea breeze aids dispersal of pollutants as well. Observational studies about its onset,
depth of circulation and induced precipitation have been carried out in this paper for the period April to September, 2004–2005
using a S-band Doppler Weather Radar functioning at Cyclone Detection Radar Station, India Meteorological Department, Chennai,
India. The onset of sea breeze has been observed to be between 0900 and 1000 UTC with the earliest onset at 0508 UTC and late
onset at 1138 UTC. The frequency is greater during the southwest monsoon season, viz., June – September and the frequency
of initial onset is greater in north Chennai. The modal length of sea breeze is between 20 and 50 km with extreme length as
high as 100 km also having been observed. Though the inland penetration is on average 10 to 20 km, penetration reaching 100
km was also observed on a number of cases. The induced convection could be seen in the range 50–100 km in more than 53% of
the cases. The mean depth of sea breeze circulation is 300–600 m but may go well beyond 1000 m on conducive atmospheric conditions. 相似文献
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采用WRFV2.2中尺度数值模式对鄱阳湖地区200 km×200 km范围内,2009年11月5日00∶00至2009年11月6日12∶00不同高度的气象要素进行了数值模拟,得到了水平分辨率为1 km的鄱阳湖地区大气边界层风、温、湿度场和廓线分布的大气边界层物理特征.模拟结果发现:白天鄱阳湖面上空存在着冷岛效应并伴随湖风,而夜间湖面上空存在着热岛效应并伴随陆风,湖面与陆地之间最大温差可达6 ℃;同时地形以及下垫面类型对鄱阳湖区风场的分布具有很大影响,夜间存在一条东北西南走向的低空辐合带,白天逐渐消失;此外受风场和地形作用湖面上空的湿度分布也不均匀,白天湿度层厚度低而夜晚湿度层厚度高,湖中心右侧湿度值大于左侧湿度值.模拟结果能较好地反映鄱阳湖的大气边界层物理特征,有助于了解鄱阳湖地区区域气候的特点,以及由于地形、地理环境、地表特征所形成的不同高度上的风、温、湿的分布规律和大气边界层物理特征,为鄱阳湖地区局地天气预报、风能资源开发、环境保护等提供了科学依据. 相似文献
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Diurnal sea breeze effects on inner-shelf cross-shore exchange 总被引：1，自引：0，他引：1
Cross-shore exchange by strong (cross-shore wind stress, τsx>0.05 Pa) diurnal (7–25 h) sea breeze events are investigated using two years of continuous wind, wave, and ocean velocity profiles in 13 m water depth on the inner-shelf in Marina, Monterey bay, California. The diurnal surface wind stress, waves, and currents have spectral peaks at 1, 2, and 3 cpd and the diurnal variability represents about 50% of the total variability. During sea breeze relaxation (−0.05<τsx<0.05 Pa), a background wave-driven inner-shelf Eulerian undertow profile exists, which is equal and opposite to the Lagrangian Stokes drift profile, resulting in a net zero Lagrangian transport at depth. In the presence of a sea breeze (τsx>0.05 Pa), a uniform offshore profile develops that is different from the background undertow profile allowing cross-shore Lagrangian transport to develop, while including Lagrangian Stokes drift. The diurnal cross-shore current response is similar to subtidal (>25 h) cross-shore current response, as found by Fewings et al. (2008). The seasonality of waves and winds modify the diurnal sea breeze impact. It is suggested that material is not transported cross-shore except during sea breeze events owing to near zero transport during relaxation periods. During sea breeze events, cross-shore exchange of material appears to occur onshore near the surface and offshore near the sea bed. Since sea breeze events last for a few hours, the long-term cross-shore transport is incremental each day. 相似文献
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M. Varvayanni C. G. Helmis G. T. Amanatidis D. N. Asimakopoulos J. G. Bartzis A. Soilemes K. H. Papadopoulos H. D. Kambezidis 《Pure and Applied Geophysics》1993,140(4):681-720
Field measurements of wind, air temperature and humidity were taken at the eastern part of the Attika district in June 1991, to examine the topographic influences exerted on the local sea breezes. These influences are due either to the elongated Evia island, faced by the northern half of Attica coastline some tens of kilometers offshore, or to the coast-parallel range of Hymettos mountain, rising steeply 12 km onshore. The instrumentation consisted mainly of three tethered meteorological balloons released at characteristic sires (i.e., the coast, a location between shoreline and mountain foot and the mountain top) and three autographic ground-based anemometers operating at selected locations. Data from the ground-based and upper air stations of the Hellenic National Meteorological Service, as well as the diurnal weather maps were also obtained and analyzed. Observations were made under different synoptic wind and the latter was found to determine remarkably the significance of the topographic effects. A preliminary two-dimensional numerical approach was also made concerning the sea breeze capability to reach the Hymettos mountain top in the case of a weak opposing geostrophic flow. 相似文献
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Bhishma Tyagi A. N. V. Satyanarayana Naresh Krishna Vissa 《Pure and Applied Geophysics》2013,170(4):675-687
Variation of atmospheric thermodynamical structure parameters between days of thunderstorm occurrence and non-occurrence is presented based on data sets obtained during Severe Thunderstorm-Observations and Regional Modeling (STORM) experiments conducted over Kharagpur (22.3°N, 87.2°E) in pre-monsoon season of 2009 and 2010. Potential instability (stable to neutral) is noticed in the lower layers and enhanced (suppressed) convection in the middle troposphere during thunderstorm (non-thunderstorm) days. Low-level jets are observed during all days of the experimental period but with higher intensity on thunderstorm days. Convective available potential energy (CAPE) builds up until thunderstorm occurrence and becomes dissipated soon after, whereas convective inhibition (CIN) is greatly decreased prior to the event on thunderstorm days. In contrast, higher CAPE and CIN are noticed on non-thunderstorm days. Analysis of thermodynamic indices showed that indices including moisture [humidity index (HI) and dew point temperature at 850 hPa (DPT850)] are useful in differentiating thunderstorm from non-thunderstorm days. The present study reveals that significant moisture availability in the lower troposphere in the presence of convective instability conditions results in thunderstorm occurrence at Kharagpur. 相似文献
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We characterize the response of diurnal-period ocean current variability to the sea breeze using measurements of current velocity taken off the mouth of the Itata River and wind stress collected at Hualpen Point (central Chile) in spring of 2007 and summer of 2006 and 2008. During these three periods, the winds are predominately towards the northeast, following the coastal topography, with the highest variability found in the near-diurnal and synoptic frequency bands. The sea breeze amplitude is intermittent in time and is associated with synoptic-scale variability on the order of three to 15 days, so that the diurnal-period winds (and currents) are enhanced when the alongshore wind (i.e. upwelling-favorable) is strong. The water current variability in the near-diurnal band is significant, explaining up to 40% (spring 2007) of the total current variance in the first 15 m depth. 相似文献