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1.
J. R. Philip 《Boundary-Layer Meteorology》1996,80(1-2):1-18
We analyze the two-dimensional checkerboard problem of many alternating surfaces with different properties on scales (both downwind and transverse) of up to (say) 3000 m. Power-law representations of the vertical profiles of mean windspeed and (downwind and transverse) eddy diffusivity lead to solutions in terms of Bessel functions of complex argument. As in previous work on one-dimensional checkerboards, the solutions yield blending heights for both concentration and flux. These are important for regional and larger-scale models, serving also as top levels of smaller-scale surface models.This study treats the case with wind direction normal and parallel to the check boundaries. For this orientation it is only when the transverse wavelength is small that results differ much from those for one-dimensional checkerboards. For square checks the difference is significant only for pattern wavelengths typically less than 100 m.An important special result is that, for one-dimensional checkerboards, blending heights for winds parallel to check boundaries greatly exceed those for winds normal to them. For this singular wind direction damping of surface fluctuations is due only to transverse and vertical diffusion, with no effect of convection and wind shear. This result suggests that, for strongly directional surface patterns, blending heights should be sensitive to wind direction. This matter is being pursued through extensions of the present analysis. 相似文献
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2019年3月21日21:13广西桂林市临桂区国家气象观测站测得60.3 m·s-1的瞬时极大风速,2019年4月13日14:11广东湛江市徐闻县下属和安镇镇政府自动气象站测得50.7 m·s-1的瞬时极大风速,两地均出现比较明显的风灾。通过分析监控视频、无人机航拍资料、现场勘察和走访目击者,获得如下结论:21:09—21:14临桂国家气象观测站及周边区域的风灾过程是一次EF2级微下击暴流,时间尺度大于6 min,空间尺度约为1.6 km×2.0 km,属于α小尺度(400~4000 m)微下击暴流,其中包含7个β小尺度(40~400 m)微下击暴流;灾害现场呈现出受灾区域的纵横比小、灾情不连续和树木倒向有明显辐散的特征。14:09—14:15广东湛江徐闻的风灾过程是一次EF3级的强龙卷,持续时间约为7 min,龙卷路径长约为3.2km,宽约为30~280 m,监控视频显示在龙卷发生地附近出现了持续时间极短的旋转性大风。相对于临桂微下击暴流,龙卷灾害现场具有风灾破坏带纵横比大、灾情连续和多处树木倒向呈现辐合的特征。 相似文献
3.
流经传感器的风速是决定百叶箱气温测量精度的主要因素之一。基于计算流体动力学CFD仿真,对我国地面气象观测中广泛应用的玻璃钢百叶箱内部风场特征进行了研究。结果表明,受长方体结构特征以及侧面叶片导流的影响,百叶箱内部风场具有明显的非均一性特征,在水平剖面和垂直剖面上分别出现明显的梭形流场和环形流场;百叶箱对环境空气的流动具有明显的阻挡作用,平均相对风速减小率在箱体中轴线上存在明显的垂直差异,最小值53%出现在0.08 m附近,同时在0.25 m和0.55 m高度附近分别存在值为85%和88%的局部最大值。平均相对风速减小率随环境风向的改变而呈周期性变化,当环境风向与箱体侧面成45°、135°、225°和315°时,出现极小值73%,当环境风向与箱体侧面成0°、90°、180°和270°时,出现极大值93%。 相似文献
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Ali Chahine Sylvain Dupont Carole Sinfort Yves Brunet 《Boundary-Layer Meteorology》2014,151(3):557-577
Wind-flow dynamics has been extensively studied over horizontally uniform canopies, but agricultural plantations structured in rows such as vineyards have received less attention. Here, the wind flow over a vineyard is studied in neutral stratification from both large-eddy simulation (LES) and in situ measurements. The impact of row structure on the wind dynamics is investigated over a range of wind directions from cross-row to down-row, and a typical range of row aspect ratio (row separation/height ratio). It is shown that the mean flow over a vineyard is similar to that observed in uniform canopies, especially for wind directions from cross-row to diagonal. For down-row winds, the mean flow exhibits noticeable spatial variability across each elementary row-gap pattern, as the wind is channeled in the inter-row. This spatial variability increases with the aspect ratio. With down-row winds the turbulent structures are also more intermittent and generate larger turbulent kinetic energy and momentum flux. The displacement height and roughness length of the vineyard vary with the aspect ratio in a way similar to their variation with canopy density in uniform canopies. Both parameters take smaller values in down-row wind flow, for which the canopy appears more open. The analysis of velocity spectra and autocorrelation functions shows that vineyard canopies share similar features to uniform canopies in terms of turbulent coherent structures, with only minor changes with wind direction. 相似文献
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利用2008-2014年CFL20G风廓线雷达数据对科尔沁草原高空风场垂直特征及变化进行研究。主要对高空三维风场季节变化的统计学特征、典型高度层上的变化规律及垂直高度上的日变化规律进行分析。分析发现：四季中高空20-40m/s风速出现的频率最大,3000米至18000米科尔沁草原高空以偏西风为主。垂直高度上水平风速呈一波一谷型变化,随着高度的增加,高层水平风速开始增大的时间有所推后。12600米及以下各层平均风速最小的季节为夏季,最大的季节为冬春两季；19000米平均风速最小的月份为12月份,风速最大月份为8月份。垂直速度在5500米以下有明显日变化,1500米和3000米有较为明显的年变化,最大值出现在春夏交接的4-6月份,最小值出现在12月份,5000米以上垂直速度没有明显的年变化。 相似文献
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近地层日最高最低气温变化特征 总被引：4，自引：2，他引：4
最高、最低气温是反映气候冷暖变化程度的重要标志,是判断极端气候事件强度的重要指标。利用中国气象局兰州干旱气象研究所定西干旱气象与生态环境试验基地2003年10月17日至2004年4月6日1、2、4、10、16m温度梯度观测试验资料,分析研究了不同高度最高、最低气温的变化特点和出现时间的规律。结果表明:日最高气温从低层到高层是降低的,最低气温是升高的,并且随高度的变化符合指数或对数规律。最高气温出现时间一般在正午2.5 h后,有天气变化时在20:00后出现的情况较多;最低气温在2 m高度上最早出现,4 m以下在日出前出现的较多,4 m以上在日出后出现的较多。 相似文献
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Under neutral conditions and with low winds, profiles of mean and turbulent wind components have been measured at various points across an embankment with aspect ratio 0.3. These measurements have been compared with and related to those of undisturbed flow in a horizontal homogeneous area on the windward side. The speed-up ratio, the turbulent and mean kinetic energy and the turbulent shear stress are examined. It is found that the flow stagnates on the windward side, accelerates above the crest, and separates behind the crest. The results show a remarkable dependence on the angle of attack. With an angle smaller than 90 °, the influence of the embankment on the mean wind field is reduced but is increased on the turbulent part, as lateral gustiness components are amplified. With the incoming flow normal to the embankment, maximum turbulence is found on the top of the ridge near the surface but at greater heights farther downwind. The same is true for the shear stress, but only for oblique flow, whereas for normal flow a minimum is found above the crest and a maximum on the windward side. Therefore, with varying angle of attack the embankment acts in different ways on mean wind, turbulent kinetic energy, and turbulent stress. Although the winds were low, all effects are clearly evident in the data. 相似文献
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《环境影响评价技术导则大气环境》（HJ2.2-2018）推荐的估算模式AERSCREEN在气象和地形资料的处理以及建筑物下洗等多个方面做了改进。利用估算模式AERSCREEN,针对30 m左右高度的点源,进行了不同排放参数、不同气象条件下最大落地浓度的敏感性试验。结果表明：随着烟气出口流速的增大,地面浓度最大值逐渐减小;随着波文比的变化,地面浓度最大值没有明显的变化;随着地面粗糙度的增大,地面浓度最大值逐渐减小;随着烟气出口温度的增高,地面浓度最大值逐渐减小;当烟气温度为75℃,粗糙度达到1.3 m时,地面浓度达到最小;随着反照率的增大,地面浓度最大值逐渐减小;随着烟囱高度的增大,地面浓度最大值逐渐减小;在各种烟囱高度条件下,随着最高环境温度的增高,地面浓度最大值逐渐增大;而在各种环境温度条件下,随着烟囱高度的增高,地面浓度最大值在逐渐减小;模式中,随着最低环境温度的增高,地面浓度最大值没有变化;但随着最小风速的增大,模拟得到的地面浓度最大值会逐渐减小。 相似文献
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M. A. Lokoshchenko 《Russian Meteorology and Hydrology》2014,39(4):218-227
Presented are the results of the sounding of the lower atmospheric 500-meter layer for the period of 2004–2012 carried out at the Meteorological Observatory of the Moscow State University (MSU) with the MODOS Doppler acoustic radar (sodar) produced by METEK (Germany). Discussed is the methodological basis of the sodar wind data analysis. It is demonstrated that in the air layer up to 200 m the maximum values in the annual course of the wind speed are observed more often in autumn and winter, and the minimum values, in summer; this is associated with the fact that during the cold period of the year Moscow is often located in the zones of intense gradient currents. The diurnal course of the wind speed is characterized by the daytime maximum and night-time minimum in the layer up to 40–60 m from the surface; it is poorly pronounced and characterized by the minimum in the morning in the layer of 80–120 m; and the daytime minimum and night-time maximum are observed above 140–160 m. The layer from 80 to 120 m approximately corresponds to the height of the wind rotation. The amplitude of diurnal variations of the wind speed increases from 0.3 m/s at the height of 7 m and 0.6 m/s at the height of 15 m, to 4.5 m/s at the height of 400 m; however, its secondary minimum (0.5 m/s) associated with the rotation height is registered at the altitude of 80 m. The statistical relationship between the wind speed and surface air temperature is direct during the cold season, inverse during the warm season, and is absent in April and October. The average maximum wind speed over Moscow for ten minutes in the layer up to 500 m from the surface reaches 30–35 m/s in some cases if two conditions concur: the capital is located on the periphery of vast pressure formations (usually of deep cyclones) and the local low-level jet stream is present in the wind profile. 相似文献
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利用2019年6月至12月威宁县边界层风廓线雷达数据和威宁探空数据,预设二者风速偏差<=3m/s、风向偏差<=20°为有效数据样本,研究两者在不同风速、风向范围和不同高度、时次、降水条件下风向、风速数据对比及相关性分析。结果表明：（1）风廓线雷达和探空的风速、风向均具有较好的正向相关性;（2）在不同高度下,且无论有无降水或任意时次,风速有效样本比率大体上高于风向有效样本比率,500米左右高度以下有效样本比率总是最小（不足50%）,而中高层较大;（3）不同时次对风速、风向数据有效性影响不大;（4）有降水时风速、风向有效样本比率比无降水时偏小且变化剧烈;（5）除东北（20°-40°）和西南（200°-260°）风向外,其他方位风向数据一致性较差;（6）除大于24m/s的风速外其他大小风速均具有较好的一致性。 相似文献
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南疆沙漠腹地大气边界层气象要素廓线分析 总被引：1，自引：0，他引：1
利用塔中80m观测塔梯度系统采集的2006年8月、10月和2007年1月、4月的风、温度、湿度资料,结合气象站的同步气象资料,对南疆沙漠腹地近地层四季的晴天平均风速、温度、湿度廓线分布特征进行分析。结果表明,晴天平均风速白天随高度升高增加缓慢,夜间较快,低层风速白天比夜间大,高层则白天比夜间小,春夏季风速较大;四季平均温度廓线表现为夜间辐射型、早上过渡型、白天日射型和傍晚过渡型等四种类型,早、晚过渡时间四季各有不同,日最低、最高温度出现时间四季则相差不大;冬季夜间比湿随高度升高而增大,整个80m近地层表现为逆湿状态,其他季节逆湿一般出现在0．5—1m、1～2m、32—47m、63—80m等4个层次上,各逆湿层出现的时间各季节有所差异。 相似文献
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基于风廓线雷达的广东登陆台风边界层高度特征研究 总被引：3，自引：1，他引：2
针对8个登陆广东省的热带气旋,利用经过数据质量控制的风廓线雷达连续、高时空分辨率的风场观测数据,对热带气旋边界层特征进行了分析。研究结果表明:热带气旋边界层中切向风速大值区垂直范围越大、风速越强、持续时间越久,则热带气旋强度越大、登陆后强度维持时间越久。眼区外入流层厚度越大,入流层气流越强,热带气旋登陆后强度维持时间则越久。风廓线雷达信噪比垂直梯度对大气湍流信息有一定的指示作用,对于入流层高度在2000 m以下的热带气旋,其入流层顶所在高度与信噪比梯度最大值所在高度相近,对于入流层较为深厚的热带气旋,用信噪比垂直梯度确定的边界层高度虽接近入流层顶高,但仍有一定差距。不同特点的热带气旋其边界层高度并不相同,对于登陆后强度迅速减弱的热带气旋边界层高度在500~1000 m;登陆后强度持续时间短的热带气旋,其边界层高度约1000~2000 m;登陆后强度持续时间长的热带气旋,其边界层高度在2000 m之上,最高可达5000~7000 m。这些结果加深了对登陆台风边界层高度演变特征的认识。 相似文献
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介绍了广州增城丘陵灌木林通量站的地理环境、仪器布设,并利用该站2014年12月—2015年2月的观测资料,分析冬季华南丘陵灌木林下垫面近地层的风、温度、气压、湿度和大气稳定度等基本气象要素特征,以及湍流强度、风速归一化标准差的统计特征及通量特征。结果表明:（1）冬季增城站以北向小风为主,风速多小于4 m/s,日平均温度变化剧烈,平均相对湿度为67.94%;（2）大气稳定度集中于“±” 0.5之间,以近中性为主;冬季平均湍流强度Iu、Iv和Iw分别为0.37、0.31和0.19;在风速小于1 m/s时湍流发展旺盛,随风速增大,湍流强度减小并趋于稳定;（3）风速分量归一化标准差δu/u*、δv/u*、δw/u*与稳定度Z/L之间满足莫宁-奥布霍夫相似理论,并呈1/3次方关系,且随|Z/L|的减小而减小,在中性层结（Z/L→0）均匀下垫面,其值为常数,分别为2.286、1.757和1.174;（4）冬季增城站的能量耗散以感热为主,晴天尤为显著;阴天感热与潜热大小相当;平均日间吸收CO2极值为0.236 mg/(m2·s)。 相似文献
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利用ISC3模型模拟了某电厂不同高度烟囱在不同风速、不同稳定度情况下SO2的最大落地浓度和落地距离。结果表明:在烟囱高度不变的情况下,稳定度不变,如果风速逐渐加大,则SO2最大落地浓度变小,且最大落地距离亦变小;烟囱高度不变且风速不变情况下,稳定度由稳定趋向于不稳定,则SO2最大浓度变小且最大落地距离变小;在风速和稳定度不变的条件下,随着烟囱高度的减小,SO2最大浓度变大且最大落地距离不变;在建烟囱最高高度不宜超过300 m。 相似文献
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Yong CHEN Junling AN Yele SUN Xiquan WANG Yu QU Jingwei ZHANG Zifa WANG Jing DUAN 《大气科学进展》2018,35(12):1455-1468
Three-month wind profiles, 260 m PM1 concentrations [i.e., particulate matter (PM) with an aerodynamic diameter ≤ 1 μm], and carrier-to-noise ratio data at two Beijing sites 55 km apart (urban and suburban) were collected to analyze the characteristics of low-level nocturnal wind and PM in autumn and winter. Three mountain-plain wind events with wind shear were selected for analysis. The measurements indicated that the maximum wind speeds of the northerly weak low-level jet (LLJ) below 320 m at the suburban site were weaker than those at the urban site, and the LLJ heights and depths at the suburban site were lower than those at the urban site. The nocturnal 140 m mean vertical velocities and the variations in vertical velocity at the urban site were larger than those at the suburban site. A nocturnal breeze with a weak LLJ of ～3 m s-1 noticeably offset nocturnal PM transport due to southerly flow and convergence within the northern urban area of Beijing. Characteristics of the nocturnal LLJ, such as start-up time, structure, intensity, and duration, were important factors in determining the decrease in the nocturnal horizontal range and site-based low-level variations in PM. 相似文献
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利用2018年10月1日至2019年9月30日沈阳地区三个高度大气颗粒物浓度和气象要素逐时观测资料,分析了不同高度颗粒物浓度时间变化特征及其与气象要素的关系。结果表明：不同高度的颗粒物浓度均存在明显的季节变化,秋冬季数值明显高于春夏季。冬季,三个高度的PM2.5平均浓度为54.98±12.67 μg·m-3、63.77±15.1 μg·m-3和39.27±5.62 μg·m-3,即15 m > 1.5 m > 90 m,秋季对应高度的浓度值则为1.5 m > 15 m > 90 m,春季对应高度的浓度值1.5 m≈15 m>90 m,夏季对应高度的浓度值15 m > 90 m > 1.5 m。PM2.5、PM10和TSP浓度的日变化在秋冬季三个高度上均呈明显的双峰,春季则均为单峰,夏季15 m高度为单峰,其余两层无明显规律。月平均颗粒物浓度的变化在冬、夏半年之间存在明显差异。冬半年,1.5 m高度PM2.5、PM10和TSP以及90 m高度PM2.5月平均浓度均表现为增—减—增—减的变化特征,而15 m高度月平均PM2.5、PM10和TSP浓度以及90 m高度月平均PM10、TSP浓度均为先增后减的变化特征。冬半年和夏半年颗粒物浓度最大值分别出现在1月和6月,冬半年最低两层高度的颗粒物浓度明显高于90 m的值,夏半年各月不同高度颗粒物浓度相差不大,均远低于冬半年的浓度值。不同粒径范围的颗粒物浓度与风速和气温均呈负相关关系,且相关系数随高度增加而增加,随颗粒物粒径范围增加而变小;与相对湿度的关系较为复杂,相关系数随观测高度增加和颗粒物粒径范围的增大而有所不同。 相似文献
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粤北地区导线覆冰气象特征与标准厚度推算 总被引：2，自引：0，他引：2
利用广东省乐昌高山气象站1972—1978年观冰资料和气候资料,分析了粤北地区导线覆冰的气象特征,建立了导线覆冰标准冰厚的气象推算模型。根据乐昌国家气象站的历史资料,对乐昌高山气象站的气候资料进行订正延长,构建了乐昌高山气象站覆冰年极值长年代序列,并推算出离地不同高度各重现期的标准冰厚值。结果表明,粤北地区导线覆冰主要发生在1月,其次为2月和12月,平均覆冰期在90天左右,最长覆冰期可达131天以上。主导风向、日最低气温、日降水量是影响导线覆冰厚度的主要气象因素。标准冰厚的年极值序列服从极值I型概率分布,历史上的最大导线覆冰值出现在2008年1月26日,2m高度标准冰厚达64.4mm,15m高度标准冰厚达92.7mm,与2008年冰灾实况调查的覆冰厚度(标准冰厚)115mm较为接近。 相似文献
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用风场傅立叶分析方案,分析了NCEP/NCAR再分析资料的热带(30°S~30°N)850、200 hPa气候风场V8 50、V2 00的谱结构,讨论热带风场定常波的成因,以弥补热带气候风场此类分析工作的空白。研究结果表明,(1)有低维、低阶特征,|m|=0,4-、0,3-波对月8 50、2 00的累积模方拟合率年均达90%、98%。(2)纬向平均分量0最重要,它对8 50、2 00的单波拟合率ρ0年均达52%、85%。850 hPa0主要由北、南半球的两支信风带构成,冬半球强、夏半球弱,轴线位置与所在半球Hadley环流中心对应;200 hPa0由强的外热带西风带和弱的内热带东风带构成。0的季节变化850 hPa层明显强于200 hPa,北半球明显强于南半球。(3)风场定常波的最大波分量全年两层均为|1|*,它对850*、200*的拟合率ρ|*1|年均达39%、55%;ρ|1|*作年双周振荡,北半球夏、冬季达极大,秋、春季达极小。次大波分量在北半球冬、夏季时同为3、2波,过渡季节也以3、2波为主(10—12月850*4波是例外)。(4)1、7月射出长波辐射定常波OLR*最大、次大波与同期V*相同,1月为1、3波,7月为1、2波;OLR*重要波分量上的极值区与*相应波分量散度场的垂直配置符合动力学原理。(5)7月青藏高原及以东以南的广阔区域,*的主要分量|1|*、|2|*同为下层辐合、上层辐散,1OLR*、2OLR*同为负值,是同纬度上最有利于降水和潜热释放的气候区。 相似文献
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利用北部湾海域一个大型气象浮标站获取的台风"贝碧嘉"过程实测数据,分析了该台风过境时风浪变化特征。分析结果表明:台风的风速时程变化曲线呈"M"形双峰分布,台风眼壁区风速最大,前眼壁区风速大于后眼壁区,前眼壁区和后眼壁区最大风速分别为22.6m/s和20.8m/s;台风眼区气压和风速最小,波高和波周期最大,其中眼区最大风速为2.7m/s,最大波高为5.4m,最大波周期为5.5s;波高最大值出现时间滞后风速最大值40min;台风眼区以外的波高与风速正相关;在台风从浮标站南侧经过期间,风向和波向均沿着顺时针方向旋转,其中风向和波向10min最大旋转角度分别为50°和150°;风向与波向不在同一个方向,两者之间的夹角平均为171°。 相似文献