冷空气强风在大型城市中的精细结构和形成机制     

向杰勋  陈桂兴  姜平  吴乃庚  温之平 《大气科学》2019,43(3):577-597

地面强风可直接造成人员伤亡和经济损失,严重影响出行安全、工农业生产等社会秩序。强风的发生与天气系统和复杂下垫面的共同作用密切相关,在城市区域尤为明显。受数值模拟技术和计算资源的限制,对实际天气条件下大范围城区的强风现象进行建筑物分辨率的大规模数值模拟研究仍是一个挑战。本研究利用中尺度气象模式嵌套流体计算动力模式的超高分辨率局地气象预报系统,对强冷空气过程造成广州市区的一次强风事件进行数值模拟,深入探讨强风的精细结构和形成机制。结果表明,伴随着强冷空气入侵,广州市区的平均风速和风场高频扰动均明显增强,且在城市冠层顶尤为明显,呈现区域不均匀的三维结构,数值模拟与地面观测相一致。较大范围的强风速和阵风主要出现在建筑物较为低矮的老城区上空,并持续影响下游河道等开阔区域。在高层建筑密集的新城区,虽然整体风速明显减弱,但能在平行风向的街道狭管和下游区域形成局地强风。特别是,超高层建筑群引起显著的垂直环流,导致强风扰动向下传播,造成最大风速达8 m s?1的地面局地强风,阵风指数接近2。上游建筑群引起的风场扰动呈现大尺度湍流结构,能沿着平均气流传播影响数公里之远的下游地区。当风场扰动经过广州塔等单体超高层建筑时,可在其两侧绕流区再次加强,形成局地强风。局地强风和阵风还出现在垂直于风向排列的沿江高层建筑群的侧边,与建筑屏风的阻挡效应和缺口溢出有关。研究结果促进认识城市强风的时空特征和物理机制,有助于提升城市气象的精细化预报水平。  相似文献   

两个相似路径台风残余造成局地特大暴雨的成因机制和能量收支对比分析     

潘劲松  周玲丽  陆玮  罗玲  翟国庆 《大气科学》2019,43(6):1399-1412

本文利用ERA-Interim 0.5°×0.5°再分析资料、自动站小时和分钟加密资料、风云2G（FY-2G）卫星红外云图及多普勒雷达和风廓线雷达资料对2015年路径高度相似的“苏迪罗”和“杜鹃”台风在浙江沿海引发的局地特大暴雨进行对比分析。这两次降水过程都是在台风减弱为热带低压甚至残压并深入内陆远离浙江沿海后发生的。结果表明,“苏迪罗”降水过程是由低层强东南和偏南急流长时间辐合加上有利地形共同作用导致的;经向环流背景下来自季风持续的水汽输送有利于“苏迪罗”维持较长的生命史和稳定的降水。“杜鹃”残压特大暴雨的触发系统则是高纬地面冷高压底部的东东北出流南下与“杜鹃”北象限的东东南风交汇形成的中尺度倒槽;纬向环流和强盛副热带高压造成的弱引导气流及夏季风南撤和低涡卷挟造成的水汽通道断裂是“杜鹃”登陆后快速减弱为残压和降水维持时间较短的原因。两次台风降水过程中均无外部动能输送和来自有效位能的动能转换。动能收支的主要影响因子为中低层局地次网格运动间的能量转换、旋转风和散度风效应及下垫面的摩擦耗散。所以,虽然“杜鹃”的对流有效位能很小,但仍可造成强对流和特大暴雨。此外,降水过程中释放的凝结潜热造成的局地非绝热加热使气柱中显热能大量累积,促使地面中小尺度涡旋和倒槽不断加深,造成降水的增幅。  相似文献   

延庆-张家口地区复杂地形冬季山谷风特征分析   总被引：8，自引：4，他引：4  

贾春晖  窦晶晶  苗世光  王迎春 《气象学报》2019,77(3):475-488

基于2016年12月—2017年2月和2017年12月—2018年2月两年冬季的近地面自动气象站逐时观测数据以及张家口探空数据分析延庆-张家口一带（包括张家口崇礼、赤城、海坨、小五台山区,延怀、怀涿、洋河、蔚县盆地以及北京延庆、昌平、怀柔部分平原地区）复杂地形的风场精细化时、空分布特征,揭示不同复杂地形下局地风场的时、空变化规律,加深对复杂地形动力、热力作用对近地面风场影响的认识,为冬季山区风场预报以及复杂地形数值模式改进提供参考。结果表明:晴朗小风天风持续性作为矢量平均风速和标量平均风速的比值,可以作为研究风场变化规律的重要参数。根据风持续性的日变化特征,可以将研究区域内所有站点分为10种类型,分别代表不同局地地形特征的影响,风持续与风向变化的相关也很强。研究区域主要有3种类型的地形风:斜坡风、峡谷风以及较大尺度的山区平原风。不同地形特征下的风场、风持续性存在明显不同的日变化特征,山风和谷风相互转化的时间也不同,山区最早,盆地次之,平原区最晚;山风时段持续时间较谷风时段长,风速小;晴朗小风天实测风反映了实际风场的特征,而排除环境背景风场,弱化地形动力作用后整个冬季的局地风作为理论山谷风,更能反映热力作用下的山谷风特征。   相似文献   

GRAPES全球集合预报系统模式扰动随机动能补偿方案初步探究   总被引：10，自引：5，他引：5  

彭飞  李晓莉  陈静  李红祺 《气象学报》2019,77(2):180-195

为了体现次网格尺度能量升尺度转换过程中存在的不确定性, 文中将随机动能补偿(Stochastic Kinetic Energy Backscatter, SKEB)方案应用于GRAPES(Global/Regional Assimilation and Prediction System)全球集合预报系统(GRAPES-GEPS), 以更好地表征模式误差并且增大集合离散度。使用的SKEB方案基于具有一定时、空相关特征的随机型以及由数值扩散导致的局地动能耗散率来构造随机流函数强迫。并根据流函数与水平风速旋转分量的关系, 将SKEB方案中的流函数强迫转化为适用于GRAPES全球模式的水平风速扰动。结果表明, SKEB方案的使用一方面能够提高GRAPES对大气动能谱的模拟能力; 另一方面能够改善GRAPES-GEPS的集合离散度与集合平均误差的关系, 增加了集合离散度, 并在一定程度上减小了集合平均误差, 尤其是在热带地区这种改进更为显著。而且该方案使得热带地区连续分级概率评分(CRPS评分)显著减小。就降水预报而言, 从Brier评分与相对作用特征面积(AROC, Area under the Relative Operating Characteristics)的结果来看, SKEB方案有助于改善中国地区小雨[0.1 mm, 10 mm)、中雨[10 mm, 25 mm)与大雨[25 mm, 50 mm)量级降水的概率预报技巧, 而对暴雨[50 mm, ∞)量级降水预报技巧影响很小(24 h降水量)。总体上, 模式扰动随机动能补偿方案提高了GRAPES-GEPS的概率预报技巧。   相似文献   

On matryoshkas and meaning-making: Understanding the plasticity of climate change     

《Global Environmental Change》2019

Climate change is a complex issue and means different things to different people. Numerous scholars in history, philosophy, and psychology have explored these multiple meanings, referred to as the plasticity of climate change. Building on psychological research that seeks to explain why meanings differ, I present an analytical framework that draws on adult developmental psychology to explore how meaning is constructed, and how it may become increasingly more complex across a lifespan in a nested manner, much like Russian dolls (or matryoshkas). I then use the framework to analyze photo voice data from a case study about local perspectives on climate change in El Salvador. The main finding from this analysis is that a developmental approach can help to make sense of why there is such plasticity of meanings about climate change. Using photos and their interpretations to illustrate these findings, I examine how perspective-taking capacities arrive at different meanings about climate change, based on the object of awareness, complexity of thought, and scope of time. I then discuss implications of this preliminary work on how developmental psychology could help climate change scholar-practitioners to understand and align with different climate change meanings and support local actors to translate their own meanings about climate change into locally-owned actions.  相似文献   

BPM时号传播时延的连续观测与研究   总被引：2，自引：0，他引：2       下载免费PDF全文

宁百齐  李钧 《地球物理学报》1988,31(4):375-382

利用新研制的短波传播时延实时数字显示系统,在武汉电离层观象台对BPM时号的传播时延进行了长时间连续观测。发现这种时延曲线的主要特征是:它是分段光滑的,光滑段工的相对时间比对精度可优于0.1ms;各光滑段之间,时延值发生突跳。结合多普勒图和频高图的同时观测记录,解释了时延突跳的原因,着重说明了突跳好几毫秒的所谓异常时号的传播机制。此外,还讨论了提高短波授时精度的某些技术措施。  相似文献   

Some results of night-time scintillations at low latitude     

Sushil Kumar  S K Vijay  A K Gwal 《Journal of Earth System Science》1993,102(2):307-312

Ionospheric scintillation observations of VHF radio signals from FLEETSAT satellite (73°E longitude) at Bhopal from January 1990 to December 1990 have been used to study the characteristic variations of scintillation activity. It is found that scintillation occurrence is essentially a night-time phenomenon and day-time scintillations are very rare. Annual average nocturnal variation of percentage occurrence of scintillations shows maximum at around 2100–2200 hours LT. Seasonally, scintillations are most prominent during equinoxes and least during summer. Geomagnetic disturbances tend to decrease the occurrence of scintillations in the pre-midnight period.  相似文献   

局地云量变化气候效应的数值模拟   总被引：3，自引：3，他引：3  

钱云  钱永甫 《高原气象》1994,13(2):169-177

本文用统计得到的东半球夏季平均云量资料，利用改进的云－辐射计算模式，在三维有限区域模式中模拟局地云量变化的气候效应。模拟结果表明，高原地区和热带辐合带云量变化造成的气候效应都主要表现在青藏高原地区。在低反照率时，高原地区云量减少使该地区地表加热，引起高低空气压系统加强；高反照率时结果相反。热带辐合带云量减少会引起青藏高原地区降温和气压系统减弱。  相似文献   

华南春季强风暴背景流场的若干特征          下载免费PDF全文

贺海晏 《大气科学》1993,17(5):532-539

本文利用常规探测资料,分析了1983年3月25日发生在珠江三角洲地区的一次强对流天气过程背景流场的几个重要特征,如高空急流的结构与变化、辐散风场及与之相联系的背景次级环流、风场垂直切变和水平切变等.  相似文献   

雷州半岛局部地热异常及其形成机制   总被引：15，自引：0，他引：15       下载免费PDF全文

陈墨香  夏斯高 《地质科学》1991,(4):369-383

雷州半岛地热场主要受基底构造格局的控制和地下水活动的影响,隐伏花岗岩体放射性元素生热对盖层地温的贡献不可忽视,第四纪更新世火山喷发活动的岩浆余热已几乎完全散失,岩浆体和围岩温度已趋于平衡。由火山喷发而形成的雷北螺岗岭和雷南石峁岭两个玄武岩台地,为半岛地下水的主要补给区,由于冷水流下渗的地温效应,新生界盖层浅部地温梯度<3℃/100m,呈现地热负异常。在以传导传热为主的区域,地热场特点与华北盆地相似,新生界盖层地温梯度与基底岩面的埋深密切相关。由于地壳深部较均一的热流在地壳表部再分配的结果,若干凸起区盖层地温梯度为4—5℃/100m,呈现地热正异常。某些控制凸起区的边界断裂,当深层热水沿其上涌,造成附加热源,和传导传热相叠加,盖层地温梯度可高达5—8℃/100m,形成更鲜明的地热正异常。  相似文献