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Zhe-Min Tan 《Boundary-Layer Meteorology》2001,98(3):361-385
The WKB method has been used to develop an approximate solutionof the semi-geostrophic Ekman boundary layer with height-dependenteddy viscosity and a baroclinic pressure field. The approximate solutionretains the same simple form as the classical Ekman solution. Behavioursof the approximate solution are discussed for different eddy viscosityand the pressure systems. These features show that wind structure inthe semi-geostrophic Ekman boundary layer depends on the interactionbetween the inertial acceleration, variable eddy viscosity and baroclinicpressure gradient. Anticyclonic shear has an acceleration effect on theair motion in the boundary layer, while cyclonic shear has a decelerationeffect. Decreasing pressure gradient with height results in a super-geostrophicpeak in the wind speed profile, however the increasing pressure gradient withheight may remove the peak. Anticyclonic shear and decreasing the variableeddy viscosity with height has an enhanced effect on the peak.Variable eddy viscosity and inertial acceleration has an important role in thedivergence and vorticity in the boundary layer and the vertical motion at the top of the boundary layer that is called Ekman pumping. Compared to the constanteddy viscosity case, the variable eddy diffusivity reduces the absolute value ofEkman pumping, especially in the case of eddy viscosity initially increasing with height. The difference in the Ekman pumping produced by different eddy diffusivity assumptions is intensified in anticyclonic flow and reduced in cyclonic flow. 相似文献
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利用摄动方法,解析求解了含有地形的非线性斜压行星边界层的风场及其顶部的垂直速度。将所得结果与其它工作比较,说明了斜压性、地形和非线性平流对边界层中风场分布和顶部垂直速度的影响。 相似文献
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欧亚冬季温带反气旋活动的气候特征 总被引：1，自引：0，他引：1
利用NCEP/NCAR再分析数据,通过判定和追踪温带反气旋的客观方法统计分析了1948-2013年欧亚地区冬季温带反气旋的生成、消亡、移动、生命史、强度等气候特征。结果表明,反气旋的主要源地位于蒙古高原、伊朗及其周边地区、地中海沿岸、中西伯利亚、波罗的海西北部、俄罗斯东北部等地,其中,蒙古高原和伊朗等地也是强反气旋最主要的源地。反气旋活动的大值分布区和反气旋生成的大值中心分布十分相似,主要活跃区对应低空平均经向温度梯度大值区和高空脊前。除源于蒙古高原和西伯利亚东北部的强、弱反气旋的移动距离差别不明显外,其他地区的反气旋移动距离与强度有密切关系。持续1-2 d的反气旋占总数的44.2%,而只有3.2%的反气旋生命史超过一周,且强反气旋比弱反气旋更易持续较长时间。 相似文献
4.
利用1998年夏季第2次青藏高原大气科学试验当雄观测站的边界层观测资料以及拉萨、改则和武汉等地探空资料,分析讨论西藏高原斜压对流边界层风、温、湿廓线的特征. 研究结果表明,高原地区白天对流边界层发展可高达2200m,显著超过中纬度平原地区和海面上对流边界层高度. 高原对流边界层中温度廓线具有较好的混合特征,湿度廓线有时在某一高度上出现湿度极大值. 高原对流边界层内热量和水汽收支分析表明,水平平流作用对边界层结构具有重要作用. 在对流边界层中平均风速垂直分布存在风切变现象. 水平温度梯度形成较强的斜压性是形成边界层风切变的主要原因. 相似文献
5.
采用４层准地转斜压模式,在无环境气流的情况下,进行了两次数值试验,研究了台风环流不同方位、不同半径处的非对称程度与其中心移速的关系,以及不同层次台风环流的非对称结构与台风移速的相关性。结果表明：（１）距台风环流中心１００～３００ｋｍ的东一西向和东北一西南向非对称程度与其东西向移速有稳定的强负相关,２００～５００ｋｍ的东南一西北向非对称程度与其南北向移速有稳定的强正相关。（２）模式最下层环流的非对称结构与台风移速的关系最密切。在该层,距中心１００～４００ｋｍ的东一西向和东北一西南向非对称程度与台风沿东西向移速密切相关,１００ｋｍ以外的东南一西北向非对称程度与台风沿南北向移速密切相关。 相似文献
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本文在Ekman动量近似下，引入关于水面粗糙度的Charnock公式，求得了斜压大气中海面边界层的风速的解析表达式，进一步得到边界层摩擦偏角的公式，并获得了边界层摩擦偏角的有关结论。例如海面的摩擦偏角远小于陆地的摩擦偏角；低纬的摩擦偏角比高纬的要大：理论分析和个例计算均表明，垂直平流惯性力与水平平流惯性力对摩擦偏角分别起着减小和增大的相反作用，而且反气旋性涡度处与气旋性涡度处的摩擦偏角可相差达20多度。冷暖平流下的摩擦偏角相差很大，甚至可达七、八十度。这些结论对斜压大气中的海面边界层风场摩擦偏角的预后都具有指导性作用。 相似文献
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利用辐散风和旋转风的动能收支方程,对北方一次北上台风倒槽暴雨过程暴雨区内的涡散场能量收支和转换进行了计算.结果表明:暴雨区内动能的增加是暴雨增幅的一个主要原因.暴雨发展时,就旋转风动能(KR)而言,旋转风动能通量(HFR)辐合是主要能源,而旋转风的动能产生项(GR)是主要能汇;就辐散风动能(KD)而言,辐散风的动能产生项(GD)是主要能源,辐散风动能通量(HFD)辐散是主要能汇;总动能水平通量(HF)提供的辐合主要表现于对流层中、低层,这就使得低层辐合加强,上升运动加强,有利于暴雨的增幅.在暴雨过程中次网格尺度效应由能源转变为能汇,在暴雨发展之时能汇减小;能量的转换项C(KD,KR)总为正值,在转换项中,地转效应项的贡献很大.说明暴雨过程能量均由KD向KR转换,也就是说有效位能经KD向KR转换,充分说明了在整个暴雨过程中,尽管辐散风动能变化(∂KD/∂t)很小,但是它在其中充当“桥梁”作用,C(KD,KR)在暴雨发展时达到最大,此时能量转换最为旺盛;对流层低层辐散风动能向旋转风动能的转换是暴雨产生和发展的重要条件.此次暴雨过程,在暴雨区内表现为斜压不稳定和正压稳定共存的特征,其发展过程是系统斜压不稳定增长,正压稳定性减弱的过程,暴雨增幅的另一个重要原因就是暴雨区内低层斜压的发展. 相似文献
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