Effects of surface drag on low-level frontogenesis within baroclinic waves     

ZHANG Yi & TAN ZheMin? Key Laboratory of Mesoscale Severe Weather of Ministry of Education  and Department of Atmospheric Sciences  Nanjing Univer- sity  Nanjing  China 《中国科学D辑(英文版)》2007,50(2):306-319

Using a three-dimensional nonhydrostatic mesoscale numerical model (MM5), the evolution and structures of baroclinic waves with and without surface drag in case of dry and moist atmosphere are simulated, with special emphases on the effects of surface drag on the low-level frontal structure and frontogenesis. There are two different effects of surface drag on the low-level frontogenesis in the dry case. On one hand, the surface drag weakens the low-level frontogenesis and less inclined to develop the baroclinic wave due to the dissipation. But on the other hand, the surface drag induces a strong ageostrophic flow, which prolongs the low-level frontogenesis and finally leads to the enhancement of cold front. Compared with the no surface drag case, the surface drag increases the frontal slope espe- cially in the boundary layer, where the front is almost vertical to the surface, and then enhances the prefrontal vertical motion. All these conclusions expanded the analytical theory of Tan and Wu (1990). In the moist atmosphere, the influence of surface drag on frontal rainbands is also obvious. The surface drag weakens the convection, and reduces the energy dissipation near the surface when the initial relative humidity is relatively weak. At this time, the confluence induced post-frontal updrafts moves across the cold front and reinforces the prefrontal convection, which is beneficial to the maintenance of the rainband in cold sector. Given the enhancement of relative humidity, the moist convection domi- nates the low-level frontogenesis while the retardation of surface drag on energy dissipation is not obvious, therefore the effects of surface drag on the low-level frontogenesis and precipitation are re- duced.  相似文献   

一次纬向暴雨过程的湿对称不稳定与锋生分析     

邓承之  张亚萍  方德贤  翟丹华  吴钲  何跃 《气象》2019,45(11):1527-1538

利用常规观测、加密自动站、NCEP/NCAR(1°×1°)再分析及WRF数值模拟资料,诊断分析了2016年6月27—28日重庆南部大暴雨天气的纬向雨带及湿对称不稳定特征,结果表明:(1)纬向雨带形成并发展于低空湿对称不稳定区,纬向雨带形成前,湿对称不稳定逐渐增强,纬向雨带形成后,湿对称不稳定缓慢释放,湿对称不稳定的持续释放促进了纬向雨带的持续发展。(2)纬向锋生效应的增强,引起低空湿位涡水平分量MPV2的负值增长,为湿对称不稳定的增强及维持提供了有利条件,可能是此次暴雨过程中纬向雨带生成及持续发展的重要机制。  相似文献   

矢量分析法在福建两次飑线天气过程分析中的应用     

林金凎  龚振彬  吴启树 《台湾海峡》2006,(1)

简要介绍了准地转Q矢量分析方法,并用NCEP 1°×1°格点资料计算了Q矢量、Q矢量散度场及Q矢量锋生函数等物理量.从Q矢量流场、Q矢量散度场水平和垂直分布,及Q矢量锋生函数场分布等方面,对2005年5月5日福建前后两次飑线天气过程进行了分析.其结果表明Q矢量分析方法对强对流天气的预报具有指示作用.  相似文献   

近60年黑龙江省台风暴雨统计及环流特征分析     

任丽  王晓雪  张桂华 《热带气象学报》2023,(2):159-170

使用台风最佳路径、黑龙江省83个国家基本气象站日降水量资料及NCEP NC再分析资料,对近60年黑龙江省台风活动规律、台风暴雨时空分布和环流形势及各物理量统计特征等进行分析。结果表明：2010年以后造成暴雨的台风个数增加,2015年之后台风暴雨强度持续增加,2020年达到最强。黑龙江省台风暴雨站次最多的时间是7月下旬至9月上旬。黑龙江省受台风影响出现暴雨的次数自东南向西北递减,暴雨次数多的站点一般与地形有关。将台风暴雨过程的高空环流形势分为3型8类,A型暴雨过程以台风环流降水为主,多数为稳定性降水,降水持续时间较长,B型和C型暴雨过程有较强冷空气参与,对流活跃,通常雨强较大。给黑龙江省带来大范围暴雨的环流形势有5类。以A-Ⅱ和C-Ⅰ两种环流形势出现的台风个数最多,A-Ⅱ和B-Ⅱ造成的暴雨范围最广。黑龙江省台风暴雨过程低空均有低涡活动;水汽主要来自日本海和黄渤海;低层辐合中心与暴雨区有较好的对应关系。A-Ⅱ类台风暴雨的各个物理量特征最突出（假相当位温和比湿略小于B-Ⅱ类）;B-Ⅱ类台风暴雨过程的暖湿空气最强,尽管动力条件稍差,但较好的热力和水汽条件也足以造成大范围的暴雨天气,成为平均单个过程出现暴雨以上站次最多的类型。  相似文献   

对一个西北太平洋上冷锋结构和锋生过程的分析   总被引：2，自引：0，他引：2  

毕玮  傅刚  杨育强  郭敬天  石睿 《中国海洋大学学报(自然科学版)》2005,35(4):527-533

为做好海上危险天气系统的预报,利用GMS(Geostationary Meteorology Satellite)-5红外卫星云图和美国国家环境预报中心NCEP(National Centers for Environmental Prediction)的航空FNL(Final Analysis)资料对2003年1月3日至4日发生在西北太平洋上的1个典型冷锋结构和相伴随的锋生过程进行了研究。卫星云图显示,该冷锋于2003年1月3日00UTC形成于西北太平洋上空,与锋面相伴随的云带呈东北-西南走向,东起日本岛西南部,西至台湾岛以西。该冷锋于1月4日04UTC在西北太平洋上空消亡。FNL资料分析表明,在锋区内存在1个较大的水平温度梯度带,水平风切变明显。该冷锋在垂直方向上具有明显的“鼻状”结构,“鼻尖”约在900hPa高度上。分析发现锋生函数呈水平带状分布,其后缘基本上与海洋冷锋相重合。900hPa以下的低空锋区内剪切项起主要的锋生作用,850hPa以上的高空锋区内拉伸项起主要的锋生作用,而扭转项与锋生函数的特征一致——锋生作用在锋前最为显著。  相似文献   

一次秋季暴雨天气成因分析   总被引：2，自引：1，他引：1  

范俊红  郭树军  王世彬  李芸 《气象》2005,31(9):62-65

利用常规气象资料、山东济南WSR-98D雷达资料等,分析了2003年10月9～12日的高空环流形势、地面气压场,物理量场、单站降雨量随时间的演变、组合反射率与基本速度图等。结果表明：（1）稳定的500hPa环流形势是造成暴雨的必要前提：（2）暴雨区内的水汽供应主要是边界层内的水汽通量辐合造成的;（3）地面中尺度气旋的徘徊打转使气旋北部长时间维持强烈辐合运动,与高层辐散形成的“抽吸作用”．造成暴雨区强烈的上升运动;（4）沧州站每小时降水量的两个峰值分别与两支低空急流的交汇、地面中尺度气旋强烈发展时刻相对应。  相似文献   

变形场锋生对0108登陆台风温带变性和暴雨形成作用的诊断分析   总被引：12，自引：2，他引：10  

韩桂荣  何金海  樊永富  邓华军 《气象学报》2005,63(4):468-476

文中利用MM5模式对0108(桃芝)台风温带变性特征及暴雨的发生发展机制进行了诊断分析。分析表明0108(桃芝)台风登陆后其大风区向外扩展,中心区以外的气压仍有下降。由于锋面的斜压作用其温度场结构发生了明显变化,由对称的暖心结构演变为半暖半冷的温带气旋非对称结构,相对应的高度场、流场特征亦表现出非对称结构。通过计算变形向量、锋生函数及非地转风的分布,发现在锋生函数中变形项所起作用比散度项和倾斜项要早、要大,对台风温带变性有重要的作用。而锋生结果加强了风场的非地转性并强迫出锋面垂直次级环流,造成强烈的辐合上升运动,引起台风暴雨的增幅。  相似文献   

Climatological Characteristics of Frontogenesis and Related Circulations over East China in June and July   总被引：1，自引：0，他引：1       下载免费PDF全文

HOU Jun  GUAN Zhaoyong 《Acta Meteorologica Sinica》2013,27(2):144-169

Based on daily precipitation data from 212 stations in East China and NCEP/NCAR daily global final analysis data in June and July from 2000 to 2010, the climatological characteristics of frontogenesis and related circulations have been analyzed. The results demonstrate that frontogenesis function distributes nonuniformly in East China. The different terms of the kinematic frontogenesis show different intensities and distributions of frontogenesis. The strongest frontogenesis integrated from different kinematic frontogenesis terms is observed in the Jianghuai area. Frontogenesis events are separated into four types as per the different shear and convergence types of horizontal wind along the strong frontogenesis band at 850 hPa. The four types include the warm shear type, cold shear type (with two subtypes), west wind convergence type, and east wind convergence type. The events in different frontogenesis types occur with different frequencies over the past decade. The warm shear type occurs most frequently. Different types of frontogenesis have distinctive horizontal and vertical structures. Strong frontogenesis is featured with 340-K contour of θ_se parallel to the frontal zone in the vertical. Varied large-scale circulation patterns manifested in shifted location and strength of cyclone or anticyclone, wind convergence, as well as vertical circulation structure are associated with different types of frontogenesis. Moreover, a strong positive correlation between frontogenesis and precipitation is found, i.e., the stronger the frontogenesis, the more precipitation there is. Daily precipitation related to the warm shear type frontogenesis is the largest, and often occurs inside the frontal zone with the same orientation with the strong frontogenesis belt. The second largest daily precipitation occurs with the cold shear type frontogenesis, and related rainfall is usually observed to the south of the frontal zone, with the rain belt extending northeastward. Precipitation related to the west wind convergence type frontogenesis is the third largest, occurring mostly in the south of the frontal zone.  相似文献   

2010年1月鄂东一次暴雪过程中尺度分析   总被引：1，自引：0，他引：1  

张宁  张萍萍  龙利民  苟阿宁 《湖北气象》2013,(1):46-52

利用常规观测资料及NCEP／GFS再分析资料,对2010年1月5—6日发生在湖北东部的暴雪过程进行中尺度分析。结果表明：500hPa北支槽后干冷空气配合南支槽前西南暖湿气流形成的冷暖交汇以及850hPa低涡北抬发展是产生暴雪的主要天气背景;200hPa高空急流、700hPa西南急流、925hPa东北气流、850hPa气流汇合区、700hPa及850hPa露点锋、锋生次级环流、风向随高度强烈顺转的垂直风切变以及地面中尺度辐合区的有利空间配置,对暴雪预报具有重要指示意义。此外,在上述研究的基础上对此次暴雪过程的三维物理模型进行了总结。  相似文献   

锋生及其次级环流对北京2012.7.21最大降水增幅和最大降水的影响   总被引：3，自引：0，他引：3  

刘海文  全美兰  朱玉祥  孙艳玲 《热带气象学报》2014,30(5):911-920

利用常规观测、加密站逐时的降水、NCEP/NCAR再分析资料和卫星资料,使用天气动力学诊断方法,分别分析了锋生及其次级环流对北京7.21暴雨过程中最大降水增幅和最大降水的影响。结果表明,北京地区的降水增幅和最大降水发生时刻并不一致。21日14时为北京最大降水增幅时刻,而次大降水增幅时刻的19时却为北京降水最大时刻。北京降水不论是增幅最大还是降水最大都与锋生处于北京的具体位置有关。21日14时,伴随着锋生函数正值区伸展到北京地区,其总锋生函数开始增大,此时高空急流导致的次级环流的上升支与冷锋前的上升支重合,使得地面锋前形成一深厚的上升运动,北京地区出现最大降水增幅;但在北京降水最大时刻,锋生函数大值中心移动到北京上空,其总锋生函数达到最大,在急流-锋系所产生的次级环流中,主要表现为在暖区一侧有强烈的上升运动,这和经典的急流-锋系所揭示的次级环流并不相同。同时,来自孟加拉湾从高原西侧经过河套地区到达北京的准"s"型异常水汽通道,则为北京7.21最大降水增幅时刻提供了良好的水汽条件。而北京最大降水时刻,南海水汽通道成为主要水汽来源,来自孟加拉湾的水汽输送则明显减弱。  相似文献