The Fluxes and Behaviour of Plumes Inferred from Measurements of Coherent Structures within Images of the Bulk Flow     

H.C. Burridge  J.L. Partridge  P.F. Linden 《大气与海洋》2016,54(4):403-417

This paper describes how measurements of the movement of identifiable features at the edge of a turbulent plume can be interpreted to determine the properties of the mean flow and consequently, using plume theory, can be used to make estimates of the fluxes of volume (mass), momentum, and buoyancy in a plume. This means that video recordings of smoke rising from a chimney or buoyant material from a source on the sea bed can be used to make accurate estimates of the source conditions for the plume. At best we can estimate the volume flux and buoyancy flux to within about 5% and 15% of the actual values, respectively. Although this is restricted to the case of a plume rising in a stationary and unstratified environment, we show that the results may be of practical use in other more complex situations. In addition, we demonstrate that large-scale (turbulent) coherent structures at the plume edge form on a scale approximately 40% of the local (mean) plume half-width and travel at almost 60% of the average local (mean) velocity in the plume.  相似文献   

Weak ENSO Asymmetry Due to Weak Nonlinear Air–Sea Interaction in CMIP5 Climate Models   总被引：1，自引：0，他引：1  

Yan Sun  Fan Wang  De-Zheng Sun 《大气科学进展》2016,33(3):352-364

State-of-the-art climate models have long-standing intrinsic biases that limit their simulation and projection capabilities.Significantly weak ENSO asymmetry and weakly nonlinear air–sea interaction over the tropical Pacific was found in CMIP5(Coupled Model Intercomparison Project, Phase 5) climate models compared with observation. The results suggest that a weak nonlinear air–sea interaction may play a role in the weak ENSO asymmetry. Moreover, a weak nonlinearity in air–sea interaction in the models may be associated with the biases in the mean climate—the cold biases in the equatorial central Pacific. The excessive cold tongue bias pushes the deep convection far west to the western Pacific warm pool region and suppresses its development in the central equatorial Pacific. The deep convection has difficulties in further moving to the eastern equatorial Pacific, especially during extreme El Ni o events, which confines the westerly wind anomaly to the western Pacific. This weakens the eastern Pacific El Ni o events, especially the extreme El Ni o events, and thus leads to the weakened ENSO asymmetry in climate models. An accurate mean state structure(especially a realistic cold tongue and deep convection) is critical to reproducing ENSO events in climate models. Our evaluation also revealed that ENSO statistics in CMIP5 climate models are slightly improved compared with those of CMIP3. The weak ENSO asymmetry in CMIP5 is closer to the observation. It is more evident in CMIP5 that strong ENSO activities are usually accompanied by strong ENSO asymmetry, and the diversity of ENSO amplitude is reduced.  相似文献   

Anomalous Western Pacific Subtropical High during Late Summer in Weak La Nia Years: Contrast between 1981 and 2013     

Feng Xue  Fangxing Fan 《大气科学进展》2016,33(12):1351-1360

Both 1981 and 2013 were weak La Niña years with a similar sea surface temperature (SST) anomaly in the tropical Pacific, yet the western Pacific subtropical high (WPSH) during August exhibited an opposite anomaly in the two years. A comparison indicates that, in the absence of a strong SST anomaly in the tropics, the cold advection from Eurasian high latitudes and the convection of the western Pacific warm pool play important roles in influencing the strength and position of the WPSH in August. In August 1981, the spatial pattern of 500 hPa geopotential height was characterized by a meridional circulation with a strong ridge in the Ural Mountains and a deep trough in Siberia, which provided favorable conditions for cold air invading into the lower latitudes. Accordingly, the geopotential height to the north of the WPSH was reduced by the cold advection anomaly from high latitudes, resulting in an eastward retreat of the WPSH. Moreover, an anomalous cyclonic circulation in the subtropical western Pacific, excited by enhanced warm pool convection, also contributed to the eastward retreat of the WPSH. By contrast, the influence from high latitudes was relatively weak in August 2013 due to a zonal circulation pattern over Eurasia, and the anomalous anticyclonic circulation induced by suppressed warm pool convection also facilitated the westward extension of the WPSH. Therefore, the combined effects of the high latitude and tropical circulations may contribute a persistent anomaly of the WPSH in late summer, despite the tropical SST anomaly being weak.  相似文献   

江苏一次锢囚状MCS和相关中涡旋MCV的观测分析   总被引：1，自引：1，他引：0  

陈永林  俞小鼎  杨引明  王慧  刘红亚 《气象》2016,42(2):166-173

利用常规地面和高空气象观测资料,结合气象卫星云图和雷达回波,分析了2009年6月14日15—23时(北京时,下同),造成江苏强对流天气的一个中尺度对流系统(MCS)的锢囚状特征的形成过程及其垂直结构。地面中尺度分析表明,雷暴高压东侧在飑前倒槽北端发展的闭合低压环流的东南气流将暖湿空气输送到冷性雷暴高压的北侧形成东南一西北向的暖舌,从而形成锢囚状的结构。长三角探空网资料的垂直结构分析表明,在对流层下部地面到850 hPa为冷性的雷暴高压,在对流层中部700 hPa为冷性的α中尺度涡旋(MCV),而500 hPa已转变为暖性的MCV。静力学关系可以说明MCV仅仅存在于700~500 hPa的原因和MCS下冷上暖的热力结构密切相关。  相似文献   

中短期数字化天气预报技术现状及趋势   总被引：5，自引：3，他引：2  

代刊  曹勇  钱奇峰  高嵩  赵声蓉  谌芸  钱传海 《气象》2016,42(12):1445-1455

建立无缝隙集约化的天气预报业务体系,需要进一步加强中短期天气预报业务技术的发展。通过对现状回顾,指出经过2011—2015年的气象现代化建设,在我国国家级和部分省级业务单位已初步建立了数字化中短期业务预报技术流程,其包括数值模式系统、客观方法释用、预报主观编辑制作以及精细化格点后处理四个方面。但与国外发达国家相比,我国中短期业务技术还存在数值模式发展水平不高、客观预报技术方法未全面深入开展、缺乏有效技术工具支撑预报员进行订正、格点化的处理技术基础薄弱等问题。文章在发展现状和问题分析的基础上,提出未来应提高自主数值模式系统的基础支撑作用,深入发展海量预报信息的客观提取及订正技术,加强开发主观和客观融合的技术和工具平台,完善精细化的格点处理技术的发展思路,并进行具体阐述。最后,从技术发展的基础数据支持、路线选择、发展规律以及交流共享四个方面提出参考意见。  相似文献   

浙江盛夏一次强对流天气的特征及其成因分析   总被引：4，自引：2，他引：2  

沈杭锋  张红蕾  高天赤  勾亚彬  陈勇明 《气象》2016,42(9):1105-1113

利用常规气象观测资料、区域自动站加密观测资料、GFS 0.5°×0.5°逐6 h分析场数据,以及多普勒雷达、风廓线、微波辐射计探测资料,对2014年7月26日浙江盛夏一次强对流天气过程的特征及其成因进行了诊断分析,结果表明:此次过程发生在副热带高压边缘,由于高空槽东移过程中带来了弱冷空气的渗透,并有大量不稳定能量积聚,形成了午后"上干冷、下暖湿"这样有利于强对流发生的不稳定层结条件和环境背景场。当低层925 hPa的中尺度辐合线和对流层中层700 hPa的垂直上升运动区相重合时,中尺度辐合线附近在未来6 h内产生了强对流,这对强对流的发生发展具有一定的预报指示意义。宁波中尺度辐合线是由偏南风和东北风辐合而成,同时受沿海和喇叭口地形影响,该辐合线早已存在,之后触发了宁波地区的强对流天气。杭州中尺度辐合线是由于宁波雷暴的地面出流增强了偏东风气流,从而加强了偏东风与环境东北风的辐合,导致了杭州中尺度辐合线的形成,随后在辐合线附近出现了剧烈的对流天气。  相似文献   

变分同化框架通过背景误差协方差构建动力平衡约束的研究进展   总被引：1，自引：1，他引：0  

王瑞春  龚建东 《气象》2016,42(9):1033-1044

通过背景误差协方差构建动力平衡约束是变分同化框架设计的重要环节。它不仅帮助实现变量间的协同分析,提高观测使用效率,还能改善变分极小化问题的性状。本文在系统梳理通过背景误差协方差引入动力平衡约束的方式、流程的基础上,对求解目前全球和有限区域变分同化系统普遍采用的准地转平衡和静力平衡约束的共性问题和存在的不足作了归纳总结。分析了求解准地转平衡约束的三类方案:动力平衡方程方案、统计方案和动力-统计相结合方案的优缺点。对照比较了不同垂直离散方案下求解静力平衡约束时遇到的欠定问题的表现以及解决途径。最后,展望了基于背景误差协方差构建动力平衡约束在赤道等特殊地区、高分辨率同化系统、以及集合-变分混合同化系统发展中面临的挑战和机遇。  相似文献   

自动气象观测数据的质量控制   总被引：1，自引：1，他引：0  

郁珍艳  吴利红  高大伟  李正泉  樊高峰 《气象科学》2016,36(5):703-708

精细化气候变化分析及气候预测服务亟待发展,对高分辨率优质量的气候资料需求不断增长。本文利用缺测率、对比差值、空间一致性、粗差率、一致率5个指标对2009—2014年浙江省2 209个自动站温度数据进行评估分析,运用开放式可调整的评分标准,选取数据质量稳定可靠的站点,满足气候研究与业务的发展需求。共取得91个一级可用站,499个二级可用站,363个三级可用站,一级站主要分布于宁波和嘉兴地区,二级和三级站在各地都有较均匀的分布。在全省气候统计分析中,可以根据需求利用可用站。此外,有可用自动站参与的温度分布图完美呈现了地形对温度的影响,也使城市化发展突显出来,精细化的气候分析能更有效的为高山地区耕种制度及城市建设与规划提供科学依据。  相似文献   

新疆西南部一次局地对流性暴雨成因分析   总被引：1，自引：0，他引：1  

肉孜·阿基  王金辉  阿依谢姆古丽·孜比不拉  王东  阿不都热合曼·吐尔逊  支俊 《气象科技》2016,44(3):439-446

利用常规地面和探空气象资料、NCEP逐6h1°×1°的再分析资料和(CINRAD-CC)多普勒雷达探测资料,对2012年7月19日新疆阿图什罕见的短时对流性暴雨形成原因进行了诊断分析。结果表明:此次天气是在南疆低涡有利的环流背景下、低层中尺度低涡促进上升运动及触发不稳定能量释放产生的;冷空气的入侵是造成对流扰动发展的重要原因,同时地面小尺度系统对触发不稳定能量释放也有一定的作用;涡散场的配置、垂直速度、低层偏东急流和强不稳定能量满足了对流发生的基本条件,而较强的垂直风切变则使风暴明显增强;从喀什探空订正图来看,修正后的探空资料中各要素对开展强对流潜势预报有很好的指示意义,有待进一步总结验证;对多普勒雷达资料的分析表明,此次强降水具有强回波、强的垂直风切变、大的垂直液态水含量和较高回波顶高等,与强对流天气的发生发展及落区有较好的对应关系。  相似文献   

ZQZ TF型风传感器冻结故障自动检测装置设计     

朱世恒  何晓庆  朱平 《气象科技》2016,44(6):902-906

近年来我国大部分地区在冬、春两季多遭受冻雨灾害,自动气象站的风向风速传感器容易因冻结而无法正常工作。针对冻结故障的实时检测问题,本文设计了一种基于ZQZ-TF型风传感器的故障自动检测装置。该装置通过检测风传感器的工作电压和工作电流,实现对传感器实时状态的监控。同时,结合具体的故障诊断算法,能够快速判断风传感器是否被冻结。系统的核心硬件电路、软件算法可分别集成在自动气象站风向风速数据采集电路和嵌入式软件中,具有结构紧凑、操作简单的特点。经验证,该装置能够实时检测风传感器冻结故障,且工作稳定,检测精度高。  相似文献