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1.
非均匀下垫面局地气候效应的数值模拟   总被引:24,自引:24,他引:17  
高艳红  吕世华 《高原气象》2001,20(4):354-361
使用美国NCAR非静力平衡模式MM 5V3,模拟了黑河地区非均匀下垫面局地小气候效应 ,再现了山谷风环流及夏季“绿洲效应”、沙漠上的“逆湿”和由于地表热力分布不均匀引起的绿洲—沙漠垂直环流等绿洲—沙漠相互作用的典型特征 ,较全面地揭示了非均匀地表大气边界层内的风、温、湿度场与陆面相互作用的物理机理 ,验证了野外实验的结果  相似文献
2.
中国极端气候变化观测研究回顾与展望   总被引:24,自引:5,他引:19       下载免费PDF全文
评述、总结了近年有关中国极端气候变化的观测研究成果,讨论了尚未解决的科学问题和今后应重点加强的工作方向。已有研究表明,1951年以来中国大陆地区极端气候事件频率和强度发生了一定变化,但不同类型和不同区域极端气候变化存在明显差异。从全国范围看,与异常偏冷相关的极端事件如寒潮、冷夜和冷昼天数、霜冻日数等,显著减少减弱,偏冷的气候极值减轻;与异常偏暖相关的暖夜、暖昼日数明显增多,暖夜日数增多尤其明显,但高温事件频数和偏热的气候极值未见显著长期趋势;全国平均暴雨和极端强降水事件频率和强度有所增长,特别是长江中下游和东南地区、西部特别是西北地区有较明显增长,而华北、东北中南部和西南部分地区减少减弱;多数地区小雨频数明显下降,偏轻和偏强降水的强度似有增加;全国遭受气象干旱的范围呈较明显增加趋势,其中华北和东北地区增加更为显著;登陆和影响我国的热带气旋、台风频数有所下降,其造成的降水总量有较明显减少;北方地区的沙尘暴事件从总体上看有显著减少减弱趋势;我国东部部分地区夏季雷暴发生频率也存在较明显下降趋势。现有工作表明,在涉及极端气候变化研究的资料处理和分析方法方面还有改进余地。观测资料的非均一性,以及观测环境改变和城市化对地面气候要素变化趋势的影响偏差,需要进行深入评价和客观订正。此外,目前对于区域极端气候变化的综合分析还较薄弱,在极端气候变化机理的研究方面有待加强。  相似文献
3.
2012年7月21日北京特大暴雨成因分析   总被引:24,自引:5,他引:19       下载免费PDF全文
俞小鼎 《气象》2012,38(11):1313-1329
2012年7月21日10时至22日02时,北京经历了自1963年8月8—9日极端降水事件以来最强的一次降水过程,导致人民生命和财产重大损失。文章对此次极端降水过程进行了详细分析和探讨,主要结论是:(1)高空低槽伴随地面冷锋东移,在华北遇到副热带高压和山西地形阻挡移动缓慢;另外2012年第8号台风韦森特登陆前,台风低压和副热带高压之间形成强气压梯度,导致通向华北地区的东南风/南风低空急流建立并加强,为华北地区输送了充分的水汽,为北京特大暴雨的发生提供了极为关键的条件。(2)导致北京极端暴雨的中尺度对流系统MCS起源于河套地区低层涡旋的发展。河套地区在7月20日20时左右类似热带气旋形态的α中尺度涡旋的形成有可能与涡旋自组织机制有关,而上述MCS系统是20日20时河套地区类似热带气旋形态的α中尺度涡旋的主要降水部分,该MCS系统从形成到消散历经44小时,其超长的生命史的主要原因包括:(a)其始终具有的明显的正垂直螺旋度(由正的垂直涡度和垂直上升气流组合而成)阻止了其动能向较小尺度串级输送;(b)低层暖湿平流、对流云团云顶辐射降温、下游地区正的对流有效位能这些使对流维持和加强的因素强过由对流垂直混合和非绝热加热等导致的对流消散的因素,或二者处于大致动态平衡的状态;(c)该MCS位于地面冷锋之前的暖区和地面的低压槽内,也始终位于500 hPa低槽前的正涡度平流区,那里盛行天气尺度上升气流。(3)21日北京及周边环境非常有利于大暴雨发生,包括500 hPa明显的正涡度平流、1000~2000 J·kg-1的C APE值、深厚的湿层、强的低空急流、高的地面露点温度和异常大的可降水量。(4)21日08—20时,MCS主轴的走向与太行山和风暴承载层平均风(西南偏南风)大致平行,加上东部副热带高压的阻挡,使得MCS系统移动缓慢。中午之后加强的东南或偏南低空急流在向MCS区域输送大量水汽的同时,低空急流在太行山东坡强迫抬升,使得不断有新的单体在MCS强降水区的西南侧生成,在随后向东北偏北方向的移动过程中加强、维持和最终衰减,向西南方向的后向传播和速度更快向东北向的平流结合导致对流单体反复经过同一区域,形成列车效应,整个MCS系统在西风槽推动下缓慢东移的同时,不断有强回波移入北京地区,导致极端的降水。(5)21日12时以后逐渐增加的深层垂直风切变导致很多小型超级单体形成,其内部的旋转与环境垂直风切变的相互作用导致更强的上升气流、更大的雨强和更长的对流单体生命史,对极端降水事件的形成也起到一定作用。  相似文献
4.
黑河地区绿洲和戈壁小气候特征的季节变化及其对比分析   总被引:23,自引:23,他引:19  
左洪超  胡隐樵 《高原气象》1994,13(3):246-256
5.
Modelling The Mean Velocity Profile In The Urban Canopy Layer   总被引:17,自引:17,他引:1  
A simple model originally derived for meanwind speed profiles in vegetative canopy flows ismodified for application to arrays ofthree-dimensional surface obstacles (cubes), whichcould be representative of a simple urban-typesurface. It is shown that for cube arrays that arenot too densely packed, the predicted exponentialvelocity profile provides an adequate fit to thespatially averaged velocity profile (u(z))within the obstacle canopy. Application of the model to a set of wind-tunnel dataallows for the evaluation of an empirical fittingparameter called the attenuation coefficient. This isrelated to the turbulence length scale, which can befound by manipulating the results of thegradient-diffusion model used to derive the velocityprofile. The results show a reduction of theturbulence length scale with increasing obstaclepacking density. By assuming a linear transition fromthis length scale at the top of the canopy to theclassical Prandtl length scale in the overlyinginertial sublayer, an acceptable model is obtained forthe full velocity profile within simple obstaclearrays, from the ground up to the overlyingsemi-logarithmic region.  相似文献
6.
冀春晓  薛根元  赵放 《大气科学》2007,31(2):233-244
应用非静力平衡中尺度模式MM5(V3.6),对0414号台风Rananim在登陆期间移动路径和所产生的降水进行了数值模拟研究,模式较好地再现了台风Rananim的移动路径和所产生的降水,但模拟的过程降雨量与实况值还有所偏差。多普勒雷达探测资料表明,台风Rananim登陆期间,强回波带出现在台风移动的右前方,螺旋云带中镶嵌着大量的对流云团;垂直液态水含量的高值区出现在台风中心的西北侧。作者通过在浙江、福建东部沿海一带进行有无地形的数值对比试验,着重讨论了台风登陆期间地形对台风降水、台风结构特征变化的影响。结果表明:(1)台风登陆期间, 地形的影响对台风降雨量有明显的增幅作用。由地形强迫产生的降雨量和地形走向相一致,迎风坡降雨量增加,背风坡降雨量减少,地形影响使浙江东部一带增加的平均降雨量约占该地区模拟平均总降雨量的40%左右。(2)台风登陆期间,地形的强迫作用有利于在低层台风眼的西北侧形成明显的辐合带,高层为明显的辐散区;在中尺度环流场上,地形的影响有利于台风中心西北侧低层中尺度气旋性涡旋系统的发生发展,从而激发中尺度对流云团,形成中尺度雨团,造成了台风中心南北雨区和雨量的不对称分布。(3)地形的强迫作用,可以使台风流场局部发生改变。当地形强迫产生与台风环流同向的中尺度扰动时,将使台风环流局部明显增强;当地形强迫产生与台风环流反向的中尺度扰动时,将使台风环流局部明显减弱。(4)台风登陆期间,地形的影响可以使台风靠近陆地一侧眼壁内的垂直上升速度增大,位涡明显增强,从而造成台风涡旋的增强。  相似文献
7.
谌芸  孙军  徐珺  杨舒楠  宗志平  陈涛  方翀  盛杰 《气象》2012,38(10):1255-1266
本文利用多种常规和非常规观测资料对北京2012年7月21日大暴雨过程的降水特点,引发特大暴雨的中尺度对流系统的环境场条件及其发生发展过程进行了全面的分析。观测分析发现:这次特大暴雨是一次极端性降水过程,具有持续时间长、雨量大、范围广的特点。降水过程由暖区降水和锋面降水组成。暖区降水开始时间早,强降水中心较为分散,持续时间长。锋面降水阶段,多个强降水中心相连,形成雨带,雨强大,降水效率高,持续时间较短。引发此次特大暴雨的中尺度对流系统的环境场条件分析发现:极端降水过程发生在高层辐散、中低层低涡切变和地面辐合线等高低空系统耦合的背景下。来源于热带和副热带的暖湿空气在暴雨区辐合,持续输送充沛的水汽,具有极高的整层可降水量、强低层水汽辐合等极端水汽条件。在充沛的水汽条件下,低涡切变、低空急流上的风速脉动、地面辐合线、地形作用等触发了强降水。随着锋面系统东移,在冷空气和适度的垂直风切变作用下对流系统组织化发展,产生较强的锋面降水。中尺度对流系统发生发展过程分析发现:降水过程首先以层状云降水和分散的对流性降水为主。随着干冷空气的侵入逐渐转化为高度组织化的对流性降水,多个中小尺度对流云团组织化发展并形成MCC,产生极端强降水。由于回波长轴方向、地形以及回波移动方向三者平行,此次过程的雷达回波具有明显的“列车效应”;并具有明显的后向传播特征和低质心的热带降水回波特点。通过此次罕见暴雨事件观测资料的综合分析,提出了需要进一步研究的问题:此次特大暴雨过程极端性降水特点及极端水汽条件的成因;北方地区暖区暴雨的形成机制;列车效应和后向传播的形成机制;对流单体的组织维持机制以及数值预报对暖区降水的模拟诊断能力等。  相似文献
8.
方翀  毛冬艳  张小雯  林隐静  朱文剑  张涛  谌芸  盛杰  蓝渝  林易  郑永光 《气象》2012,38(10):1278-1287
本文利用常规、自动气象站观测资料,卫星、雷达、风廓线探测资料和NCEP再分析资料(1°×1°,逐6小时),对2012年7月21日北京地区特大暴雨的中尺度对流条件和对流系统特征进行了初步探讨,结果表明:本次极端强降雨成因主要包括非常充沛的水汽,一定的对流不稳定性,对流系统持续的“列车效应”,以及低质心高效率的降雨对流系统。低层的切变线和地面辐合线相交的地区,是对流单体初生和强烈发展的区域;根据中层风的风向风速及地面辐合线的位置和走向,可以大致判断对流单体的移动方向及是否存在列车效应。基于静止卫星红外云图和雷达反射率因子资料的中尺度对流系统分析表明该次降水过程存在三个阶段:第一阶段为对流系统强烈发展的前期阶段;第二阶段对流系统发展最为强烈,北京大部分地区出现极端强降雨;第三阶段为北京地区对流和降雨显著减弱阶段。  相似文献
9.
夏季西北干旱区干,湿年环流及高原动力影响差异的对比分析   总被引:13,自引:13,他引:10  
吴统文  钱正安 《高原气象》1996,15(4):387-396
为了更深入地分析西北干旱气候形成的原因,并研究各影响因子之间的联系,利用1979-1986年夏季(6-8月)的ECMWF的格点资料和我们先前划分的夏季高原北侧地区干,湿等级资料,进一步作了夏了高原北侧地区干,湿间平均环流和高原动力等因子差异的对比分析,讨论了这些差异对该地区干。湿年形成的贡献,结果指出,由于青藏高原及深居内陆环境造成了西北干旱背景。而高原的热力,动力作用,环流特征等各因子逐年之间的  相似文献
10.
Stable Boundary-Layer Scaling Regimes: The Sheba Data   总被引:13,自引:13,他引:0  
Turbulent and mean meteorological data collected at five levels on a 20-m tower over the Arctic pack ice during the Surface Heat Budget of the Arctic Ocean experiment (SHEBA) are analyzed to examine different regimes of the stable boundary layer (SBL). Eleven months of measurements during SHEBA cover a wide range of stability conditions, from the weakly unstable regime to very stable stratification. Scaling arguments and our analysis show that the SBL can be classified into four major regimes: (i) surface-layer scaling regime (weakly stable case), (ii) transition regime, (iii) turbulent Ekman layer, and (iv) intermittently turbulent Ekman layer (supercritical stable regime). These four regimes may be considered as the basic states of the traditional SBL. Sometimes these regimes, especially the last two, can be markedly perturbed by gravity waves, detached elevated turbulence (‘upside down SBL’), and inertial oscillations. Traditional Monin–Obukhov similarity theory works well in the weakly stable regime. In the transition regime, Businger–Dyer formulations work if scaling variables are re-defined in terms of local fluxes, although stability function estimates expressed in these terms include more scatter compared to the surface-layer scaling. As stability increases, the near-surface turbulence is affected by the turning effects of the Coriolis force (the turbulent Ekman layer). In this regime, the surface layer, where the turbulence is continuous, may be very shallow (< 5 m). Turbulent transfer near the critical Richardson number is characterized by small but still significant heat flux and negligible stress. The supercritical stable regime, where the Richardson number exceeds a critical value, is associated with collapsed turbulence and the strong influence of the earth’s rotation even near the surface. In the limit of very strong stability, the stress is no longer a primary scaling parameter.  相似文献
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