Mesoscale dynamics and its application in torrential rainfall systems in China     

Shouting Gao  Zhemin Tan  Sixiong Zhao  Zhexian Luo  Hancheng Lu  Donghai Wang  Chunguang Cui  Xiaopeng Cui  Jianhua Sun 《大气科学进展》2015,32(2):192-205

Progress over the past decade in understanding moisture-driven dynamics and torrential rain storms in China is reviewed in this paper. First, advances in incorporating moisture effects more realistically into theory are described, including the development of a new parameter, generalized moist potential vorticity(GMPV) and an improved moist ageostrophic Q vector(Qum). Advances in vorticity dynamics are also described, including the adoption of a "parcel dynamic" approach to investigate the development of the vertical vorticity of an air parcel; a novel theory of slantwise vorticity development, proposed because vorticity develops easily near steep isentropic surfaces; and the development of the convective vorticity vector(CVV)as an effective new tool. The significant progress in both frontal dynamics and wave dynamics is also summarized, including the geostrophic adjustment of initial unbalanced flow and the dual role of boundary layer friction in frontogenesis, as well as the interaction between topography and fronts, which indicate that topographic perturbations alter both frontogenesis and frontal structure. For atmospheric vortices, mixed wave/vortex dynamics has been extended to explain the propagation of spiral rainbands and the development of dynamical instability in tropical cyclones. Finally, we review wave and basic flow interaction in torrential rainfall, for which it was necessary to extend existing theory from large-scale flows to mesoscale fields, enriching our knowledge of mesoscale atmospheric dynamics.  相似文献   

Estimation of turbulent sensible heat and momentum fluxes over a heterogeneous urban area using a large aperture scintillometer     

Sang-Hyun Lee  Jun-Ho Lee  Bo-Young Kim 《大气科学进展》2015,32(8):1092-1105

The accurate determination of surface-layer turbulent fluxes over urban areas is critical to understanding urban boundary layer (UBL) evolution. In this study, a remote-sensing technique using a large aperture scintillometer (LAS) was investigated to estimate surface-layer turbulent fluxes over a highly heterogeneous urban area. The LAS system, with an optical path length of 2.1 km, was deployed in an urban area characterized by a complicated land-use mix (residential houses, water body, bare ground, etc.). The turbulent sensible heat (Q H) and momentum fluxes (τ) were estimated from the scintillation measurements obtained from the LAS system during the cold season. Three-dimensional LAS footprint modeling was introduced to identify the source areas ("footprint") of the estimated turbulent fluxes. The analysis results showed that the LAS-derived turbulent fluxes for the highly heterogeneous urban area revealed reasonable temporal variation during daytime on clear days, in comparison to the land-surface process-resolving numerical modeling. A series of sensitivity tests indicated that the overall uncertainty in the LAS-derived daytime Q H was within 20%-30% in terms of the influence of input parameters and the non-dimensional similarity function for the temperature structure function parameter, while the estimation errors in τ were less sensitive to the factors of influence, except aerodynamic roughness length. The 3D LAS footprint modeling characterized the source areas of the LAS-derived turbulent fluxes in the heterogeneous urban area, revealing that the representative spatial scales of the LAS system deployed with the 2.1 km optical path distance ranged from 0.2 to 2 km2 (a "micro-α scale"), depending on local meteorological conditions.  相似文献   

上海“7·31”局地强对流快速更新同化数值模拟研究   总被引：2，自引：0，他引：2  

王晓峰  王平  张蕾  许晓林  李佳 《高原气象》2015,34(1):124-136

利用雷达、自动气象站、飞机观测(AMDAR)和探空等多种观测资料,采用中尺度数值预报模式WRF和资料同化系统ADAS,对2011年7月31日上海局地强对流过程进行了快速更新同化数值试验。结果表明,数值试验模拟降水的发生时间、落区和随时间演变与实况基本一致,较好再现了海陆热力差异导致上海南北两支海陆风爆发、形成低层辐合线,在热岛效应的叠加下进一步增强,继而引发局地强对流的过程。快速更新同化技术可有效延长此次过程的预警时效,这为城市强对流业务预报提供了新的思路。  相似文献   

雷达拼图资料上中尺度对流系统的跟踪与预报   总被引：3，自引：2，他引：1  

杨吉  郑媛媛  夏文梅  徐芬  徐坤 《气象》2015,41(6):738-744

在中尺度对流系统(Mesoscale Convective Systems,MCSs)自动识别基础上,利用相关法跟踪雷达回波(Tracking Radar Echoes by Cross-correlation,TREC)和面积重叠法完成新的跟踪预报方法.新方法利用TREC得到MCSs移动矢量,利用该矢量外推对应MCSs雷达回波.根据外推回波与相应回波实况,采用面积重叠法完成跟踪,同时利用移动矢量完成预报.采用4次强天气过程对算法进行检验,分析结果表明:(1)新方法能够有效实现MCSs跟踪与预报;(2)新方法得到MCSs移动速度相对稳定,不因为系统合并、分裂和生消出现速度大幅度波动现象,有效减小预报误差,6～60 min预报误差相对于原方法减小20％以上;(3)新方法虽然能提取得到较为稳定的系统移动速度,但不能得到系统的传播速度.原方法能得到系统的移动速度和传播速度合成,但提取速度不稳定,容易受到质心偏移的影响,预报误差较大.新方法在系统消亡期提取移动速度不稳定,导致跟踪丢失现象的发生,而原方法在系统合并与分裂时易出现跟踪丢失现象.  相似文献   

2011年盛夏石家庄一次短时暴雨分析     

孙云  刘伟  李国翠  马贵东  冯洋 《干旱气象》2015,(1):156-161

2011年7月26日石家庄市出现一次暴雨冰雹天气,其特点是500 h Pa及以上高空强冷空气导致高空形势在12 h内发生剧变,短波槽快速南下,致使探空观测和数值预报失灵。本文对其他监测资料进行分析,发现这种剧烈变化的天气有明显特征:卫星云图上河套北部逗点云系尾长而粗壮,有向南发展趋势,云系后部的暗区表明干冷空气侵入,与低层暖湿空气形成对流云,尾部断裂表明冷空气加速南下。单站要素变化显示,石家庄地面假相当位温比正常值高了8℃,出现异常不稳定能量。强对流天气发生在假相当位温密集带内,能量中心假相当位温最高达到90℃以上,100 km内假相当位温温差超过25℃,最大降雨出现在假相当位温密集带内。雷达回波呈西南—东北带状排列,前部最大强度为65 d BZ,强回波前形成阵风锋,正负最大速度均超过20 m/s,飑线自西向东移动,它的移向和发展程度决定降雨和冰雹的路径和强度。石家庄市区风向转变和形成地面辐合线分别较降水起始时间提前21 min和30 min。  相似文献   

重庆“5.6”强风雹天气过程成因分析   总被引：8，自引：4，他引：8  

陈贵川  谌芸  乔林  刘德  李强  张亚萍  王文芳  张焱 《气象》2011,37(7):871-879

利用常规观测、NCEP分析场及雷达、自动站等资料对重庆＂5.6＂强风雹天气的成因进行了分析,结果表明：冷锋和副热带高空急流在风雹发生地近乎重叠的配置结构促进了次级环流的形成并有利于上升运动的强烈发展;风暴天气发生前,下垫面强烈加热、低层增温增湿、中高层干冷对大气对流不稳定性增强的作用显著;对流有效位能（CAPE）、K指数、SI指数高值区边缘的强指数梯度区、对流抑制（CIN）的小值区以及较强的垂直风切变对大风冰雹的预报有重要的指示意义;雷达回波显示多单体风暴具有三体散射、弱回波区等冰雹回波特征,中层径向辐合和反射率因子核心的反复上升下降也是形成地面大风和冰雹的重要特征;四川盆地东部东北西南向山脉对冷空气的移动有阻挡作用,山脉之间的槽状地形为多单体风暴的持续发展保留了较大的空间,明月山南麓的地形起到了强迫抬升和触发的作用,由于地形的阻挡形成狭管效应,加强了下击暴流形成的地面大风,是形成11级大风的重要因素。  相似文献   

闽北汛期强降水中尺度特征分析   总被引：3，自引：0，他引：3  

张信华  蒋宗孝  付伟辉  黄元森  黄永玉 《气象科技》2007,35(3):351-354

为揭示闽北暴雨的中尺度规律,利用1980~2005年南平市10县(市、区)气象站5~6月雨量大于等于50mm达到或超过3个站的43个暴雨过程129个暴雨日的逐时降水自记资料,分析了汛期暴雨日雨团和强雨团的时空分布、强度及持续时间、移动规律、雨团与影响系统的关系以及地形对雨团的产生、分布、移动等的影响等,得出闽北汛期强降水的中尺度若干特征,其结论可为预报人员在业务实践中提供有益的参考。  相似文献   

大巴山晚中生代陆内造山构造应力场   总被引：3，自引：0，他引：3  

董树文  施炜  张岳桥  胡健民  张忠义  李建华  武红岭  田蜜  陈虹  武国利  李海龙 《地球学报》2010,31(6):769-780

位于中上扬子板块北缘的大巴山造山带, 平面上表现为大尺度向南西显著突出的弧形带, 无论在变形样式和形成时间上都明显与秦岭造山带不同。在大巴山构造格架划分和野外构造变形观测基础上, 通过构造解析, 结合年代学研究成果, 重建了大巴山晚中生代独特的构造应力场, 指出大巴山属陆内造山, 形成于J2末, 并持续到K2初期。其构造应力场特征, 以城口－房县断裂为界, 大巴山逆冲推覆带与其前陆冲断褶皱带的特征显著不同。大巴山逆冲推覆带主要表现为NE-SW向构造挤压, 而在大巴山弧形前陆带从西向东, 由近E-W向挤压, 转变为NE-SW向挤压, 最后转变为近S-N向挤压, 构成一向其外缘扩散的放射状构造应力场。总之, 大巴山造山带由推覆体向前陆, 构造挤压作用由北东向南西方向扩散。这期构造挤压作用控制了大巴山造山带陆内变形活动, 导致大巴山由北东向南西的显著缩短, 同时受到其东西两侧基底隆起——神农架－黄陵地块与汉南地块的强烈阻挡, 造就了现今的大巴山前陆弧型构造。其动力学背景可归因于晚中生代东亚板块多向汇聚。大巴山晚中生代陆内造山构造应力场的研究, 对探讨秦岭造山带动力学特征具有科学意义, 为研究川东北油气运聚规律提供了构造地质学依据。  相似文献   

中沙群岛海域春夏交季温盐分布特征          下载免费PDF全文

王勇智  鞠霞  杜军  刘长建  王德武  周润生  薛文静 《海洋科学进展》2022,40(3):408-422

中沙群岛主要由中沙大环礁和黄岩岛组成,其温盐分布对于本区渔业生产、航海保障和水下通讯等具有重要意义。尤其是春夏之交的季节转换时期,该海域水温和盐度及其相应的跃层特性存在显著的季节变化,掌握其季节变化特征具有重要现实意义。本文基于2019年5月（南海春夏季风转换期）中沙大环礁、黄岩岛和2020年6月（夏季风爆发期）中沙大环礁海域大面站调查数据分析,发现中沙大环礁海域水温和盐度分布特征在夏季风爆发前后具有显著的差异性,2个航次的温跃层分布也呈现出较大不同,2019年5月黄岩岛海域温盐中上层分布与中沙大环礁相似,但底层有所差异,跃层深度也较大。2020年6月中沙大环礁内水体升温较快,各层水温均高于2019年5月,其中以底层水体升温最为显著;2019年5月中沙大环礁内水温水平梯度较大,且随着水深加大水平梯度也越大,2020年6日水平温度梯度逐渐减小。2个航次的盐度分布与水温分布较为相似。结合调查时段的海表热通量变化和卫星高度计资料分析认为,2019年5月中沙大环礁西南部海洋吸热高于东北部,故表层水温西南高东北低;2020年6月至7月环礁西南部海洋吸热低于东北部,故表层水温西南低东北高。由于中尺度涡的作用,中沙大环礁区域局部产生低温高盐或高温低盐水,并导致2020年6月中沙大环礁大部分海域的温跃层加深。  相似文献   

二战后全球宗教多样性时空格局演变及收敛性研究     

林小标  郑衡泌  尹上岗  陆玉麒 《世界地理研究》2023,32(1):5-18

运用LISA时间路径、收敛检验等方法考察了二战后全球宗教多样性发展的空间分布特征、格局演变以及在此过程中的收敛性。研究发现：（1）二战后宗教多样性呈先快后慢的上升趋势,1945—2015年间多样性指数增幅达81.07%。宗教分类上则主要表现为基督教信仰者数量的持续下滑以及伊斯兰教信仰者数量的稳步上升。（2）LISA时间路径表明二战后全球宗教多样性具有较强的空间锁定效应,且其空间演化具有较强空间整合性。（3）二战后全球宗教多样性水平存在着显著的σ收敛与绝对β收敛,即全球、洲级层面上宗教多样性水平的内部差异都在逐步弥合,宗教多样性水平较高的地区对周边较低地区存在溢出效应。（4）二战后全球宗教多样性演化受土地覆盖类型、国力指数、民族数量、人均GDP、人口规模等因素共同作用而收敛于不同的稳态水平;从洲级层面上来看,各洲级单元收敛性对影响因素的敏感程度不同,体现了二战后全球宗教多样性演化显著的地域分异性。  相似文献