基于湍能耗散率的航空颠簸集成预报方法          下载免费PDF全文

蔡雪薇  万子为  吴文辉  杨波  蚁志鸿 《大气科学》2023,(4):1085-1098

为提升对飞机颠簸的客观预报能力，设计一种新的基于湍能耗散率（Energy Dissipation Rate，简称EDR）的航空颠簸集成预报算法，预报结果可实现与机载探测到的新型颠簸实况直接对比验证，且预报强度不受机型差异的影响。该算法利用中国气象局中尺度天气数值预报系统（CMA-MESO）的基本气象要素计算多个代表晴空颠簸（Clear Air Turbulence，简称CAT）和山地波（Mountain Wave Turbulence，简称MWT）的预报指数，在各预报指数和颠簸实况EDR的概率密度函数均基本符合正态分布的假设条件下，利用前期各指数和实况之间的概率密度匹配关系，将原预报指数在实时数值预报中转换为以EDR为单位的预报值；再将其根据预报评分给予不同权重，集成为包含晴空颠簸和山地波的EDR颠簸预报产品。主客观检验结果均显示这种颠簸预报产品能够大致反映不同区域和类型的颠簸情况，多种算法的集成预报效果总体好于单一指数预报；相对作用特征检验（ROC）表明轻度以上颠簸的预报结果可以提高命中率并降低空报率，具有较高的预报正技巧。  相似文献   

高温和台风影响下的苏州城市粗糙子层湍流通量特征          下载免费PDF全文

陈燕  周学东  汪宁  惠品宏  朱焱 《气象科学》2021,41(1):60-69

利用苏州地区2011年12月20日—2012年8月13日的湍流观测资料对不同季节、高温、台风强天气过程下的湍流特征进行分析。结果表明:城市地区不同季节动量通量、感热通量、潜热通量日变化明显,各通量的夏季平均值、最大值均高于冬春季,夏季感热通量日最大值为160.2 W·m^-2,感热在城市地表能量平衡中的作用大于潜热,各季节潜热通量平均值仅为感热通量的40%~45%。降水量和植被覆盖度影响地表能量平衡,尤其影响地表热量在感热和潜热之间的分配。在高温天气过程中,感热通量增加明显,其峰值约是夏季平均的1.93倍。由于水汽较少,潜热通量明显减少,约为夏季日平均值的60%。速度三分量谱中u谱与w谱在低频区存在两个峰值,说明在城市复杂下垫面里,湍流激发机制中存在低频过程的影响。在台风天气过程中,动量通量大且变化快,感热输送弱,潜热输送波动大。速度谱w基本不符合"-5/3"次律,惯性子区最小且向高频移动,这和台风内部的复杂上升下沉气流有关。  相似文献   

北极冰雪表面能量平衡研究进展     

邹小伟  杨堤益  田彪  张雷  孙维君  李昭  丁明虎 《极地研究》2023,(1):139-151

北极地区冰/雪-大气相互作用的过程,尤其是冰雪表面反照率的变化,是制约我们认识北极地区气候系统快速变化的关键科学问题。目前已有的研究表明,随着观测技术和方法的进步,北极冰雪表面能量平衡研究取得了较大的进展,但由于缺乏高质量、时空连续的观测试验数据,大部分参数化方案、遥感及模式产品等在北极不同区域的适用性仍待评估。因此,北极地区观测站点的加密、综合观测试验的开展和多源卫星遥感体系的进一步完善,能为遥感卫星产品及复杂参数化方案在北极的评估验证提供数据支撑,也可以揭示更多潜在的冰雪表面能量平衡相关的过程和机理,加深对极地海-冰/雪-气相互作用的理解,更好地服务于极地冰冻圈与气候变化研究。  相似文献   

用常规探空资料估算C_n²和ε垂直变化初探     

戴铁丕  潘闻天  朱素芳  毕志刚 《大气科学学报》1997,20(2):251-258

用南京、射阳的常规探空资料建立了估算折射率结构常数C_n²和湍能耗散率ε垂直变化理论模式。结果表明:用该理论模式计算的ε值与用天气脉冲多普勒雷达探测的速度谱宽σ_r²再估算得到的ε值有较好的一致性。  相似文献   

利用尺度自适应大气边界层湍流参数化方案对一次陆地浓雾的数值模拟          下载免费PDF全文

乔崛  彭新东 《气象》2024,50(4):449-460

为提高大气数值模式的模拟能力,改进大气边界层水汽、热量湍流输送计算和大雾天气的模拟效果,选用WRF三维非静力模式,采用具有局地和非局地垂直湍流尺度自适应计算能力的MYNN_SA参数化方案,对2017年12月28—29日我国华北—江淮地区的大范围浓雾过程进行了数值模拟研究,探讨从中尺度到灰区尺度分辨率范围,模式的尺度自适应大气边界层湍流参数化方案对稳定大气边界层发展、湍流输送和大雾天气模拟的影响。利用中国地面气象站观测资料和ERA5再分析数据,在接近灰区尺度的网格分辨率上,利用尺度自适应大气边界层湍流MYNN_SA参数化方案较之中尺度参数化MYNN方案,可明显改善次网格湍流输送计算,以及陆地浓雾的强度、空间分布和时间演变特征,可更精确地模拟云水混合比、逆温层和雾区的垂直结构。  相似文献   

兴化湾的潮流研究   总被引：1，自引：0，他引：1  

高劲松  周良明 《海岸工程》2009,28(4):1-10

位于兴化湾内的江阴港是福州首要发展的新港，目前正准备扩建泊位，因此了解兴化湾的潮流特征有着重要意义。此前对兴化湾的潮流模拟都是采用二维不规则三角形网格，且重点分析2个水道区的潮流特征，缺乏对整个兴化湾流场的把握。而本文则通过三维ECOMSED模式，采用更为精细的网格对兴化湾的潮流特征进行模拟。通过模拟结果和实测值的比较，发现模拟结果较好，可以准确地分析兴化湾的潮流特征。分析发现，该海域的流主要为往复流，具有驻波性质；余流场中存在2对因地形作用而产生的气旋和反气旋涡旋；同时发现垂直湍粘滞系数在垂向上为抛物线型分布，而在时间上具有周期性变化，且与流速变化有很好的对应关系。  相似文献   

应用湍流通量理论分析蒸发波导机理     

郭相明  康士峰  张玉生  成印河 《海洋技术学报》2009,28(2)

蒸发波导是近海面经常出现的大气结构.从湍流运动方程出发,基于近海面海-气耦合湍流通量理论和算法分析了蒸发波导机理.对气象要素变化时,蒸发波导高度和感热、蒸发潜热和动量通量间的关系进行了分析,表明蒸发波导的形成和湍流通量具有明显相关性,为蒸发波导机理研究提供了新途径.  相似文献   

北冰洋次表层暖水形成机制的研究   总被引：4，自引：0，他引：4  

陈志华  赵进平 《海洋与湖沼》2010,41(2):167-174

分析了北冰洋加拿大海盆上层海水温度结构特征,针对在海冰覆盖区域普遍发生的次表层暖水现象,建立了冰海耦合的一维柱形模式,成功模拟了次表层暖水的垂向结构和形成机制,证明了太阳辐射加热和表层冷却是次表层暖水的成因。通过数值实验定量分析了形成次表层暖水各因子的作用,表明太阳辐射是形成次表层暖水的能量来源;长波辐射、气温和比湿等其他大气因子对次表层暖水强度有较大影响;在厚冰区不能形成次表层暖水,海冰越薄,水道面积越大,则冰下次表层海水温度升高得就越快,薄冰和冰间水道是形成次表层暖水的主要能量通道;通过模式的拟合给出湍扩散系数垂向变化的估值,冰下表层海水垂向湍扩散系数为5.0×10-3m2/s左右,而次表层垂向湍扩散系数却快速降低到1.0×10-6m2/s,表明跃层导致的稳定性增大是形成次表层暖水尖峰的关键因素。  相似文献   

夏季珠江口溶解氧垂向输运数值模拟研究   总被引：1，自引：1，他引：0       下载免费PDF全文

张恒  李适宇 《海洋学报》2010,32(1):34-46

通过建立一个珠江口三维水质模型,对夏季珠江口溶解氧垂向输运进行研究。结果表明:潮汐、风及上升流间歇性破坏层化,令溶解氧垂向对流及扩散通量的方向和大小随潮汐发生周期性变化。在西四口门海域,由于水体层化稳定,垂向上对流及扩散作用产生的溶解氧输运通量都较小,且相互平衡;在伶仃洋内的深槽,径流与潮汐的相互作用强烈,层化被间歇性地打破,溶解氧的垂向对流通量大于扩散通量,导致底层溶解氧浓度产生波动;在伶仃洋内的西部浅滩上,层化相对稳定,溶解氧的垂向扩散通量大于对流通量。这表明在珠江口不同区域,垂向的对流扩散作用对溶解氧垂向输运起不同作用,从而影响表底层溶解氧的浓度。  相似文献