A Large-Eddy Simulation Study of Water Vapour and Carbon Dioxide Isotopes in the Atmospheric Boundary Layer     

Xuhui Lee  Jianping Huang  Edward G. Patton 《Boundary-Layer Meteorology》2012,145(1):229-248

A large-eddy simulation model developed at the National Center for Atmospheric Research (NCAR) is extended to simulate the transport and diffusion of C¹⁸OO, H₂¹⁸O and ¹³CO₂ in the atmospheric boundary layer (ABL). The simulation results show that the ¹⁸O compositions of leaf water and the ABL CO₂ are moderately sensitive to wind speed. The variations in the ¹⁸O composition of water vapour are an order of magnitude greater than those in the ¹³C and ¹⁸O compositions of CO₂ both at turbulent eddy scales and across the capping inversion. In a fully-developed convective ABL, these isotopic compositions are well mixed as with other conserved atmospheric quantities. The Keeling intercepts determined with the simulated high-frequency turbulence time series do not give a reliable estimate of the ¹⁸O composition of the surface water vapour flux and may be a reasonable approximation to the ¹³C and ¹⁸O compositions of the surface CO₂ flux in the late afternoon only after a deep convective ABL has developed. We suggest that our isotopic large-eddy simulation (ISOLES) model should be a useful tool for testing and formulating research hypotheses on land–air isotopic exchanges.  相似文献   

2009年“莫拉克”台风登陆过程阵风特征分析   总被引：3，自引：2，他引：1  

李永平  郑运霞  方平治 《气象学报》2012,70(6):1188-1199

利用上海台风研究所移动观测车获取的“莫拉克”台风登陆过程中超声风、温等观测资料对地面阵风特性进行了诊断分析.结果表明,在风速时间序列中叠加有周期为3-7 min的阵风扰动,显现出明显的相干结构,即沿顺风方向阵风风速峰期有下沉运动,谷期有上升运动;阵风扰动的各向异性特征明显,沿顺风方向的阵风扰动能量最大,其次是沿侧向和垂直方向的扰动能量;沿顺风方向的阵风垂直动量通量向下传播,而沿侧风方向阵风扰动动量垂直通量总体贡献接近于0.阵风扰动沿顺风方向的积分空间尺度和时间尺度最大,沿侧风方向和垂直方向其次,均明显大于湍流的积分空间和时间尺度.此外,阵风扰动的其他特征还包括:感热垂直通量极小;当平均风速较大时阵风风向变化幅度较小,而风速较小时阵风风向变化幅度则较大;动力学分析表明,阵风扰动主要表现出重力内波的一些特性.  相似文献   

夏季安徽槽前形势下龙卷和非龙卷型强对流天气的环境条件对比研究   总被引：3，自引：1，他引：2  

王毅  郑媛媛  张晓美  郝莹  曹卫卫 《气象》2012,38(12):1473-1481

利用NCEP再分析资料,对安徽省夏季高空槽前形势下两类强对流天气各5次个例的环流特征、热力和动力条件进行了对比分析。结果表明：以大风、短时强降水天气为主的非龙卷类表现为高空的低槽比较深厚,而龙卷的产生多是由于较浅的短波槽引起的,并且低层有西南急流存在,导致较强的垂直风切变。通过比较热力和动力物理量平均场的分布特征发现：在槽前形势下水汽条件都比较好,夏季整层大气可降水量平均在55mm以上,但出现龙卷时中低层的垂直风切变非常强,龙卷类0-1km垂直风切变大约是非龙卷类的3倍。由于存在较强的垂直风切变,龙卷类低层的风暴相对螺旋度也强于非龙卷类。从动力和热力条件综合来看,出现龙卷时的对流有效位能并不是很大,但能量螺旋度很大,即风暴相对螺旋度上差异更加明显。因此在预报槽前类龙卷天气时,应重点关注环境风场的垂直切变和风暴相对螺旋度。  相似文献   

气象干旱时空表达方式的探讨   总被引：1，自引：0，他引：1  

段旭  陶云  郑建萌  樊风 《高原气象》2012,31(5):1332-1339

为了对气象干旱时空表达方式进行探讨,提出了气象干旱时间面积函数的概念及其表达式MD(Meteorological Drought),并利用1952年1月1日-2010年5月31日云南省全部站点逐日降水、气温观测数据计算得到的干旱CI指数,计算和分析了MD的时间分布。结果表明:(1)MD可客观、准确地表达近60年来云南发生干旱的过程和强度,解决了以往确定气象干旱事件时对持续时间和面积大小界定的主观性和不确定性,MD不仅可以完整地描述和比较有气象记录以来历史上的干旱事件,还可以连续滚动描述每个干旱过程的演变;(2)MD计算结果表明,1952-2010年云南干旱较严重的年份是:1959,1963,1966,1969,1974,1979,1984和2010年,其中,2010年为近60年来最旱的一年,干旱发生的时间比其他干旱较严重年份平均提前了90天左右,形成秋、冬、春和初夏连旱的罕见气候事件。  相似文献   

黄河三角洲退化湿地植被与土壤的恢复研究     

郑明喜  解伏菊  侯传美 《辽宁气象》2012,(1):11-16

以黄河三角洲退化湿地人工引水恢复区为研究对象,采用野外植被调查、土壤采样结合室内实验方法,对植被的种类、密度、盖度、频度和重要值以及土壤含水量、pH值、有机质、全氮以及全磷等指标进行分析,旨在探讨人工引水恢复工程对黄河三角洲退化湿地所产生的生态效应。结果表明：随着水分条件的改善,恢复区植被呈现出正向演替;恢复区土壤含水量明显高于未恢复区,pH值则明显降低,土壤有机质含量高于未恢复区,土壤全氮、全磷含量变化不大。可见,引水恢复工程已经使退化湿地的生态环境得到了一定程度的改善,淡水资源仍是制约退化湿地恢复的关键因素。  相似文献   

南海、孟加拉湾不对称环流变化对2009年西南特大秋旱的影响   总被引：5，自引：1，他引：4  

艾永智  金少华  郑建萌  周泓 《热带气象学报》2012,28(4):594-602

利用NCEP再分析资料及我国160站降水资料,分析了2009年秋季东亚中、低纬环流特征和水汽输送特征及其对西南干旱的影响。同时讨论了秋季不同ENSO状态下东亚地区水汽输送差异,并与2009年进行比较。结果表明:孟加拉湾(简称孟湾)和南海之间环流形势在2009年秋季发生不对称变化,造成两地上空气压梯度减小,孟湾和南海上空分别出现一个反气旋式和气旋式距平环流中心,我国西南至中南半岛处于两距平环流中心之间偏北距平风控制之下,使得进入我国的西南气流异常减弱。水汽输送随之出现变化,南海南部季风低压水汽环流圈异常偏强,孟湾和南海水汽主体经中南半岛重回南海而未进入我国,最终造成我国西南降水异常偏少,出现干旱。这段时间内,西南地区上空出现异常下沉运动,对流活动受到抑制,加剧了干旱程度。在El Ni o年,我国西南及江南地区秋季水汽通量比La Ni a年明显增大,西北及华北则减少。2009年秋季我国的降水分布及南海一带水汽输送特征与普通El Ni o年特征不符,甚至出现相反状态,经对2009年秋季东亚El Ni o影响特征作简单模拟还原和分析,认为上述差异可能与El Ni o反气旋环流影响位置偏北有关。  相似文献   

青藏高原绕流和爬流的气候学特征   总被引：2，自引：2，他引：0  

李斐  李建平  李艳杰  郑菲 《大气科学》2012,36(6):1236-1252

本文利用1951～2008 年NCEP/NCAR 再分析资料, 通过绕流和爬流方程, 将高原附近表层风场分解为绕流分量和爬流分量两部分, 计算出了实际大气中的绕流和爬流运动的强度, 分别探讨它们的气候态特征。结果表明:高原主体年平均绕流场围绕高原地形并在高原西南部(32°N, 75°E)附近产生分支, 分支点下游的高原主体南部和北部分别表现为气旋性和反气旋性流型;年平均的爬流分量场沿喜马拉雅山脉辐散, 高原主体为偏南上坡风, 东北部为偏北上坡风。夏季绕流场为气旋式流型, 中心位于高原中部(35°N, 90°E)附近;秋季绕流场围绕高原地形边缘基本为一个反气旋流型。夏季, 高原主体偏南风爬流与偏北风爬流在高原南北中线附近辐合, 除夏季外, 沿高原南侧喜马拉雅山脉为爬流辐散区。高原主体和高原附近的关键区内, 绕流和爬流存在不同的季节循环特征。从绕流和爬流分解公式出发, 本文详细探讨了表面流场的绕流和爬流运动各分量对地形高度及地形梯度的依赖性:经向绕流与纬向绕流比值、经向爬流与纬向爬流分量比值为仅依赖于地形高度的定常值。年平均的绕流及爬流矢量强度随着所处地形高度的升高而逐步增强;从区域分布的角度而言, 高原附近绕流强于爬流的区域范围较广, 绕流占主导地位。地形纯动力强迫产生的爬流运动与观测资料中高原附近的垂直运动具有很高的位置对应关系, 但冬季和夏季均存在强度上的差异。  相似文献   

2006-2010年下辽河平原地温和土壤热通量变化特征   总被引：1，自引：0，他引：1       下载免费PDF全文

蒋正德  孙毅  樊月玲  杨明  郑立臣 《气象与环境学报》2012,28(3):37-43

依据国家沈阳农田生态系统野外研究站2006-2010年监测数据,分析0-100cm 土层8个层次的地温、0-100 cm地温、地温极值、0-20 cm地温与气温的关系和土壤热通量的变化趋势。结果表明：从年际变化看,8个层次地温和地温极值呈下降趋势;0 cm层次地温变化受外界影响较大。研究区域年尺度0-20 cm地温与气温有比较一致的变化规律。作物生长季节,可分为4-7月气温上升和8-10月气温下降两阶段;这两个不同阶段的0-20 cm地温与气温分别做线性拟合,与整个生长季4-10月线性拟合相比,线性相关性可信度更高。土壤热通量受气温和土壤质量含水量影响年际变化较大,年尺度土壤热通量≥0 MJ/m²,该区域地表是热汇。  相似文献   

Distinguished Effects of Interannual Salinity Variability on the Development of the Central-Pacific El Nino Events          下载免费PDF全文

ZHENG Fei  WAN Li-Ying  WANG Hui 《大气和海洋科学快报》2012,5(2):123-127

El Nio events in the central equatorial Pacific (CP) are gaining increased attention,due to their increasing intensity within the global warming context.Various physical processes have been identified in the climate system that can be responsible for the modulation of El Nio,especially the effects of interannual salinity variability.In this work,a comprehensive data analysis is performed to illustrate the effects of interannual salinity variability using surface and subsurface salinity fields from the Met Office ENSEMBLES (EN3) quality controlled ocean dataset.It is demonstrated that during the developing phase of an El Nio event,a negative sea surface salinity (SSS) anomaly in the western-central basin acts to freshen the mixed layer (ML),decrease oceanic density in the upper ocean,and stabilize the upper layers.These related oceanic processes tend to reduce the vertical mixing and entrainment of subsurface water at the base of the ML,which further enhances the warm sea surface temperature (SST) anomalies associated with the El Nio event.However,the effects of interannually variable salinity are much more significant during the CP-El Nio than during the eastern Pacific (EP) El Nio,indicating that the salinity effect might be an important contributor to the development of CP-El Nio events.  相似文献   

测量机器人ATR性能分析与测试     

郭腾龙  岳建平 《测绘通报》2012,(8):92-94

自动目标识别(ATR)的过程可分为图像预处理、图像分割、特征提取和目标识别,其中图像分割用于目标内部结构和兴趣点的提取,性能良好的分割算法对于目标识别至关重要。由于图像分割算法受观测条件和目标位置的影响,在逆光条件及在视场中从不同方位搜索棱镜时,ATR与人工测值存在较大的偏差。基于聚类分割算法,根据不同情况下的ATR测值对其性能进行分析,对存在的问题提出解决方案。  相似文献