典型非球形冰晶粒子的凝华增长数值模拟试验     

葛森  孙继明  牛生杰 《大气科学》2016,40(3):617-629

在凝华增长过程中,冰晶的形状随着温度和湿度的改变而改变,准确模拟冰晶粒子的演变对于提高云模式的模拟能力起着非常重要的作用。在现有的云模式中,冰晶形状通常假设为球形,而在实际大气中,冰晶形状十分复杂。本研究中,我们根据冰晶凝华增长理论模型建立了一个单个冰晶粒子增长模型,模拟了温度分别为-1℃~-30℃时,单个典型非球形冰晶粒子的凝华增长过程。与风洞观测数据相对比,该模型能够抓住单个冰晶粒子的轴长,质量以及纵横比随温度和湿度的变化过程。我们进一步将该理论增长模型应用到群粒子的凝华增长过程的模拟。我们釆用欧拉二维正定平流输送法(MPDATA)模拟了典型非球形冰晶群粒子的凝华增长,并对比分析了在不同纵横比分辨率下的模拟效果以及温度变化对冰晶形状的影响,结果表明运用该数值方法可以合理地模拟出群粒子在凝华增长过程中纵横比的演变。与目前采用的拉格朗日-欧拉混合平流算法比较,该算法能够耦合到欧拉动力框架下的分档云模式中去,这对我们研究冰晶粒子形状对云微物理过程和动力过程的影响,以及它们对冰粒子凝华增长的反馈作用具有非常重要的科学意义。  相似文献   

长江中上游冬季山地雾边界层特征及生消过程分析          下载免费PDF全文

费冬冬  牛生杰  杨军  陆春松 《大气科学学报》2016,39(2):221-231

利用2010年12月在湖北宣恩观测山地雾获得的边界层廓线、雾滴谱、能见度资料,分析了该地雾过程的边界层特征及其生消过程。结果表明:1)宣恩山地雾主要由夜间辐射冷却引起,且能见度多在200 m以上;垂直发展深厚,成熟时厚度达到400~600 m。2)夜间风场主要由山风环流控制,风向多为东南风;入夜及雾生前期,地面风速不超过0.5 m/s,雾消前增大至2.0 m/s左右。3)雾生前观测到"C"字型温度层结,中下层气温降温率在0.3~1.0℃/(100 m)之间;结合该时段近地层露点温度逆温,离地200 m左右率先饱和成云;雾消时低空相对湿度依然保持较大值,重新变为空中雾层。4)雾前1~2 h地面及植被表明温度显著上升,个别升温率达1℃/h,对应时段地面相对湿度达到饱和,与其他地区有明显区别,对预报宣恩山地雾有积极意义。  相似文献   

HAZE-TO-FOG TRANSFORMATION DURING A LONG LASTING, LOW VISIBILITY EPISODE IN NANJING     

张舒婷  牛生杰 《热带气象学报(英文版)》2016,22(S1):67-77

Haze-to-fog transformation during a long lasting, low visibility episode was examined using the observations from a comprehensive field campaign conducted in Nanjing, China during 4-9 December 2013. In this episode, haze was transformed into fog and the fog lasted for dozens of hours. The impacts of meteorological factors such as wind, temperature (T) and relative humidity (RH) on haze, transition and fog during this episode were investigated. Results revealed significant differences between haze and fog days, due to their different formation mechanisms. Comparison was made for boundary-layer conditions during hazy days, haze-to-fog days and foggy days. Distributions of wind speed and wind direction as well as synoptic weather conditions around Nanjing had determinative impacts on the occurrences and characteristics of haze and fog. Weakened southerly wind in southern Nanjing resulted in high concentration of pollutants, and haze events occurred frequently during the study period. The wind speed was less than 1 m s-1 in the haze event, which resulted in a stable atmospheric condition and weak dispersion of the pollutants. The height of the temperature inversion was about 400 m during the period. The inversion intensity was weak and the temperature-difference was 4°C km-1 or less in haze, while the inversion was stronger, and temperature-difference was about 6°C km-1, approaching the inversion layer intensity in the fog event. Haze event is strongly influenced by ambient RH. RH values increased, which resulted in haze days evidently increased, suggesting that an increasing fraction of haze events be caused by hygroscopic growth of aerosols, rather than simply by high aerosol loading. When RH was above 90%, haze aerosols started to be transformed from haze to fog. This study calls for more efforts to control emissions to prevent haze events in the region.  相似文献   

利用亮温资料建立降水临近预报方法的研究   总被引：2，自引：1，他引：1       下载免费PDF全文

张泽娇  牛生杰  丁辉 《大气科学学报》2015,38(2):241-248

通过对太湖地区2009年1—4月TP/WVP-3000型微波辐射计的亮温连续观测资料进行分析,建立降水临近预报方法。结果表明,降水开始前4 h,微波辐射计有7个通道的1级亮温资料存在明显的增长趋势。利用降水个例与无降水个例亮温差值最大、降水个例与无降水个例亮温标准偏差差值最大两个标准,选择合适的通道进行降水临近预报。通过计算得到,第1通道的亮温差值最大,而第5、6通道的亮温标准偏差差值最大,因此可分别将第1、第5和第6通道的亮温观测值作为预报因子。根据判别分析方法,分别在降雨前15 min及前30~330 min(时间间隔为30 min)建立12个预报方程,并通过自身验证对每个时间点预报的准确率进行检验,最后选择降雨前90 min的判别方程用于预报,其预报准确率为87%,空报率为24%,漏报率为13%。  相似文献   

两次电线积冰过程气象条件实时观测研究   总被引：1，自引：1，他引：0       下载免费PDF全文

刘丹  牛生杰 《大气科学学报》2015,38(3):428-432

根据湖北地区2008年2月和2009年1月500 k V高压输电线实时观测资料,结合MICAPS常规气象资料和NCEP再分析资料,研究了湖北张恩高压输电线上电线积冰形成的天气形势和气象条件。结果表明:两次积冰过程中500 h Pa深厚的低压槽和850 h Pa低涡配合切变线靠近湖北促使积冰加重;气温和风速在两次积冰过程的形成阶段起到主要作用。  相似文献   

民勤一次沙尘暴的观测分析   总被引：1，自引：1，他引：0  

岳平  牛生杰  张强 《高原气象》2008,27(2):401-407

给出了2004年5月23~24日民勤站爆发沙尘暴前后以及沙尘暴内部的温度、比湿和风速垂直廓线,分析了沙尘暴发生前后及沙尘暴期间高空气象要素的演变特征,同时对大气的热力、动力稳定度参数进行了计算和分析。结果表明:沙尘暴来临前边界层内具有深厚的混合层,大气层结处于不稳定状态,温、湿结构及风的垂直分布有利于沙尘暴的发生、发展;沙尘暴发生期,出现了稳定与不稳定层相间的情形,对流减弱,抑制了沙尘暴的发展;沙尘暴天气结束后中低层大气湿度增加显著;沙尘暴的强度与相对风暴螺旋度具有良好的对应关系。  相似文献   

中国风蚀起沙研究进展   总被引：2，自引：0，他引：2  

王存忠  牛生杰  周悦 《气象》2009,35(11):107-116

风蚀起沙是开展沙尘气溶胶和沙尘天气研究的基本问题.从风蚀起沙的机制、粒子运动形态、起沙条件、沙尘通量等几个方面,回顾了我国在风蚀起沙方面的主要研究结果,对开展这方面研究的难点问题开展讨论.介绍了计算临界摩擦速度的不同方法,并对不同研究者在不同地点观测到的临界摩擦速度进行比较.针对提高观测精度和观测研究结果的可比较性问题,提出了三点建议:一是要建立比较详细的地理、地貌和土壤信息系统;二是要利用卫星观测的优势,建立地面对比观测系统,标校卫星遥感结果;三是要规范观测方法和流程,充分利用业务化的观测资料,提高观测的可对比性.  相似文献   

雷州半岛一次特大暴雨的特点及成因   总被引：2，自引：0，他引：2  

张羽  牛生杰  于华英  陈倩 《南京气象学院学报》2009,32(1)

2007年8月8-11日雷州半岛西南部出现了一次特大暴雨,日雨量和时雨量均超出当地历史观测资料的极大值.对本次暴雨过程雨量、日雨量和时雨量进行了特征分析,讨论了热带气旋"帕布"和"蝴蝶"的路径、天气形势、卫星云图和雷达回波的演变与特大暴雨的关系.结果表明:此次特大暴雨具有降水强度大、持续时间长、雨量大、地段集中的特点.前期受"帕布"环流和外围云系影响,雷州半岛普降大到暴雨;后期由于"帕布"路径转向,大气环流调整,受"帕布"环流和外围云系、北部湾低涡云团共同作用,强降水中心长时间维持和摆动.天气形势有利于大量的水汽和能量汇合,南北降水云系、回波相汇雷州半岛西南部,致使出现特大暴雨.  相似文献   

南京冬季平流雾微物理结构观测研究   总被引：2，自引：0，他引：2  

徐杰  牛生杰  陆春松  吕晶晶  王巍巍  项磊 《南京气象学院学报》2009,32(2):269-276

利用Vaisala系留气球低空探测系统、自动气象站和雾滴谱光谱探测仪（FM100）等,对2006年12月24—27日南京市区及其周边地区出现的罕见浓雾过程进行了综合探测。结果表明,此次雾过程属于典型的平流雾,雾的发展及消亡过程主要受冷暖平流的影响。此次雾过程可分为生成、发展、维持和消亡阶段,期间的平均数密度为123.58-661.24个.cm^-3,平均直径为3.12-7.33μm,平均含水量为0.016-0.137 g.m^-3,最大直径为20.28-50.00μm。在生成发展阶段,雾滴谱逐渐上抬、拓宽,谱型由单峰逐步向双峰、三峰转化。单峰峰值直径为2μm,双峰2μm、16μm;三峰期间分别为2μm、16μm和23μm。在维持阶段,滴谱存在周期性振荡。雾滴谱的演变具有明显的日变化特征。  相似文献   

THE CHARACTERISTICS OF THUNDERSTORM FREQUENCY VARIATION AND THEIR POSSIBLE RELATION WITH THE ADJUSTMENT OF CROP DISTRIBUTION IN THE LEIZHOU PENINSULA     

张羽  牛生杰 《热带气象学报(英文版)》2009,15(1):89-92

In order to research possible influences of the adjustment of plant distribution on the development frequency of thunderstorms over the Leizhou Peninsula, mathematic statistic methods, including correlation analyses, 11 kinds of fitting models and all-variable regression methods, were used for analyses and research. The results show that the average trend of the number of annual thunderstorm days is descending obviously, and there are thunderstorms in all seasons, in which warm post-midday thunderstorms have taken up the most part, and high frequency is found from May to September, and the starting and ending dates of thunderstorms have a great annual discrepancy. The vegetation structure has been improved along with the reduction of rice fields and the area increment of sugarcane and fruits planting, which results in the decrease of the number of thunderstorm days; the change in the characteristics of winter spare fields, which is caused by the planting of vegetables, limits the formation of thunderstorms in early winter and late spring. Meanwhile, the area adjustment of peanut planting has little influence on the variation of thunderstorm days. The adjustment of principal crop distribution, such as rice, sugarcane, fruits and vegetables, may have obvious influence on the formation of thunderstorms, and sugarcane has the largest effect, followed in turn by rice, vegetables and fruits, and the adjustment of crop distribution has little influence on the starting and ending dates of thunderstorms.  相似文献