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相似文献
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1.
谈哲敏  伍荣生 《气象学报》2000,58(2):137-150
文中利用一个包含地形、边界层摩擦作用的二层锋面简化模型 ,讨论了地形、边界层对冷锋锋面结构、环流的动力学影响作用问题。冷锋的倾斜主要与冷锋暖区的地转流分布、锋面移动速度、锋面与地形的相对位置有关。当冷锋位于迎风坡时 ,其坡度减小 ,位于背风坡时 ,其坡度增大。在静止冷锋存在两类不同的环流系 ,即位于大气低层、地面锋附近的反时针环流系和远离地面锋的顺时针环流系。静止冷锋位于背风坡 ,其冷域中的这支闭合环流增强 ,范围增大 ,而位于冷锋界面上的环流转向点沿锋面上移 ,暖域中沿锋面的暖空气运动范围变大。当静止冷锋位于迎风坡时 ,结果相反。冷锋移动较慢时 ,其冷域远离地面锋的这支顺时针环流主体可被地形完全阻塞在迎风坡。当静止冷锋移离地形时 ,由于地形作用可在锋面暖域、地形下游形成一个背风槽。地形对锋区的垂直运动影响主要通过地形与边界层共同作用 ,改变锋区流场辐合辐散的分布及地形强迫抬升两条途径实现。由于边界层摩擦的辐合作用 ,在地面冷锋的前缘可形成一支范围较窄、强度较大的上升运动带 ,当冷锋位于迎风坡时 ,其强度增强 ,当冷锋位于背风坡时 ,其强度减弱。当冷锋位于背风坡时 ,在暖区沿锋面上升的暖空气运动范围增大 ,可以出现沿锋面相间隔的多个上升区  相似文献   

2.
利用一个有地形、边界层摩擦作用、简化的二层浅水锋面模型,在理论上研究了地形上空边界层流动中地面暖锋的结构及环流分布特征问题.暖锋的坡度主要取决于其暖域地转流、锋面移速,它随锋面移速增大而减小,这与冷锋特征相反.地形对暖锋坡度的影响作用较小.与无地形作用时相比,静止性暖锋冷域中,位于锋面界面附近的闭合正环流系,当暖锋位于地形上游,其伸展范围增大;当暖锋位于迎风坡时,其伸展范围缩小,中心位置上抬;锋面移至背风坡时,其伸展范围重新增大.对于冷域中远离地面暖锋的另一支正环流系来说,当暖锋位于地形上游或迎风坡时,它可被地形完全阻塞于背风侧,地形高度越高,地形阻塞作用越大.在暖锋锋区附近主要存在三支垂直上升运动带:(a)由于边界层摩擦辐合作用,导致在地面暖锋后缘暖区中形成一支水平尺度较小、强度较大的垂直运动带,它随着暖锋移速增大而减弱.该垂直运动带,当暖锋位于地形迎风侧,强度增加;暖锋位于地形背风侧,其强度减弱.(b)在锋区暖域沿锋面存在均匀的上升运动,(c)在冷域远离地面暖锋处,存在一支水平范围较宽,其中心位于边界层顶部附近的垂直运动带,当暖锋位于迎风坡时,这支垂直运动带可被地形阻塞于地形背风侧.  相似文献   

3.
谈哲敏  伍荣生 《气象学报》2000,58(3):265-277
利用一个有地形、边界层摩擦作用、简化的二层浅水锋面模型,在理论上研究了地形上空边界层流动中地面暖锋的结构及环流分布特征问题。暖锋的坡度主要取决于其暖域地转流、锋面移速,它随锋面移速增大而减小,这与冷锋特征相反。地形对暖锋坡度的影响作用较小。与无地形作用时相比,静止性暖锋冷域中,位于锋面界面附近的闭合正环流系,当暖锋位于地形上游,其伸展范围增大;当暖锋位于迎风坡时,其伸展范围缩小,中心位置上抬;锋面移至背风坡时,其伸展范围重新增大。对于冷域中远离地面暖锋的另一支正环流系来说,当暖锋位于地形上游或迎风坡时,它可被地形完全阻塞于背风侧,地形高度越高,地形阻塞作用越大。在暖锋锋区附近主要存在三支垂直上升运动带:(a)由于边界层摩擦辐合作用,导致在地面暖锋后缘暖区中形成一支水平尺度较小、强度较大的垂直运动带,它随着暖锋移速增大而减弱。该垂直运动带,当暖锋位于地形迎风侧,强度增加;暖锋位于地形背风侧,其强度减弱。(b)在锋区暖域沿锋面存在均匀的上升运动,(c)在冷域远离地面暖锋处,存在一支水平范围较宽,其中心位于边界层顶部附近的垂直运动带,当暖锋位于迎风坡时,这支垂直运动带可被地形阻塞于地形背风侧。  相似文献   

4.
利用地面气象观测资料、ERA-Interim再分析数据以及DEM地形数据,使用合成分析方法,从大气环流场、锋面附近要素场及锋生函数诊断场探讨了昆明准静止锋在西进、东退及维持时的结构特征。结果表明,当锋后低层到地面等温线呈"V"型分布,锋后正的次级环流相对深厚,锋面易西进;当锋后低层呈较深厚的逆温层且锋后正次级环流较浅薄,锋面易东退;当逆温层仅限于低层而近地面为冷中心,锋面易维持。东西风风速零线西端在锋面左侧,锋面易西进,反之锋面易东退;零线的位置与锋面基本重合,锋面易维持。垂直运动倾斜项在锋面西进时105°E附近迎风坡出现强烈的锋消现象,锋面东退和维持时出现弱锋生现象。水平辐散项产生的强锋生区在锋面左侧时,指示锋面西进;强锋生区在锋面右侧,且锋生现象很弱时,指示锋面东退;锋面维持时,强锋生区与锋区基本重合。水平变形项中切变变形起主要的锋生作用,而由于冷气团受迎风坡影响,导致伸缩变形在104°E以东的锋后区域产生较强的锋生现象。  相似文献   

5.
王文儒  白山 《气象》2010,36(9):42-46
锋面滑升运动是形成锋面降水的重要原因,弄清锋面滑升运动的物理机制对锋面降水的预报是必要的。依据大气动力学原理,对锋面滑升运动的物理成因进行了研究。已知暖空气沿锋面的滑动与暖空气垂直于锋面的风速(u_w)和锋面移动速度(c)之差有关。当暖空气垂直于锋面的风速小于锋面的移动速度(u_wc)时,暖空气向上滑动;当暖空气垂直于锋面的风速大于锋面的移动速度(u_wc)时,暖空气向下滑动。因为锋面的移动速度小于锋后冷空气垂直于锋面的风速(cu_c),所以,暖空气沿锋面的滑动与锋区中垂直于锋面方向的风速的分布有关,当锋区中有(?)u/(?)u0时,暖空气必定向下滑动;暖空气若向上滑动,锋区中必为(?)u/(?)x0。本文依据大气动力学原理给出了锋面坡度公式,通过演绎该式,得到了分析锋区中(?)u/(?)x的公式,结果表明:(1)当锋面坡度增大时,大气沿锋面向上滑动,反之向下滑动。(2)锋面强度加强时,大气沿锋面向上滑动,反之向下滑动。(3)暖平流时上滑,冷平流时下滑。(4)当锋面上出现气旋式涡度增大时,大气沿锋面向上滑动,反之向下滑动。(5)当垂直于锋面方向的地转风沿锋面由下向上增大时,大气沿锋面向上滑动,反之向下滑动。  相似文献   

6.
利用EAR5再分析气象数据,分析了两次昆明准静止锋天气过程的高低空环流形势、锋面结构、锋面位置、以及相关要素场等基本特征及其异同。结果表明:中高纬度地区阻塞形势的存在是昆明准静止锋形成的背景环流。当冷暖气团均强且势均力敌时,更有利于锋面的维持;冷空气较强时,锋面会向西移动,越过云贵高原地形的阻挡;反之,锋面则会向东移动。当锋面维持在高原地形东侧时,冷空气被地形阻挡时,锋面的移动缓慢,此时锋区最为明显。当锋面维持在地形东侧时,风场的最大水平切变、温度的最大水平梯度和相当位温的密集区,描述的锋面位置几乎相同。两次过程寒潮爆发时冷空气均只能维持到700hPa附近,且水平风场也均为600hPa以下的低空切变,说明昆明准静止锋为浅薄系统。昆明准静止锋与一般冷锋锋后不同,两次个例昆明准静止锋锋后低空为湿区,而锋前水汽是否充足则要看南支槽所处的位置。  相似文献   

7.
吕克利  农尚尧 《大气科学》1995,19(2):183-191
本文利用半地转模式,讨论了双冷锋的锋生过程及其越过山脉的演变。结果显示,在变形场作用下,双冷锋在移行过程中会发生上层锋合并的现象。在锋生过程中,下层前一条冷锋加强远大于后一条,在上层则是后一条冷锋的加强远大于前一条。地形对双冷锋有重大影响,山的迎风坡对冷锋移行有阻挡作用,并削弱锋的强度,背风坡则加速锋的移行,并加强锋的强度。山对双冷锋的上层锋的合并有促进作用,并造成近地面锋区呈现鼻状突出;地形促使锋区垂直速度大大增大,并导致其产生跳跃式变化;地形对锋的影响限于下层锋区。  相似文献   

8.
对1998年华南暴雨试验加密观测期间(IOP)5月23日强降水个例的数值模拟结果分析指出,锋面对于中尺度对流系统而言除了提供对流运动的触发机制外,两者之间还可能存在复杂的相互作用。华南前汛期中伴随对流活动的冷锋具有独特的垂直环流结构。它主要表现为暖湿气流不是沿锋面上滑,而是在冷锋前沿的对流雨团中直接上升到高空,锋面上方上滑的暖空气完全被对流雨团北侧的补偿性下沉气流所代替;而在锋后以及锋前暖区内均有对流活动发生的情况下,低空流入锋区前沿和锋区上方雨团的空气不是来自锋前暖区,而是来自锋后。对对流系统内部雨团进行的三维轨迹追踪也揭示出锋面上空对流雨团内存在一部分来自锋后并穿越锋区的上升气流。这是因为锋面并不是真正意义上的物质面,它只是大气温、湿属性有显著差别的界面,因此存在穿越锋区的运动并不是完全不可能发生的。在华南前汛期中,锋区两侧温度对比比通常意义上的锋面要小,这也是可能发生穿越锋面运动的原因之一,表明中尺度对流系统由于具有与梅雨锋在跨锋方向相类似的尺度而有可能对梅雨锋的流场结构发生影响。  相似文献   

9.
对STORM-FESTIOP17一次冬季锋面暴风雪天气过程的斜压边界层结构演变及特征进行了分析。发现:暖湿空气沿锋面抬升凝结成云,产生降水过程中释放的大量潜热显著增加锋两侧的水平温度差异,产生锋生。与锋生相伴,在锋前产生低空急流和高空急流。当锋生至最强时,锋两侧温差可达20K,锋前低空急流开始减弱,锋后低空急流增强,锋后冷平流开始主导锋两侧的环流系统。该冷平流削弱锋两侧的温度水平梯度,产生锋消作用。对这次锋面斜压对流边界层的湍流特征分析表明:在边界层之上切应力wv明显增大;湍能收支分析表明在边界层之上的风切变产生项很强,即大尺度天气系统有利于斜压对流边界层的发展,边界层内各量充分混合。这次冬季锋面暴风雪天气过程,冷锋前的低空南风急流从墨西哥湾携带来的充足水汽及锋区边界层大气的强斜压性是其产生的关键因子:冷锋过后,大尺度高空急流的作用更有利于对流边界层的充分发展。  相似文献   

10.
作者的目的是分析地形对由于热力差异所引起的局地锋生现象和地转适应过程的影响.为此,分别用零位涡流和均匀位涡流来近似代替实际大气,并借助位涡、绝对动量、位温的守恒关系,就地形对适应锋生和适应过程中能量转换等问题进行了简单讨论。初始位温扰动的水平分布及其相对于地形的位置对适应锋生有重要影响。当初始热力扰动主要位于地形迎风坡山脚时,地形不利于锋面形成,这时要形成锋面不连续,初始位温梯度的水平变化必须非常显著;当初始热力扰动主要位于山顶附近时,地形促进流体运动的辐合,有利于锋面不连续的形成,这时即使初始位温梯度的水平变化不是很大,也可能会形成锋面;当初始热力扰动主要位于背风坡时,地形是否有利于锋面不连续的形成取决于流体的层结情况,如果流体的基本层结很弱,地形促进锋面不连续的形成,反之,地形不利于锋面不连续的形成,这种差异主要是由于在这两种情况下,地形引起的下沉增温效应的强弱是不同的。另外,地形对地转适应过程中动能和位能之间的能量转换率也有影响,与没有地形的情况相比,当初始热力差异显著区位于迎风坡时,能量转换率减小,当不平衡场位于背风坡时,能量转换率增加,原因是在迎风坡流体要克服重力作功,在背风坡重力对流体作正功。  相似文献   

11.
地形的动力作用与冷锋锋生研究   总被引:5,自引:1,他引:5       下载免费PDF全文
肖庆农  伍荣生  张颖 《大气科学》1997,21(3):289-296
本文建立了一个考虑天气尺度水平变形场的二维、滞弹性、非静力平衡锋生模式,对冷锋过山时的锋生锋消机制进行了数值研究,试验结果表明:当无地形影响时,由于变形场的锋生作用与摩擦等因子的锋消作用相互抵消,冷锋最终达到其强度的准定常状态;当考虑地形影响时,地形强迫环流与锋面环流相互作用,使得锋面强度在山前和山后发生变化,在冷锋开始爬坡时锋生,爬过半山腰后开始锋消,过山顶后锋面强度变化不明显或者有微弱锋生,到达山脚后开始强烈锋生,并在地形下游其强度达到最大;总之,冷锋在翻越山脉或从高原移到平原之后,锋面发展的强度比冷锋不遇到地形时的更大。  相似文献   

12.
采用半地转方程的二维锋生模式,研究了地面暖带附近锋生过程中,大尺度斜压区、地面暧带和潜热释放之间的相互作用,结果表明:变形场中的孤立暖带,当它位于大尺度斜压区暖空气一侧时,可在有限时间内形成强锋区(有潜热加热时锋生速度更快);当暖带与大尺度斜压区配合时,可出现双锋区结构,强锋区可能先在暖带中出现。在暖带深厚并有潜热释放时表现更明显且有利于双锋区结构的维持,锋生强迫作用和位温扰动是梅雨锋附近两条中-  相似文献   

13.
陆地上爆发性温带气旋的暖锋后弯结构分析   总被引:5,自引:2,他引:3  
熊秋芬  牛宁  章丽娜 《气象学报》2013,71(2):239-249
温带气旋的暖锋后弯是20世纪80年代末从北大西洋爆发性气旋现场科学试验中发现的一个重要科学成果, 修正了 经典温带锋面气旋模式中锢囚锋的概念。在地球同步卫星云图上, 经常可以观测到欧亚大陆的气旋云系也存在与暖锋后弯 非常类似的演变过程。利用常规的高空、地面观测, NCEP的1°×1°再分析场和FY-2E 水汽图像等资料, 通过分析2012年5 月11-14日一次蒙古气旋强烈发展的结构特征, 揭示了在内陆地区温带气旋发展过程中若暖锋锋区增强而冷锋锋区减弱, 则 该类气旋也存在暖锋后弯和暖核被隔离的事实。分析结果还表明该类蒙古气旋中暖核强度虽不如海洋爆发性气旋, 但其厚 度可伸展到600hPa,在对流层低层850hPa低压中心附近不仅有暖核, 而且存在与暖核近乎重合的干中心, 但干暖中心与气 旋中心并不重合。另外, 单站探空及垂直剖面的分析显示, 在后弯的暖锋锋区附近存在强的湿上升运动, 干暖核内以干空气 和下沉运动为主, 在边界层内后弯暖锋锋区比冷锋锋区强;在冷锋后部的干输送带中对流层中高层锋区明显, 且总体上相对 湿度较小、上升运动微弱, 最显着的干区位于锋区上方下沉的暖空气中。  相似文献   

14.
高空西风急流和低空南风急流中的冷锋环流   总被引:5,自引:1,他引:5  
吕克利  钱滔滔 《大气科学》1996,20(6):679-690
文中利用原始方程模式研究了不同背景风场中的冷锋环流,计算结果显示,对越锋非地转环流和锋区垂直运动起主要作用的是垂直于锋面的背景风场,沿锋的背景风场也有影响,但比前者小得多,后者产生的越锋非地转环流和上升速度也比前者弱得多;具有强垂直切变的西风急流更有利于在锋区产生强的越锋环流和大的上升速度;此外,越锋非地转环流还与Richardson数的小值区相联系。  相似文献   

15.
1引言回流天气是冬季黑龙江省产生暴雪的一种特殊的天气形势,黑龙江省回流天气特征是在一定的环流形势下.中低层有由东部或东南部海上伸向陆地的暖脊,风向以出现偏东风为标志,地面气压场上,黑龙江省处于低压北部的偏东气流里。2009年冬季,黑龙江省出现了两场典型回流暴雪天气过程,通过分析发现:在回流暴雪形成与发展的过程中,动力锋生机制发挥了重要作用。强降雪产生在锋区靠近暖区一侧.地形在回流暴雪过程中,通过其强迫分别位于迎风坡和背风坡的正负垂直速度中心,对降雪起明显的增幅作用。  相似文献   

16.
利用原始方程模式讨论了不同大气层结对冷锋环流的影响及其在激发锋区中尺度强对流系统中的作用,结果表明:层结对锋区环流有非常大的影响,随层结稳定度的减小,锋区非地转越锋环流和上升运动迅速增强,锋前暖区有可能产生中尺度强对流和多重中尺度上升运动带,并有利于对称不稳定的激发;层结对冷锋环流的影响和锋区中尺度强对流系统形成的作用主要由中低层的大气层结状态决定  相似文献   

17.
利用常规地面、高空观测、雷达及ERA5再分析等资料,对山东初冬一次极端降水、大风天气成因分析,结果表明:低槽东移发展,冷空气南压,低空切变线配合东北、西北地区地面高压坝形成的“阻挡”形势利于极端降水的产生。本次水汽条件具有较强的极端性,水汽通量辐合远强于气候平均态,925 hPa和700 hPa水汽通量辐合大值区分别与雨、雪区域配合较好。降雨时垂直上升运动中心在边界层,升至600 hPa时转为降雪,降雨时低层辐合、高层辐散,降雪时由低到高呈辐散-辐合-辐散分布。冷锋过境条件对称不稳定触发产生对流,随后在冷锋后侧逆温层上由锋生过程的上升支环流强迫产生高架对流。强冷空气扰动从内蒙古高原下滑至华北平原,与近地面冷平流汇合增强,产生较强变压风,同时促进了势能向动能转换和动量下传。地形强迫造成下沉运动增强,华北地区低层形成锋面次级环流,环流前部锋区暖界面为地转偏差辐合,冷界面为地转偏差辐散。环流内有水平动能和地转偏差大值区,偏北气流和下沉运动使水平动能向南、向下输送,导致地面极端大风。  相似文献   

18.
水汽凝结过程与高低空急流对冷锋环流的作用   总被引:3,自引:0,他引:3       下载免费PDF全文
吕克利  赵德明 《大气科学》1997,21(3):317-323
文中利用包括水汽凝结过程的湿大气原始方程模式,研究了高空西风急流和低空南风急流中冷锋环流和垂直运动场的演变,计算结果显示:水汽凝结过程的加入,使锋区垂直运动和锋面环流大大增强,上升运动随时间发生剧烈的变化;湿过程对锋面环流的作用发生在水汽饱和并发生凝结之后,未饱和水汽的存在对锋面环流没有什么作用;与干大气模式中高空西风急流是造成冷锋环流演变的主要因子情况不同,低空南风急流在湿大气中对锋面环流有极为重要的作用,其作用至少与高空西风急流相等;在激发锋区重力波上,低空南风急流的作用可能更加明显;水汽凝结湿过程的加入,不论是在高空西风急流下还是在低空南风急流中,都能在锋区激发出波长约为300 km的重力波,并以大于锋面移速的相速传入暖区。  相似文献   

19.
2010年新疆北部暴雪异常的环流和水汽特征分析   总被引:5,自引:0,他引:5  
2010年新疆北部地区暴雪异常偏多,降雪量和积雪深度记录突破历史极值。利用NCEP/NCAR 2.5°×2.5°再分析资料,对北疆暴雪时空分布特征进行了分析,并对2010年两种暴雪类型发生时的大气环流、水汽输送特征进行了合成分析。结果表明,北疆暴雪多发生在山区和迎风坡上,在暴雪形成过程中地形作用不容忽视;北疆暴雪的发生与极锋急流和副热带急流的位置、强度密切相关,两支急流的叠加和汇合是冷锋暴雪发生的主要大尺度环流形势,极锋急流在暖区暴雪中占主导地位;冷锋暴雪是由北方冷空气与西南暖湿气流汇合造成的,而暖区暴雪是北方南下的冷空气相对更冷而形成的冷暖汇合造成的;冷锋暴雪时地面高压呈西南—东北向,暴雪发生在强冷锋锋区内;暖区暴雪时地面高压呈西北—东南向,暴雪由冷锋前暖锋引发;新疆北部暴雪的水汽以接力的方式输送,伊朗副热带高压的强度和位置的变化对暴雪的水汽输送起决定性作用。  相似文献   

20.
冷锋雨带中湿物理过程与非绝热锋生的相互作用   总被引:3,自引:0,他引:3  
利用包含冰相微物理过程参数化方案的三维非静力中尺度/云模式(ARPS)模拟了与冷锋有关的冷锋雨带(NCFR)结构,着重分析了锋面云系发展演变的主要特征。模拟结果表明,锋面云系是由位于锋面前沿处的锋面次级环流的上升运动激发的;锋面强度与冷锋云(雨)带中的潜热释放之间的正反馈引起的持续非绝热锋生是锋面以及冷锋雨带得以长时间维持的主要物理机制。进一步分析表明,锋区两侧位温梯度的增加是与沿着冷锋表面的倾斜上升运动引起的云水及水汽的再分布密切相关的,即在冷气团中由云水蒸发发冷却形成冷池,而在暖气团中由水汽凝结以及雨滴冻结等形成暖池,这种冷/暖池在冷/暖气团上的叠加是引起非绝热锋生的关键。  相似文献   

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