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1.
2013年1月华北地区重雾霾过程及其成因的模拟分析   总被引:12,自引:5,他引:7       下载免费PDF全文
2013年1月11~14日,华北地区经历重雾霾过程。为了探讨其形成原因,利用大气化学模式系统Weather Research and Forecasting(WRF)-Chem模拟2013年1月华北地区气溶胶的时空变化。模拟的能见度、气象要素(温度、湿度、降水、风速和风向)以及细颗粒物(PM2.5,大气中直径≤2.5 μm的颗粒物)地表浓度的时间变化与近地面观测值都较为吻合。模拟结果表明,1月11~14日,细颗粒物高值分布于河北省南部和东部、天津地区以及北京地区,其日均值约为400~500 μg m-3。通过与历史气候数据比较发现,2013年1月10~15日华北地区的气象条件表现为较大的相对湿度正距平(20%~40%)以及风速的负距平(-1 m s-1)。北京站点的探空数据还表明,在1月11~13日期间,垂直方向上,1 km以下的大气中存在明显的逆温层,并且湿度保持较高的值(80%~90%)。模拟结果表明,1月11~14日,近地面南向风和东向风将水汽输送到华北地区,上层大气(850 hPa)的西北风则将沙尘输送到华北地区。以上气象条件有利于气溶胶的吸湿增长和浓度的聚集。硝酸盐的收支分析表明,在北京地区,与1~9日相比,10~14日夜间化学生成和传输的显著增加都贡献于硝酸盐浓度,是重雾霾形成的主要原因。  相似文献
2.
董昊  徐海明  罗亚丽 《大气科学》2012,36(1):145-169
采用WRF模式模拟一次影响中国广东省的飑线过程, 分别选取Morrison、 Thompson07、 Thompson09和WDM6云微物理方案实施了四组试验, 每组试验包括不同云凝结核(CCN)浓度的三次模拟, 称为 “低浓度”、 “中浓度” 和 “高浓度”, 将模拟区域划分为深对流、 浅对流和层云区域, 对比分析四组试验中CCN浓度变化对模拟的总降水量、 不同区域降水率和不同区域面积的影响, 进一步分析了云微物理过程、 动力环流强度等受CCN浓度变化的影响。发现: (1) 由于不同云微物理过程与CCN浓度有着直接或间接的联系、 不同云微物理过程之间存在复杂的关联、 云微物理过程与动力环流之间发生非线性耦合, 采用不同的云微物理方案导致模拟的CCN—降雨影响既有相似、 也有差异; (2)模拟的CCN—降水影响在采用Thompson09和Thompson07方案时更显著, 采用WDM6方案时最小; (3)四组模拟试验均出现CCN浓度增加延迟降水产生、 初期降水减弱的情况, 在模拟后期降水量也随着CCN浓度增加而减小, 而飑线成熟阶段CCN—降水影响更加复杂。  相似文献
3.
污染气溶胶对山西一次降水过程影响的数值模拟   总被引:9,自引:4,他引:5       下载免费PDF全文
肖辉  银燕 《大气科学》2011,35(2):235-246
利用耦合Morrision双参数物理方案的WRF (Weather Research and Forecasting) 中尺度数值模式, 对发生在2007年6月13日山西地区的一次强降水过程进行了模拟, 并对清洁和污染背景下气溶胶对云微物理结构和降水变化的影响进行了敏感性试验和对比分析。结果显示: 污染背景下, 降水区域没有明显变化, 中心强度变强, 网格平均降水量比清洁背景少0.8%; 雪和霰是雨水的主要来源, 高浓度气溶胶背景下, 前期暖云降水减弱, 后期大量雪粒子与云中云滴和雨滴碰并增长, 造成降水增强。  相似文献
4.
"0907"长江下游梅雨锋暴雨的数值模拟和诊断分析   总被引:7,自引:6,他引:1       下载免费PDF全文
赵娴婷  苗春生  于波 《气象科学》2012,32(2):194-201
利用常规观测资料、卫星TBB资料以及客观再分析资料,对2009年7月6—7日(简称"0907")的长江下游梅雨锋暴雨过程进行了数值模拟和天气分析,重点研究了中尺度系统的发生发展机制。结果表明:7月6—7日对流层低层,长江下游北侧存在的一次天气尺度低压,其发展和东移,促使锋生加强,低空急流发生。WRF中尺度模式数值模拟结果显示,在次天气尺度低压的南侧不断形成β中尺度和γ中尺度对流系统。对其中一个β中尺度对流系统的分析研究表明:低空中尺度急流和中尺度辐合首先发生。之后中尺度辐散迅速加强。高层强辐散、低空中尺度急流核和中尺度低涡的相互耦合作用使系统不断发展并东移。高层相对干冷空气的侵入促使系统衰减消亡。  相似文献
5.
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
6.
贾星灿  郭学良 《大气科学》2012,36(5):995-1008
基于WRF/Chem模式和雾的观测资料,开展了包含和不包含人为污染排放源两种大气背景条件下的数值模拟对比试验,在此基础上探讨了人为污染物对2009年12月1日发生在我国华北和华东地区的一次浓雾天气过程的影响机理。结果表明,在考虑污染排放源时,模式模拟的雾的空间分布和强度变化与卫星、能见度仪和微波辐射计的观测更为接近。污染条件下的边界层结构更有利于雾的形成,人为大气污染物使雾的范围最大增加50%,雾的强度最大增加5倍,平均延长雾持续时间1.5小时。由于人为污染物增加了雾凝结核(FCN)数浓度,进而使雾滴数浓度显著增大,有利于雾的增强。同时,污染物通过影响雾滴的凝结过程和潜热释放过程,对长波辐射降温和湍流过程有重要影响,使边界层的热力和动力结构更有利于雾的增强和发展。污染气体SO2、NOx和NH3的排放产生的二次气溶胶对雾的形成和发展具有重要影响。不考虑这些污染气体排放时,平均雾水含量可降低32%。  相似文献
7.
地面加密自动站资料同化和数值模拟   总被引:5,自引:5,他引:2  
采用美国多部门研制的WRF模式及其四维变分同化系统,对2008年5月长江中下游地区一次强对流暴雨天气过程进行了数值模拟试验;并分别将质量控制前和质量控制后的华东地区地面加密自动站资料加入模式进行四维变分同化试验,与实况进行了对比。结果表明:模拟试验能较好的模拟此次降水过程;而采用四维变分同化经质量控制后的地面加密资料,模式效果最好,使降水预报在降水落区和降水量上都获得较为明显的改善;但质量控制前四维同化改善效果不明显。这说明地面资料的质量控制很重要,它能去伪存真。有效地利用地面加密自动站资料,能使资料的加入与模式更协调,从而得到了最佳的模拟效果。  相似文献
8.
复杂地形城市冬季边界层气溶胶扩散和分布模拟   总被引:5,自引:5,他引:1  
郑飞  张镭  朱江  王慧 《高原气象》2007,26(3):532-540
着眼于城市冬季气溶胶扩散特征问题,针对地形复杂的兰州市及周边地区,开发了WRF模式,使之与包含了大气气溶胶辐射效应和气溶胶粒子扩散的综合大气边界层数值模式嵌套,以模拟城市冬季边界层气溶胶的扩散和分布规律。通过一个个例的模拟结果分析,揭示了兰州冬季气溶胶的扩散分布的如下特征;市区盆地内100 m以下存在东、西两个浓度高值中心,中心值为0.6~3.0 mg.m-3,往上浓度递减,1000 m高度处仅为0.02 mg.m-3。受排放源强、源高、气象场等因素的共同影响,白天盆地内气溶胶浓度随高度和时间的变化强烈,白天浓度随时间最大变化幅度为1.0 mg.m-3。气溶胶输送扩散高度可达到600~800 m,此高度以上浓度值很小。代表性测点上模拟的气溶胶浓度廓线表明,中午浓度达到最高,垂直扩散最强。这些结果与以往的烟雾层高度观测和气溶胶光学厚度观测结果吻合。夜间,盆地内气溶胶浓度随高度和时间的变化减弱,气溶胶输送扩散高度在400~500m,夜间浓度随时间变化平均幅度为0.05 mg.m-3。  相似文献
9.
同化多普勒雷达风资料的两种方法比较   总被引:5,自引:5,他引:10  
以美国新近研发的天气研究预报模式(WRF)配置的三维变分同化系统WRF 3D-Var为平台,比较了两种不同的同化多普勒雷达径向风资料的方法。一种是WRF 3D-Var系统现有的径向风资料直接同化方法;另一种是首先用两步变分法由多普勒资料反演出水平风,再同化反演风场。针对2003年7月4~5日的一次淮河暴雨过程进行的同化试验结果表明,同化了雷达风资料后得到的水平风场包含了更多的中尺度特征;从降水预报评分和预报的雷达回波来看,两种方法都能够明显改进降水预报,这种正作用能维持6 h左右;相对而言,同化反演的水平风场的效果略优于直接同化雷达径向风的效果。  相似文献
10.
2003年6月24~25日江南特大暴雨数值模拟和诊断分析   总被引:5,自引:5,他引:12  
张芳华  马旭林  杨克明 《气象》2004,30(1):28-32
采用NCAR、NCEP和FSL/NOAA等共同研制的新一代细网格WRF中尺度数值模式,对2003年6月24~25日江南地区出现的一次特大暴雨过程进行了数值模拟,并利用模式输出的高分辨率动力协调资料进行了初步诊断分析。结果表明:WRF模式比较成功地再现了高低空环流形势的演变及暴雨带的分布特征;低层切变线上分布不均匀的辐合区,中低层正涡度区、高层负涡度区的配置有利于造成较强烈的中尺度上升运动;同时有很强的湿度锋区,大气处于不稳定状态。分析发现,沿850hPa切变线的局地风暴相对螺旋度与暴雨有很好的对应关系。  相似文献
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