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相似文献
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1.
魏浩  胡明宝  艾未华 《气象科学》2016,36(5):667-673
大气折射率结构常数描述了大气湍流起伏的强弱,它表征了大气折射率随机不均匀性的剧烈程度。光波和无线电波在大气中传播时会受到大气湍流的影响而产生各种不良效应,如:光斑漂移、闪烁、相位起伏等。因此,对大气折射率结构常数的研究具有重要的意义。本文利用常规探空资料对微波波段大气折射率结构常数进行了仿真研究,结果表明:在低空,特别是大气边界层之内,大气折射率结构常数主要为湿度所贡献;在高空,大气折射率结构常数主要为温度所贡献。在微波波段,影响大气折射率结构常数最大的气象因子并不是温湿压的大小,而是它们梯度的大小,其中湿度梯度的大小对其影响最大,在实际的低空测量大气折射率结构常数时,主要考虑湿度梯度与温度梯度的影响。  相似文献   

2.
黄润恒 《大气科学》1977,1(1):44-49
根据最优化规划理论,提出利用激光在湍流大气中的闪烁效应遥感大气折射率结构常数及风速分布的一种设想。进行了平面波传播反演大气参数的数值试验;讨论了利用球面波传播遥感大气参数分布的可能性。  相似文献   

3.
风廓线雷达对大气折射率结构常数的探测研究   总被引:7,自引:1,他引:6  
阮征  何平  葛润生 《大气科学》2008,32(1):133-140
基于湍流散射理论,构建了风廓线雷达(WPR)强度信息对大气折射率结构常数的估算方法。经过对WPR多种探测模式探测数据的估算分析,发现雷达参数的确切选用、信噪比(SNR)测量方法的合理性以及信号累积得益的认定对大气折射率结构常数的准确估算有较大的影响,为此提出适合WPR多种探测模式对该估算值规范化处理方法。利用北京两部对流层风廓线雷达五种探测模式于2005年获取的部分观测数据,进行了规范化计算及对比分析。结果表明,邻近时刻的不同风廓线雷达探测估算结果有较好的一致性,其垂直分布结构合理,呈指数形式, 统计结果与国内外的分析研究结果较为吻合。  相似文献   

4.
利用2010年11—12月亚运会期间设在广州五山站的车载式边界层风廓线雷达资料,对广州地区晴天条件下的边界层日变化特征进行分析。结论表明:(1) 折射率结构常数具有明显的日变化特征。夜间,受大气层结的抑制作用,湍流强度较弱,折射率结构常数的观测值约为10-17~10-18 m-2/3;白天,湍流在热力作用和动力作用的共同影响下,从底层大气向自由大气发展,观测值比夜间可增大两个量级,且在边界层顶部有较大阶跃。(2) 利用风廓线雷达谱宽资料可算出湍流耗散率,作为一种新的风廓线雷达二次产品,该参数对湍流的描述更为准确和细致。在晴天条件下,广州地区边界层顶从08时开始迅速上升,11时前后达到1 300 m左右,在日落前基本维持这个高度不变。   相似文献   

5.
大气温度微结构观测   总被引:1,自引:0,他引:1  
曾宗泳  马成胜 《大气科学》1983,7(3):277-285
1980年5月和9月在天津地区用铂丝电阻温度计测量了3000米高度以下大气的温度起伏。白天的测量结果说明了温度结构常数和谱的一些特征。 证实了结构常数廓线在对流边界层顶的介面层有一个可能由夹卷作用产生的极大值。文章还讨论了界面层C_T~2的平均值及其Wanaaard的计算方法,给出了界面层的厚度。 谱分析表明,对流边界层、自由大气中的强湍流带有较宽的惯性区。在自由大气中谱分析将受湍流间歇性的影响。在塘沽附近海面上边界层的上半部曾得到幂率为—2.5的谱。  相似文献   

6.
温度微结构的高空气球观测   总被引:2,自引:0,他引:2       下载免费PDF全文
本文给出了在河北省香河县的一次高空气球垂直探测大气温度起伏的主要结果。由气球吊篮上端同一水平线上三个钨丝温度计测量的温度起伏计算出不同水平和垂直距离的湍流结构常数。结果表明:大气在大于0.33~1.07 m的范围满足Kolmogorov的2/3定律,垂直方向温度谱分析表明-5/3幂率区可达20 m以上。文章还讨论了小尺度湍流的各向同性问题。  相似文献   

7.
花丛  刘超  张恒德 《气象科技》2017,45(5):870-875
利用L波段风廓线雷达资料,对北京2014年10月7-10日持续性雾霾天气过程的机理进行了研究,结果表明:低空偏南气流对雾霾的维持和发展有明显影响,当偏南风速大于8m/s时对大气扩散能力有一定改善作用,会抑制PM2.5浓度的持续增加;中低空弱冷空气扰动的下传高度决定了对污染物浓度的影响,当扰动不能到达近地层时,对污染物浓度影响较为微弱;雾霾维持阶段,近地层信噪比强度一般为10~35dB,可反映雾霾层的厚度;折射率结构常数可用于判断大气边界层高度变化情况,在热力湍流和污染物粒子散射作用下,白天边界层折射率结构常数可比夜间增大约3个量级。  相似文献   

8.
乔崛  彭新东 《气象》2024,50(4):449-460
为提高大气数值模式的模拟能力,改进大气边界层水汽、热量湍流输送计算和大雾天气的模拟效果,选用WRF三维非静力模式,采用具有局地和非局地垂直湍流尺度自适应计算能力的MYNN_SA参数化方案,对2017年12月28—29日我国华北—江淮地区的大范围浓雾过程进行了数值模拟研究,探讨从中尺度到灰区尺度分辨率范围,模式的尺度自适应大气边界层湍流参数化方案对稳定大气边界层发展、湍流输送和大雾天气模拟的影响。利用中国地面气象站观测资料和ERA5再分析数据,在接近灰区尺度的网格分辨率上,利用尺度自适应大气边界层湍流MYNN_SA参数化方案较之中尺度参数化MYNN方案,可明显改善次网格湍流输送计算,以及陆地浓雾的强度、空间分布和时间演变特征,可更精确地模拟云水混合比、逆温层和雾区的垂直结构。  相似文献   

9.
城市边界层湍流和下垫面空气动力学参数观测研究   总被引:3,自引:1,他引:3  
王金星  卞林根等 《气象科技》2002,30(2):65-72,79
城市大气边界层中的湍流交换和下垫面空气动力学参数的观测研究是城市环境气象研究的重要内容。文章概述了城市大气边界层中湍流的观测方法和计算城市下垫面空气动力学参数的可行性方案。对城市湍流的基本特性和城市边界层的垂直结构、城市边界层观测的历史、城市下垫面空气动力学参数的估算以及存在的问题进行了讨论。  相似文献   

10.
风廓线雷达对塔克拉玛干沙漠晴天边界层的探测分析   总被引:2,自引:0,他引:2  
王敏仲  魏文寿  何清  郑伟  胡文峰 《气象》2012,38(5):577-584
利用塔克拉玛干沙漠大气环境观测试验站2010年8和10月边界层风廓线雷达资料,分析了沙漠晴天边界层湍流、大气温度、水平风速风向以及垂直速度的发展演变特征和日变化规律。研究表明:(1)大气折射率结构常数(C_n~2)能较好地反映晴空湍流对电磁波的后向散射能力,可以详细刻画湍流发展旺盛区域的高度、强度及其演变特征;沙漠夏季白天湍流发展剧烈,旺盛区域顶部可达4000 m高度左右。(2)RASS系统对沙漠边界层大气温度的探测具有较好的可信度,其近地边界层温度符合一般的日变化规律,昼夜温差显著,白天高温维持时间长,升温过程相对滞后于近地表气温。(3)风廓线雷达对大气风场的探测结果与地面风速风向一致,沙漠晴天主要受东风和东北风控制,风速较小,平均在2.0~6.0 m·s~(-1)范围变化。(4)沙漠腹地大气垂直速度变化符合静力平衡理论,铅直方向运动很弱,一般在-1.0~1.0 m·s~(-1)范围波动。  相似文献   

11.
利用集合变分法研究了大气边界层EK模式(考虑了水平气压梯度力、科氏力和湍流粘性力3力平衡的大气边界层模式)中湍流粘性系数的反演问题.首先利用集合变分法推导了目标函数关于反演参数的梯度表达式,然后给出了反演计算方案,最后再就反演湍流粘性系数k进行了一系列理想数值试验.数值试验结果表明:利用集合变分法对EK模式中的湍流粘性系数的反演比较成功.通过适当调整集合数,初始扰动均方差及初始值的大小,可以进一步提高集合变分法对湍流粘性系数k的反演精度.将集合变分法应用于大气边界层参数的反演是一种值得研究的计算方案.  相似文献   

12.
张旭  罗泳平 《四川气象》1999,9(3):46-48
将射频波段大气湍流模型的精细结构模式转换到激光波段,计算结果表明:湍流常数的量级和高度变化趋势与我们对已有的了解是一致的,但是它随气象条件的变化很大,其起伏可以达到数个量级。  相似文献   

13.
一个确定大气近地层湍流输送的计算方案   总被引:1,自引:0,他引:1  
在相似理论的基础上,提出了一个确定大气近地层湍流输送特征(包括气象要素风、温度的垂直分布廓线,以及大气和下垫面之间的动量和热量通量交换)的计算方案.并与Businger(1971)的迭代计算方案进行了比较.该方案计算结果较好,应用方便.  相似文献   

14.
将射频波段大气湍流模型的精细结构模式转换到激光波段,计算结果表明:湍流常数的量级和高度变化趋势与我们对已有的了解是一致的,但是它随气象条件的变化很大 ,其起伏可以达到数个量级.  相似文献   

15.
卢绪兰  彭新东 《气象学报》2021,79(1):119-131
大气边界层湍流运动是地球大气运动最重要的能量输送过程之一。当数值模式分辨率接近活跃含能湍涡长度尺度时,湍流运动被部分解析,被称为“灰色区域”,传统的边界层方案不适合此时模式湍流问题的描述。为了提高模式边界层方案在包括“灰色区域”的不同网格尺度上的描述能力,适应不同分辨率模式的需要,在雷诺平均湍流理论基础上,修正Mellor-Yamada-Nakanishi-Niino (MYNN)方案湍流长度尺度参数和非局地湍流的参数表达,改进湿度和温度在“灰色区域”的湍流输送参数化及对网格尺度的自适应能力。利用改进的MYNN尺度自适应方案,分别采用3 km和1 km、1.5 km和0.5 km分辨率单向嵌套网格WRF中尺度模式,对2014年2月26日的一次黄海海雾过程进行模拟试验,检验不同分辨率下改进后的MYNN大气边界层参数化方案的合理性和对海雾的模拟效果。尺度自适应MYNN大气边界层参数化方案在千米级网格尺度上获得稳定、合理的湍流垂直输送计算结果。参照雾区卫星云图,不同分辨率模式低层云水混合比模拟结果具有稳定表现,模拟的雾区分布和温度、湿度等物理量结构都较好地再现了再分析“观测事实”,初步表明该参数化方案有较高的网格尺度自适应能力。   相似文献   

16.
上海湍流强度分布的一个模型   总被引:5,自引:0,他引:5       下载免费PDF全文
湍流强度分布是个有意义的问题,尤其在一些工程应用上,它是一个急需知道的参数。本文用平均场推算方法,结合星光抖动观测资料估算方法,初步提出一个上海大气折射率湍流强度分布的模型。  相似文献   

17.
该文在大气边界层多尺度湍流理论和湍流穿越理论的基础上,建立了大气边界层感热通量的非局地多尺度湍流计算方法,并选用1998年5~8月份第二次青藏高原大气科学试验(TIPEX)的大气边界层综合观测基地昌都站观测资料,分别用感热通量的非局地多尺度湍流计算方法和经典相似理论计算感热通量。对计算结果的对比分析表明,用感热通量的非局地多尺度湍流计算方法能计算出感热通量的逆梯度输送,也能计算出青藏高原近中性层结条件下明显的感热通量。此外,多尺度湍流理论还有待进一步发展完善,提高感热通量的计算精度。  相似文献   

18.
研究了数值天气预报模式中次阿格湍流垂直扩散过程的参数化问题。以Bougeault和Lacarrere(1989)的参数化方案为基础,改进了处理湍流混合长的方法,使湍流混合长和热力混合长分别依赖于基本气流的静力稳定度和风场切变。新方案的基本思路是把VonKarman(1930)提出的动力(风场切变)湍流扰动假设与BL-89方案提出的热力(静力稳定度)湍流扰动假设结合在一起,强调了大气的热力结构、动力结构和湍流动能对湍流混合过程的共同影响。新方案和BL-89方案的二维对比数值试验结果表明,在大气处于静力较稳定而风场切变明显条件下的湍流扰动表现能力方面,新方案比原方案有明显的改进。  相似文献   

19.
以美国NOAA波传播实验室估算大气折射率湍流结构系数的模式为基础,经过数值试验和观测对比调试,给出了一个得到我国雷达测值验证的实用的估算模式.  相似文献   

20.
大气边界层湍流相干结构的识别   总被引:5,自引:0,他引:5  
首先利用数字滤波方法对淮河流域试验的大气边界层湍流观测资料进行三项分解,将大气边界层湍流的风速信号分解为近似各项同性的小尺度涡和各向异性的大尺度涡。然后再将大尺度涡信号进行离散正交小波分解,寻求相干结构的主要特征尺度。对于大气边界层湍流垂直脉动风速来说,其相干结构的主要特征尺度为16s;对径向与纬向脉动来说,其相干结构的主要特征尺度为32-64s。在此基础上,利用小波的反变换提取出相干结构的信号与非相干结构的信号,并计算两间的相关系数,最大仅有0.02。此外,对原始大气湍流观测信号不进行数字滤波,直接利用本中子波分析法提取湍流相干结构所得结果作比较研究;并探讨了采用对称或似对称离散正交小波对此研究的影响。  相似文献   

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