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1.
2012年7月21日北京特大暴雨的多尺度特征   总被引:22,自引:5,他引:17       下载免费PDF全文
本文采用观测和NCEP分析场资料对2012年7月21日发生在北京地区的特大暴雨过程的天气形势、水汽来源和中尺度对流系统的特征进行了研究。结果如下:"7.21"北京暴雨过程是高低空与中低纬系统共同配合的结果,暴雨发生在"东高西低"的环流形势下,低涡、切变线、低槽冷锋和低空急流为此次过程的主要影响天气系统;孟加拉湾至西太平洋地区热带辐合带(ITCZ)活跃,其中热带气旋的活动有利于水汽向东亚大陆输送,此次暴雨过程中华北地区的水汽源地包括孟加拉湾和我国东部的渤海、黄海等,低层的水汽主要来自东部,中层的水汽主要来自孟加拉湾;北京的强降雨有两段,第1段降雨虽然发生在冷锋前,但有明显冷空气的侵入,并与地形和东风的作用有关,第2段降雨对流的组织和增强与冷锋强迫相关。在有利环境下,中尺度对流系统频繁发生发展,持续时间长,且稳定少动是此次特大暴雨形成的重要原因。  相似文献
2.
北京地区大气污染分布的“南北两重天”现象   总被引:8,自引:2,他引:6       下载免费PDF全文
利用2006年北京地区空气质量监测站和自动气象站网资料,以及华北地区中尺度气象观测资料,分析了北京地区大气污染分布的“南北两重天”现象.通过对此类现象发生过程中天气形势和北京地区气象要素的分析,指出了造成该现象的天气学成因和气象要素特征.研究结果表明,2006年北京共发生47次“南北两重天”现象,其中大部分发生在秋、冬季的午夜至次日上午,且多为南差北好的污染物分布情景.该现象的发生与北京地区中-α尺度天气系统活动的一些特征有关,特别是与干冷空气进入北京地区的路径以及移动速度的区域差异有关.另外,在弱天气系统控制下,北京西南部地区经常出现的小尺度辐合型流场,也是形成北京地区“南北两重天”现象的重要原因.  相似文献
3.
北京“7.21”暴雨的不稳定性及其触发机制分析   总被引:6,自引:2,他引:4       下载免费PDF全文
本文利用WRF模拟的高分辨率资料对2012年7月21日北京特大暴雨过程的对流不稳定和条件对称不稳定性及其触发和维持机制进行了诊断分析.分析结果表明:(1)在临近暴雨发生时刻及暴雨初期,大气低层主要以对流不稳定为主,随后对流触发,不稳定性减弱,而低空急流和湿斜压性的增强,使得条件性对称不稳定加强,维持和加强了暴雨的不稳定性.(2)分析表明,在暴雨过程中主要由于较强的水平风的垂直切变造成湿位涡的斜压分量异常,从而导致条件性对称不稳定的产生.(3)本文分别对暴雨发生过程中的对流不稳定与条件对称不稳定的触发机制进行了分析,主要结论如下:暴雨初期对流性降水阶段,切变线上有利的垂直上升环境与地形的强迫抬升相互配合,触发了对流性降水.另外,北京上空的干冷空气入侵,也增强了大气的对流不稳定性,更易触发对流;对称不稳定导致的降水阶段,主要是由于北京上空冷暖空气的长期对峙,冷空气逐渐深入到暖湿空气下方,使得暖湿气团沿冷气团爬升,从而触发对称不稳定,造成持续性降水.此次暴雨过程中0900~1300 UTC时刻暴雨增幅的重要原因是0900 UTC北京风向突变,转为偏东风,且风速骤增,北京西北侧的喇叭口状的地形的强迫抬升作用,与上空750 hPa移来的切变线上的垂直运动相互叠加,形成中尺度涡旋,产生了强烈的上升运动,触发不稳定,产生大暴雨.  相似文献
4.
为解析大气污染物与气象的双向反馈机制及其对气象和环境的影响,建立基于Mie散射理论的气溶胶—光学性质模块,研制气象-化学双向耦合器,以嵌套网格空气质量预报模式NAQPMS (Nested Air Quality Prediction Modeling System)为基础,建立了NAQPMS和中尺度气象模式WRF (Weather Research and Forecasting Model)的双向耦合模式(WRF-NAQPMS)。利用此模式数值模拟了2013年9月27日至10月1日的北京-天津-河北地区一次秋季严重灰霾过程。结果表明,考虑气溶胶辐射反馈的双向耦合模式模拟的气象要素和细颗粒物(PM2.5)浓度与观测结果更为一致。灰霾期间,气溶胶直接辐射效应显著改变了边界层气象要素,北京-天津-河北地区地面接收的太阳短波辐射减少25%,2 m高度的温度平均下降1 ℃,湍流动能下降20%,10 m高度的风速降低超过0.2 m/s,边界层高度下降25%,使得边界层大气更加静稳,进而造成了重污染地区污染进一步加剧,如石家庄近地面细颗粒物浓度增加可达30%。分析表明灰霾与边界层气象要素之间存在一种正反馈机制,采用该机制的双向耦合模式有利于准确模拟和预报灰霾污染过程。  相似文献
5.
张庆云  郭恒 《大气科学》2014,38(4):656-669
长江、淮河同处东亚中纬度,天气过程的大尺度环流背景相似,大量相关研究基本是把江淮流域天气气候事件作为一个整体研究,然而对长江、淮河流域夏季降水的时空变化进行分析发现,长江、淮河流域夏季异常降水事件有各自不同的年际、年代际变化特征,但环流差异及成因并不十分清楚。本文根据中国台站降水资料及NCEP/NCAR再分析资料,利用物理量诊断和现代统计学等方法,重点分析长江、淮河流域梅雨期降水异常事件发生时南北半球大气环流内部动力过程的差异及成因。研究指出:长江(淮河)流域梅雨期降水异常偏多年500 hPa位势高度场亚洲中高纬度环流呈现为南北向(东西向)的波列与东亚中高纬鄂霍茨克海阻塞频次增多(减少)以及200 hPa高度场上东亚副热带高空西风急流强度加强(减弱)、稳定(移动)有关;长江(淮河)流域梅雨期降水异常偏多年主要水汽来源与南半球澳大利亚高压、马斯克林高压位置偏东(西)造成西太平洋150°E~180°(阿拉伯海50°E~60°E)地区越赤道气流加强有关。长江(淮河)流域梅雨期异常降水事件大气环流内部动力过程最显著的差异表现为:东亚副热带高空西风急流加强(减弱)以及南半球澳大利亚高压、马斯克林高压位置偏东(西)。  相似文献
6.
肖现  陈明轩  高峰  王迎春 《大气科学》2015,39(1):100-124
利用三维数值云模式和雷达资料四维变分(4DVar)同化技术,通过对京津冀地区4部新一代多普勒天气雷达观测资料进行快速更新同化和云尺度模拟,初步分析了弱天气系统强迫下两次发生在北京地区对流风暴的低层动力和热力影响机制.这两次风暴过程处于弱天气系统强迫和弱层结背景下,局地冷池和环境风场的相互配合是造成山上对流风暴是否能够顺利传播下山的关键机制.起初,两个个例平原局地热、动力不均衡形成平原冷池,而冷池的“障碍物”作用进而阻碍环境风场的传播配置.在此机制下,导致在冷池东南边缘形成较强的辐合上升、垂直风切变和螺旋度.在6月26日个例中,由于冷池强度较强且位置偏南,因此阻断了东南暖湿气流向山区的输送,形成由平原至山区的辐散区使得山区的对流风暴不断减弱.但是,随着已经消散的对流风暴下沉气流,覆盖至冷池边缘东南气流上空形成了较强的风切变和垂直螺旋度,进而促使在冷池边缘形成新的对流风暴.而且,在新对流风暴生成后,由于平原地区整体切变强度较弱,因此形成了冷池扩张强度大于对流风暴传播速度的态势.这种配置会切断暖湿入流,从而导致对流风暴快速消亡.对于8月1日个例,冷池位置偏北,因而不受冷池阻挡作用的偏南风在山脚形成较强的辐合上升,同时与下山的偏西风形成明显辐合上升区,有利于山区对流风暴的不断增强;进而,受此影响,山上风暴降水产生若干冷池,新生冷池和原有冷池的相互挤压,在迫使中、北部风暴增强的同时,最终也导致这些风暴互相靠近,最终合并组织成带状对流系统.同时,北部冷池边缘形成的辐合带也为对流风暴向山下传播提供有利条件,而回波产生的冷池进一步增强,并明显扩展.低层风场指示冷池出流(阵风锋)更加强烈且存在明显的“前冲”特征,显现出部分飑线系统的热动力特征.但是由于此时平原地区处于弱切变环境中,风切变强度不能与冷池出流强度相平衡,同样冷池扩展将领先于对流风暴移动,切断东南暖湿入流,导致原有风暴快速减弱.在文章的最后,基于观测和模拟结果,对比分析这两个个例,初步得出了与对流风暴传播下山发展演变密切相关的低层热、动力配置概念模型.  相似文献
7.
中国冬季多种积雪参数的时空特征及差异性   总被引:5,自引:2,他引:3       下载免费PDF全文
利用1979~2006年冬季中国站点最大雪深和站点雪日、卫星遥感雪深、积雪覆盖率和雪水当量5种积雪资料,从多角度深入细致地分析了我国冬季积雪的时空变化特征。结果表明:5种积雪资料的经验正交分解第一模态都表现为中国南、北方反位相的特征,即当新疆和东北三省-内蒙古地区积雪偏多(少)时,青藏高原和南方地区积雪偏少(多)。新疆和东北三省-内蒙古地区的雪深、积雪覆盖率和雪日随时间有逐渐增多的趋势,而其中边缘山区的雪水当量表现出减少的趋势,青藏高原地区的积雪表现出与其完全相反的特征。南方地区站点最大雪深和雪日表现出随时间减少的趋势,卫星遥感难以监测到该区积雪。相比较而言,卫星遥感资料比较适合高原和山区缺少气象站的地区及北半球更大区域积雪的研究,而站点资料更适用于中国中东部和平原地区积雪的区域研究。雪深、雪日、积雪覆盖率和雪水当量这些多样性积雪参数存在一定的差异性,因此5种积雪资料结合使用才能得到更准确的结论。  相似文献
8.
近百年东亚冬季气温及其大气环流变化型态   总被引:5,自引:2,他引:3       下载免费PDF全文
范可  刘辉 《大气科学》2013,37(2):383-394
利用最新20世纪近百年再分析气象资料,研究近百年东亚冬季气温变化型及其相关的大气环流型态.结果表明近百年内东亚冬季气温主要有两种变化型:第一是东亚西南与东北相反气温变化型,表现在40°N以南及105°E以西地区(西南地区)气温变化与40°N以北及105°E以东地区(东北地区)变化相反;第二是40°N以南气温一致变化型.与第一种气温变化型耦合的大气模态是500hPa欧亚型遥相关、西伯利亚高压及北大西洋涛动.当欧亚型遥相关负位相,北大西洋涛动正位相及西伯利亚高压减弱时,有利于蒙古和我国105° E以东的区域增温而我国西南地区和青藏高原降温,反之亦然.第二种气温变化型耦合大气模态是500hPa西太平洋型遥相关,北太平洋涛动.当西太平洋型遥相关及北太平洋涛动处于正位相时(北太平洋北负南正),东亚40°N以南地区增温,东亚40°N以北地区降温.耦合的大气模态的型态差异,影响各阶段气温的年际变化.近一百年中,欧亚型遥相关和北大西洋涛动在1984~2010期间的型态最显著,是20世纪80年代东亚显著增暖的原因之一.研究还发现20世纪中期后东亚气温的年际变化与极地环流的变化联系紧密,表现在西伯利亚高压范围东扩并与极地环流联系,也是近百年气温趋势上升的一个原因.  相似文献
9.
闪电起始过程时空特征的宽带干涉仪三维观测   总被引:4,自引:4,他引:0  
闪电的起始位置和起始阶段发展速度是闪电研究中的重要问题。2010年夏季,使用架设在广州市从化区的两套甚高频(VHF)宽带干涉仪对闪电的起始阶段放电过程进行三维定位观测。对观测数据给出的地闪和云闪的起始高度分布特征以及起始阶段击穿过程的时空发展特征进行统计和对比分析,结果表明:闪电的起始高度分布呈双峰值特征,分别在5.0 km和8.8 km有两个明显的分布峰值,符合雷暴云三极性总体电荷结构的描述。对起始阶段闪电放电发展速度的计算表明,云闪和地闪在起始阶段的前15 ms内的平均发展速度均在104~105 m·s-1量级之间;多数云闪、地闪起始阶段前15 ms内的平均发展速度表现出减速趋势,但云闪个例中起始阶段前10 ms存在减速趋势的比例更高,且其中在前15 ms一直保持减速趋势个例所占比例也大于地闪。云闪和地闪的起始阶段放电过程的发展方向有向上、向下和水平发展3种情形,可用于指示闪电始发位置的环境电场方向。  相似文献
10.
本文应用WRF-Chem(Weather Research and Forecasting—Chemistry)模式研究中国东部地区气溶胶及其部分组分(硫酸盐、硝酸盐和黑碳气溶胶)在天气尺度下的辐射强迫和对地面气温的影响.5个无明显降水时间段(2006年8月23~25日、2008年11月10~12日、2008年12月16~18日、2009年1月15~17日和2009年4月27~29日)的模拟显示,气溶胶浓度呈现显著的白天低,夜间高的日变化特征,且北方区域(29.8°~42.6°N,110.2°~120.3°E)平均PM2.5近地面浓度(40~80μg m-3)高于南方区域(22.3°~29.9°N,109.7°~120.2°E,30~47 μg m-3).气溶胶对地面2m温度(地面气温)有明显的降温效果,在早上08:00(北京时,下同)和下午17:00左右最为显著,最高可降低约0.2~1 K,同时气溶胶的参与改善了模式对地面气温的模拟.本文还通过对2006年8月23~25日一次个例的模拟,定量分析了气溶胶及其部分组分(硫酸盐、硝酸盐和黑碳气溶胶)的总天气效应(直接效应+间接效应)、直接效应和间接效应分别对到达地面的短波辐射和地面气温的影响.北方区域平均气溶胶直接效应所造成的短波辐射强迫要高于南方区域,分别为-11.3 Wm-2和-5.8Wm-2,导致地面气温分别降低了0.074 K和0.039 K.南方区域平均气溶胶间接效应所产的短波辐射强迫高于北方区域,分别为-14.4 W m-2和-12.4W m-2,引起的地面气温的改变分别为-0.094K和-0.035K.对于气溶胶组分,硫酸盐气溶胶的直接效应和间接效应的作用相当,其总效应在北方和南方区域平均短波辐射强迫分别为-7.0 Wm-2和-10.5 Wm-2,对地面气温的影响为-0.062 K和-0.074 K,而硝酸盐气溶胶的作用略小.黑碳气溶胶使得北方和南方区域平均到达地表的太阳短波辐射分别减少了6.5 Wm-2和5.8 W m-2,而地表气温则分别增加了0.053 K和0.017 K,相比于间接效应,黑碳气溶胶的直接效应的影响更加显著.  相似文献
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