关于业务上应用条件对称不稳定相关问题的讨论   总被引：1，自引：0，他引：1  

章丽娜  周小刚  夏扬 《气象学报》2018,76(5):824-832

条件对称不稳定（CSI）理论常常被用来作为倾斜对流的发展机制之一,在业务上常用来解释与锋面相联系的一条或多条中尺度雨带、雷达图像上观测到的带状雨带的成因等。条件对称不稳定的诊断包括CSI斜率判据、斜升对流有效位能（SCAPE）、湿对称不稳定（MSI）、相当位涡（EPV）等判据。业务预报人员存疑较多的问题是这些方法是否具有一致性并在业务上如何使用。针对上述问题,首先通过与业务预报人员较熟悉的条件不稳定类型作类比,来说明条件对称不稳定两种判据与条件不稳定两种判据的相似性。但在业务使用上,判别条件对称不稳定时多使用CSI斜率判据,即等动量面的坡度大于等位温面坡度而小于等湿球位温面坡度。由于条件对称不稳定通常出现在大气处于几乎饱和的情况下,此时的CSI斜率判据则演变为湿对称不稳定判据,即等动量面坡度小于等湿球位温面坡度。为判别相当位涡与湿对称不稳定判据是否具有一致性,文中的推导和实例分析均表明,二维相当位涡实际上是湿对称不稳定判据的另一种表现形式,但是湿对称不稳定判据需主观去比较等相当位温面与等动量面斜率大小,而二维相当位涡则可通过其是否小于0进行客观判断。需注意的是,在与推导条件对称不稳定斜率判据相同的二维坐标下,相当位涡与湿对称不稳定判据才具有一致性,将相当位涡扩展到常规坐标下使用三维相当位涡作为湿对称不稳定判据是不可取的。   相似文献   

东亚地区南北两个风暴源地中风暴的结构和动力学差异     

赵远冰  梁湘三  朱伟军 《气象学报》2018,76(5):663-679

基于欧洲中心中期天气预报再分析资料(ERA-40),使用涡旋追踪和合成技术、多尺度子空间变换以及局地多尺度能量分析方法研究了东亚地区南北两个风暴源地中风暴的差异。结果发现,南、北两个源地风暴在结构上和内部动力过程上均存在着显著不同。南支源地(40°N以南)风暴底层比高层强,与线性斜压模式中的最不稳定模态结构相似;而北支源地(40°N以北)风暴则正好相反,与下游发展理论所描述的斜压波结构相似。并且发现,南支源地风暴的非地转风场比北支源地风暴的强。能量学诊断结果显示,南支源地风暴的能量源除了斜压不稳定外,有很大一部分来自正压不稳定,而北支源地风暴中则是存在弱的动能逆尺度传输。此外,南支源地风暴的浮力转换和非绝热做功均比北支源地风暴的强,其主要原因是南支源地风暴的垂直运动更强,风暴中的水汽更加充足。   相似文献   

特殊地形对鄂东北一次局地强降水过程的作用机制分析   总被引：3，自引：3，他引：0  

李超  崔春光  蒋兴文  王晓芳  赖安伟  汪小康 《气象》2018,44(9):1117-1135

基于FNL1°×1°再分析资料和来自国家气象信息中心的区域自动站与CMORPH小时降水融合产品,通过高分辨率的WRF数值模拟,本文重点分析了2015年7月22-24日期间在西南涡东移过程中,受长江中下游特殊地形影响,在鄂东北江汉平原河谷地区诱发生成的一次短时局地强降水天气过程,围绕特殊地形对局地降水增幅的作用机制展开一系列的深入研究,研究结果表明:此次局地强降水过程是在长江中下游特殊的中尺度地形影响下,配合东移西南涡前部偏南暖湿气流的输送,两者共同作用而诱发产生,此次局地降水过程持续时间短,降水增幅显著。之后,通过研究单一地形对局地降水的影响发现,大别山脉作为单一地形的作用效果为提升局地降水增幅,扩大强降水范围;幕阜山脉作为单一地形的作用效果为削弱降水增幅,缩小强降水范围。进一步深入分析上述单一地形影响降水变化的作用机制得出,大别山脉的地形作用有利于局地强降水区附近对流层低层的层结对流不稳定性增强,以及降水区近地面层冷池的维持和增强,有利于提升局地降水的增幅。而与大别山脉对局地降水作用效果不同,就幕阜山脉单一地形而言,地形对偏南暖湿气流的阻挡作用,削弱了局地强降水期间进入降水区的水汽通量,继而对局地降水的增幅有抑制作用。此外通过研究组合地形对局地降水的影响时发现,大别山脉、幕阜山脉、皖南山地,以及幕阜山脉和皖南山地之间的狭窄河谷地形共同构成的类似"喇叭口"地形,其产生的狭管效应,使进入地形区内的偏南气流辐合加强,而幕阜山脉和大别山脉之间的河谷地区,作为偏南气流从幕阜山脉东侧绕流进入江汉平原的重要通道,有效保证了强降水区域内充足的正涡度平流输送,上述有利的地形组合配置对于局地降水发展增强起到了至关重要的作用。  相似文献   

中国泛华北地区冷季高架对流特征气候统计分析   总被引：2，自引：2，他引：0  

刘洲洋  俞小鼎  王秀明  周小刚 《气象》2018,44(2):258-267

本文利用常规地面、高空、区域自动站观测资料、灾害性强对流天气监测记录资料以及NCEP分析数据,对2000—2015年泛华北地区(32.5°~53.5°N、105°~135°E)冷季(除6、7、8月以外)高架对流时空分布特征、锋面环境特征以及不稳定机制进行统计分析。研究发现,泛华北地区冷季高架对流多发生于河南中北部、山东西部及河北中南部。从季节分布来看,2和11月是冷季高架对流发生最多的月份,呈"双峰型"分布特征。冷锋是引发泛华北地区冷季高架对流的主要锋面系统,约占高架对流事件总数的60%。高架对流发生时常伴随有较强的冷垫及锋面逆温,有超过半数的高架对流发生在温差超过6℃的逆温层之上。逆温层顶高多位于850hPa之上甚至能达到700hPa。高架对流发生时多伴随有20~30m·s~(-1)的0~6km强垂直风切变,这一强斜压特征有利于条件对称不稳定及其导致的高架倾斜对流的发生。经过分类与统计发现,条件对称不稳定和弱条件稳定度或近湿中性大气层结下的锋生强迫引发的较强上升运动是造成华北冷季高架对流的主要不稳定机制。  相似文献   

Mapping and assessing crop diversity in the irrigated Fergana Valley,Uzbekistan     

《Applied geography (Sevenoaks, England)》2017

Crop diversity (e.g. the number of agricultural crop types and the level of evenness in area distribution) in the agricultural systems of arid Central Asia has recently been increased mainly to achieve food security of the rural population, however, not throughout the irrigation system. Site-specific factors that promote or hamper crop diversification after the dissolvent of the Soviet Union have hardly been assessed yet. While tapping the potential of remote sensing, the objective was to map and explain spatial patterns of current crop diversity by the example of the irrigated agricultural landscapes of the Fergana Valley, Uzbekistan. Multi-temporal Landsat and RapidEye satellite data formed the basis for creating annual and multi-annual crop maps for 2010–2012 while using supervised classifications. Applying the Simpson index of diversity (SID) to circular buffers with radii of 1.5 and 5 km elucidated the spatial distribution of crop diversity at both the local and landscape spatial scales. A variable importance analysis, rooted in the conditional forest algorithm, investigated potential environmental and socio-economic drivers of the spatial patterns of crop diversity. Overall accuracy of the annual crop maps ranged from 0.84 to 0.86 whilst the SID varied between 0.1 and 0.85. The findings confirmed the existence of areas under monocultures as well as of crop diverse patches. Higher crop diversity occurred in the more distal parts of the irrigation system and sparsely settled areas, especially due to orchards. In contrast, in water-secure and densely settled areas, cotton-wheat rotations dominated due to the state interventions in crop cultivation. Distances to irrigation infrastructure, settlements and the road network influenced crop diversity the most. Spatial explicit information on crop diversity per se has the potential to support policymaking and spatial planning towards crop diversification. Driver analysis as exemplified at the study region in Uzbekistan can help reaching the declared policy to increase crop diversity throughout the country and even beyond.  相似文献   

Role of hydrological regime and floodplain sediments in channel instability of the Bhagirathi River,Ganga-Brahmaputra Delta,India     

Sanat Kumar Guchhait  Aznarul Islam  Balai Chandra Das  Nishith Kumar Maji 《自然地理学》2016,37(6):476-510

Abstract

This research deals with the surface dynamics and key factors – hydrological regime, sediment load, and erodibility of floodplain facies – of frequent channel shifting, intensive meandering, and lateral instability of the Bhagirathi River in the western part of the Ganga-Brahmaputra Delta (GBD). At present, the floodplain of the Bhagirathi is categorized as a medium energy (specific stream power of 10–300 W m^?2), non-cohesive floodplain, which exhibits a mixed-load and a meandering channel, an entrenchment ratio >2.2, width–depth ratio >12, sinuosity >1.4, and channel slope <0.02. In the study area, since 1975, four meander cutoffs have been shaped at an average rate of one in every 9–10 years. In the active meander belt and sand-silt dominated floodplains of GBD, frequent shifting of the channel and meander migration escalate severe bank erosion (e.g. 2.5 × 10⁶ m³ of land lost between 1999 and 2004) throughout the year. Remote sensing based spatio-temporal analysis and stratigraphic analysis reveal that the impact of the Farakka barrage, completed in 1975, is not the sole factor of downstream channel oscillation; rather, hydrogeomorphic instability induced by the Ajay–Mayurakshi fluvial system and the erodibility of floodplain sediments control the channel dynamics of the study area.  相似文献   

POM模式在日本南部黑潮路径变异研究中的应用          下载免费PDF全文

邹广安 《海洋科学》2016,40(2):151-158

日本南部黑潮路径变异对北太平洋地区的气候和环境具有显著的影响,对黑潮路径变异的研究具有重要的意义。本文利用POM(Princeton Ocean Model)数值模式模拟了日本南部黑潮的路径变异情况,分析了黑潮大弯曲路径形成的可能机制。研究结果表明,当黑潮处于非大弯曲路径时,相对位势涡度的平均值呈现递减趋势,说明日本南部低位势涡度水在不断积累,这样会使得四国再循环流的强度增强,迫使黑潮保持平直路径,同时,近岸黑潮垂直流速剪切增大,斜压不稳定性的作用也逐渐增大;当黑潮从非大弯曲路径向大弯曲路径过渡时,再循环流强度的减弱会导致黑潮的流速剪切减小。根据海表高度异常场以及海洋上层流场信息发现,近岸黑潮附近的气旋涡会随着再循环流区域反气旋涡的东侧向南运动,最终导致黑潮大弯曲的发生。分析涡流的能量,结果显示,黑潮大弯曲路径的形成与斜压不稳定性密切相关。  相似文献   

黑潮延伸体上游中尺度涡场的年代际振荡及其相关机制   总被引：1，自引：1，他引：0  

王世红  刘志亮  庞重光  刘会庆 《海洋学报(英文版)》2016,35(5):9-17

黑潮延伸体上游区域的中尺度涡场的涡动能和涡特征尺度存在显著地年代际振荡,和黑潮延伸体路径的年代际变化有很好的相关性。当黑潮延伸体路径比较稳定时,其上游区域涡动能比较高,涡特征尺度比较大,反之相反。通过对黑潮延伸体上游区域的中尺度涡场进行集合分析发现:当黑潮延伸体处于稳定状态时,上游涡场几乎是各向均匀地,有轻微的径向伸长;而当黑潮延伸体处于不稳定状态时,上游的中尺度涡场有显著地纬向伸长。对与中尺度涡场的产生相关的线性斜压不稳定和正压不稳定进行了计算分析,结果显示,线性斜压不稳定不是控制中尺度涡场年代际变化的机制,而正压不稳定对中尺度涡场的年代际变化有积极的贡献。不稳定产生的中尺度涡之间存在非线性涡-涡相互作用。  相似文献   

An explanation of the dimensions of penumbral filaments     

Zhou Dao-qi 《Chinese Astronomy and Astrophysics》1991,15(4):453-460

Unstable pertubation modes exist in the magnetic field of penumbral electric current and I think the penumbral filaments are formed from the development of such modes. Under the short wave approximation the non-adiabatic dispersion equation is solved in the radial and transverse directions of the sunspot. From the condition of instability the length and width of the penumbral filament can be evaluated and it is found that the filament mode is static in the direction of the length and is non-moving in the direction of the width, that the penumbral filaments are a feature of the sunspot magnetic flow under gravity and that the presence of the filaments implies the existence of a twisted magnetic field.  相似文献   

静力平衡近似下大气中非线性对称运动的稳定性、分岔和突变     

彭晓林  罗德海 《成都信息工程学院学报》1991,(Z1)

本文在考虑基本气流具有非线性切变情况下,导出了对称运动所满足的非线性常微分方程,并用非线性系统的稳定、分岔、突变理论,严格地讨论了非线性对称运动的稳定性、分岔和突变问题,获得了一个推广的对称不稳定判据,找到了突变产生的条件。  相似文献