1982年东亚及太平洋地区视热源及视水汽汇的分布

本文对１９８２年东亚及太平洋地区逐月的视热源（Ｑ１）及视水汽汇（Ｑ２）进行了计算。发现视热源及视水汽汇的分布不仅存在明显的季节性变化,而且在１９８２年这一强厄尔尼诺年,视热源及视水汽汇分布和强度也有相应的异常变化。在１９８２年５～６月,厄尔尼诺开始时,印度尼西亚表现为视热汇及视水汽源,而赤道中太平洋为较强的视热源及视水汽汇。随着ＥＮＳＯ事件的发展,这一现象有增强的趋势。赤道太平洋的强视热源及视水汽汇也进一步向东发展。南海、西太平洋副热带及赤道东太平洋等区域强视热源和强视水汇的垂直分布相差很大;在海洋区域多为对流性降水     

一次华南暴雨过程中水汽输送和热量的研究

利用NCEP/NCAR 每日4 次全球再分析1°×1°网格资料,计算了2004年7月17-21日华南汛期暴雨过程的水汽通量、视热源(Q1)和视水汽汇(Q2),并探讨了其垂直分布特征.结果表明:华南汛期暴雨过程中存在大量的水汽和凝结潜热.孟加拉湾、南海和西太平洋都是这次华南暴雨过程重要的水汽供应源.暴雨区南边界为水汽的主要输入区,北边界为主要输出区,而暴雨区南、东边界的水汽输送主要发生在低层,西边界在中、低层的水汽输送大致相当.在这次降水过程中,视热源和视水汽汇的较大值与降水的大值区有很好的对应关系.视热源、视水汽汇和垂直上升运动与降水量的变化总体趋势是一致的.视热源垂直方向上的峰值在400 hPa附近,而视水汽汇呈双峰型特征,峰值分别在700 hPa和450 hPa附近.垂直平流项均是视热源、视水汽汇的主要贡献者.     

“93.5”黑风暴发展期中尺度期热量和水汽收支诊断

１９９３年５月４－６月（“９３．５”）在我国西北地区发生了一次极具破坏力的“黑风暴”。为了诊断这次黑风暴发展期的热量和水汽收支，使用了具有高分辨ＰＢＬ，参数化及４０ｋｍ经网格的ＭＭ４对该例控制模拟的输出资料和热量与水汽睡支方程，对视热源（Ｑ１）和视水汽汇（Ｑ２）的诊断结果指出，Ｑ１的垂直积分在黑风暴的前部和后部分别呈现一条显著的加热带和冷却带，在黑风暴区，Ｑ１和Ｑ２的区域平均垂直廓线揭示，黑风暴Ｑ     

基于热源作用的青藏高原东坡一次夜间暴雨的诊断分析

利用ERA5再分析资料、CMORPH融合降水资料和山地通量观测资料对2020年6月26日发生在四川冕宁一次夜间致灾暴雨进行综合诊断分析。结果表明：本次夜间暴雨发生前，白天地面热源存在明显的正异常变化，地面热源的正异常区与降水有很好的对应关系。同时大气热源（视热源和视水汽汇）与暴雨的关系密切且相互影响，降水释放凝结潜热，加热大气，使得视热源也随之增加。在暴雨发展强盛阶段，视水汽汇的垂直输送项达到最大，而视水汽汇的局地变化项能很好指示整个暴雨过程中区域水汽的净输送状况。     

"98.5"华南前汛期暴雨中尺度系统发生发展的动力、热量和水汽收支诊断

为进一步了解华南暴雨的形成机理,利用MM5模式输出的高时空分辨率资料,对“98.5”华南暴雨的总涡源、视热源和视水汽汇进行了诊断分析。诊断结果表明:总涡源场与涡度场对应一致,高值中心位于降水上空,正的总涡源柱中心预示了涡度柱将继续发展;在组成总涡源各项中水平绝对涡度平流项和扭转项是负贡献,垂直涡度平流项和散度项为正贡献;降水区与视水汽汇和视热源高值区对应一致,视水汽汇和视热源有峰值相伴,说明凝结潜热给系统提供了发展的能量;地面涡动通量和各层的次网格尺度涡动使高层冷却,低层加热,有利于降水系统中对流发展;在组成视热源和视水汽汇各项中均为垂直项起主要作用,充分说明了在暴雨发生过程中强上升运动具有重要作用;强烈的垂直上升运动将水汽带到了高层,云水场的发展与视水汽汇有着一致性,在视水汽汇达到极值时,除冰晶外,云水场各物理量中心高度达到极值,部分物理量的强度也达到最大。     

“97.12”高原暴雪过程中尺度热量和水汽收支诊断

应用非静力模式MM5V2对1997年12月（简称：97．12”）一交高原暴雪过程进行控制模拟试验。利用其输出资料以及热量和水汽收支方程，对这次暴雪过程进行了热量及水汽收支诊断。视热源（Q1）和视水汽汇（Q2）的诊断结果表明：Q1和Q2垂直积分的正值区分布形势相似且较强，并与地面降雪带的分布一致，因而，此次过程的Q1、Q2主要是由水汽凝结和潜热解释决定的。Q1在对流层为加热层，对流层上层相对为冷层，是暴雪发生发展的主要热力机制。Q1、Q2区域平均的垂直廓线峰值非常相近，该峰值区正是水汽凝结层，它与水汽输送带的水汽凝结变干有关。视水汽汇Q2与视热源Q1具有相近的垂直廓线，表明“97．12”暴雪过程中非对流性凝结降水起决定因素。这些结果为改进和发展用于模拟和预报高原暴雪的中尺度数值模式模拟系统提供了一些物理依据。     

“93.5”黑风暴发展期中尺度期热量和水汽收支诊断

１９９３年５月４—６日（“９３．５”）在我国西北地区发生了一次极具破坏力的“黑风暴”。为了诊断这次黑风暴发展期的热量和水汽收支，使用了具有高分辨ＰＢＬ参数化及４０ｋｍ细网络的ＭＭ４对该例控制模拟的输出资料和热量与水汽收支方程。对视热源（Ｑ１）和视水汽汇（Ｑ２）的诊断结果指出，Ｑ１的垂直积分在黑风暴的前部和后部分别呈现一条显著的加热带和冷却带。在黑风暴区，Ｑ１和Ｑ２的区域平均垂直廓线揭示，黑风暴的Ｑ１加热主要发生在对流层的上部，而其中部加热主要出现在发展初期；与Ｑ１相应，Ｑ２在低空和中空分别发生明显的增湿变冷和变干加热。这些结果不仅与因黑风暴过程而观测到的强剧强降温率一致，而且也为改进和发展用于模拟和预报黑风暴的中尺度数值模式提供了一些物理依据     

第一次全球大气研究计划试验期间华南前汛期暴雨过程及其环流特征的 …

对１９７９年第一次全球大气研究计划试验（ＦＧＧＥ）期间华南前汛期３次暴雨过程及其环流特征进行了诊断研究。发现：（１）３次暴雨过程均与锋面活动有关,每次锋面过程都与锋生区对应,暴雨多见于锋前暖区内。锋面的特征既不同于冬季的冷锋,又不同于夏季长江流域的梅雨锋。（２）对视热源和视水汽汇作了计算,发现３次暴雨过程中,华南地区的视热源和视水汽汇项有明显作用,积云对流所造成的对流凝结加热作用很重要。（３）华南     

盛夏东亚季风区水汽源汇的气候特征及山西的水汽输送

本文讨论分析了１９９４年盛夏东亚季风区垂直积分的平均水汽通量及水汽通量散度场，揭示出该时期东亚季风区存在四个强水汽泊；西太平洋、东涨、苏禄海、安达曼海和三个水汽汇：华北、长江中游南岸、南海南部。山西位于华北汇区中，盛夏降水的水汽是由安达曼海和莎经取西南气流，东南气流输送而来。     

一次强降水过程的热量和水汽收支分析

利用NCEP/NCAR每日4次全球再分析1°×1°网格资料,计算了2007年7月18日河北南部暴雨过程的水汽通量、视热源(Q1)和视水汽汇(Q2),分析了降水区热量和水汽收支的变化,并探讨了其垂直分布特征.结果表明:本次暴雨过程是由沿低涡切变线相继生成并强烈发展的中尺度对流云团造成的;当有强对流发生并伴有强降水时,就会有强的视热源Q1和视水汽汇Q2出现,且与强降水区基本对应,对流层上半部的相对冷层为暴雨区上空积云对流提供了极为有利的热力不稳定条件.     

华南西南季风活跃期间大气热量和动量的收支

本文讨论了西南季风活跃期华南区域平均对流层运动学特征和热量水汽,动量的收支。计算表明,我国西南季风活跃期对流层特征既不同于冷空气活动期也不同南海季风活跃期。此时华南整层对流层处反气旋流场中,无辐散层位于700毫巴,下层辐散上层辐合。西南季风层为下沉运动,上层为上升运动。热量收支表明,季风层为视热汇和视水汽源,东风层为视热源。切变层以上水汽源汇数值很小,不起明显作用。水热源汇主要由垂直运动造成。动量收支表明,在季风层动量基本上是准平衡的,只有在对流层上层和近地面层有动量盈亏,动量收支主要来自地转偏差。最后,我们简单讨论了次网格尺度涡旋对水热平衡的贡献,认为西南季风期垂直涡旋输送十分活跃,其输送水热的作用超过气团变性过程所起的作用。      

青藏高原、东亚季风区、西北太平洋地区云系结构及相联加热机制的对比分析

应用7年(2006年5月18日—2013年5月18日)的CloudSat卫星观测资料,对比分析了青藏高原、东亚季风区、西北太平洋地区云发生频率的特征,并利用欧洲中心再分析资料,计算了三个地区的视热源、视水汽汇Q₁、Q₂,分析探讨了三个地区与云发生频率相联系的加热机制。结果表明:青藏高原、东亚季风区、西北太平洋地区云的发生频率分别为35%、22%、27%,其中:青藏高原和东亚季风区的低云频率最大,中云次之;西北太平洋地区的高云和低云的频率大,分别为19%和16%。具体云型来看,青藏高原多高层云、雨层云;东亚季风区多高层云和卷云,夏季深对流云频率增大明显;西北太平洋地区多卷云、深对流云和高层云。三个地区视水汽汇Q₂的垂直分布特征及季节变化与云发生频率对应较好,青藏高原的低云(雨层云)、中云(高层云)形成过程中,凝结释放潜热,加热大气;东亚季风区低云(深对流云)、中云(高层云)对加热大气贡献大;西北太平洋地区大气的主要加热机制是深对流云形成过程中凝结释放潜热以及湿静能涡旋垂直输送。      

1991年江淮特大暴雨的降水性质与对流活动

从计算大尺度热源和分析ＴＢＢ资料两个方面，阐述了１９９１年江淮梅雨期间降水性质与对流活动的季节性演变特征。结果表明：梅雨期间江淮上空３个强上升运动时段分别形成了３场暴雨，由暴雨释放的热量使江淮大气出现了３个时段的强加热；３场暴雨的降水性质呈显著的季节性演变，由第１场暴雨以锋面性降水为主发展到第３场暴雨异常强的对流性降水。文中详细分析了热源和水汽汇的时空分布特征，并从大气运动场和热力结构讨论了盛夏强对流降水期间积云对流以涡动形式对热量和水汽的强铅直输送作用。江淮地区ＴＢＢ值能很好地反映降水状况，雨期一致地对应于ＴＢＢ低于２５０Ｋ的时段。梅雨中后期东亚地区对流活动季节性地增强，带状对流区（特别是ＴＢＢ高负距平区）与雨带位置相符。对流带位置及对流活动强弱与西南暖湿气流活动密切相关，它很好地表征了东亚地区的低空急流（给积云输送热带对流大气）。梅雨期间对流带主要出现在江淮流域，但可在东亚范围内飘移，它落在江淮与否则决定了江淮暴雨的维持与中断     

1983年长江中游梅雨期的热源和热汇分析

本文用曲面拟合和收支方程计算了5—7月长江中游地区梅雨前后不同时段热源和热汇的分布,得到如下一些结果:(1)梅雨期的热源主要由降水产生的凝结潜热造成。最大热源位于700—400hPa层中。降水的性质一般以连续性降水为主,但有时也发生明显的对流活动。在无雨期,在深厚的对流层大气中是冷却的,这主要由辐射冷却引起。因而梅雨时期的大气性质十分类似于热带大气。(2)梅雨期的降水以及热源热汇分布有明显的日变化。一般下午为明显的热源或更强的对流热输送。(3)在梅雨期及其前后感热和蒸发的作用不能忽略。在无雨或少雨期,蒸发是形成水汽源汇的主要因子。      

STUDY OF PHYSICAL PROCESSES AFFECTING THE TRANSFORMATION OF COLD AIR OVER LAND AFTER OUTBREAK OF COLD WAVES IN EAST ASIA

Authors have studied the transformation processes of cold air over land in East Asia for eight cases which occurredin different months of 1981.First,the surface eddy sensible and latent heat fluxes,and drag coefficient were estimatedaccording to the approach of similarity theory.Then,the apparent heat source,the apparent moisture sink,and solarand long-wave radiative heating(or cooling)were further calculated through the budget method and physicalparameterization algorithm.It has been found that the cold air immediately starts the transformation process over landonce it moves away from its region of origin.In winter,the degree of transformation of cold air mass gradually intensi-fied as it travelled southeastward;while arriving in the ocean,the cold air mass underwent the most significant transfor-mation process.In summer,the most vigorous transformation of thermal and moisture fields was observed in NorthChina and Mongolian region,with much greater intensity than that in winter.     

THE TEMPORAL AND SPATIAL CHARACTERISTICS OF MOISTURE BUDGETS OVER ASIAN AND AUSTRALIAN MONSOON REGIONS

Apparent moisture sink and water vapor transport flux are calculated by using NCAR/NCEP reanalyzed daily data for water vapor and wind fields at various levels from 1980 to 1989. With the aid of EOF analysis method, temporal and spatial characteristics of moisture budgets over Asian and Australian monsoon regions are studied. The results show that there is apparent seasonal transition of moisture sink and water vapor transport between Asian monsoon region and Australian monsoon region. In winter, the Asian monsoon region is a moisture source, in which three cross-equatorial water vapor transport channels in the "continent bridge". at 80°E and 40°E ～ 50°E transport water vapor to the Australian monsoon region and southern Indian Ocean which are moisture sinks. In summer, Australian monsoon region and southern Indian Ocean are moisture sources and by the three cross-equatorial transport channels water vapor is transport to the Asian monsoon region which is a moisture sink. In spring and autumn, ITCZ is the main moisture sink and there is no apparent water vapor transport between Asian monsoon region and Australian monsoon region.     

暴雨过程大尺度热量、水汽和动量收支分析

近年来对长江流域梅雨期热源热汇分布的一些研究[1]-[3]表明,热源热汇的分布和梅雨期降水性质存在着年际变化,同时,研究区域不同,天气形势和时空尺度不同,所得各类收支的垂直分布特征亦有较大差别。本文用曲面拟合方法计算了1989年梅雨期6月27日至7月4日江南地区暴雨过程的时空平均热量、水汽和动量收支,得到的垂直分布特征是:(1)加热率Q₁峰值位于400—500百帕气层,减湿率Q₂峰值位于500—600百帕气层,两者垂直分布特征说明,该暴雨过程凝结潜热和对流垂直输送作用均十分重要。(2)视西风动量源在600百帕以下为正值,以上为负值,说明东风动量向高层输送;视南风动量源在400百帕以下为负值,以上为正值,说明南风动量向高层输送。      

The effect of vertical transports of heat and moisture by cumulus convection in typhoon

By utilizing the denser upper-air observations from the Okinawa region and Japanese islands during August 17－23, 1975, the vertical transports of heat and moisture by cumulus convection in the typhoon No. 7507 have been calculated. It is found that there exist a large apparent heat source (Q1) and a mois-ture sink (Q2) in the southern part of the typhoon at the disturbance, growing and mature stages. The magnitudes of the apparent heat source and moisture sink ace rather small, or turn into the apparent heat sink in the northern sector of the typhoon. In the southern part of the typhoon, the total cloud mass flux (Mc) is positive, whereas in the northern part of the typhoon Mc is negative. The above-mentioned distributions of Q1, Q2 and Mc agree well with the major cloud patterns.In the southern part of the typhoon, Q2 is positive because the drying effect is always larger than the evaporative cooling, whereas in the northern part of the typhoon, the opposite case is true because both the drying and evaporating effects of liquid water make a negative contribution to Q2.     

东亚冷空气爆发后陆地变性的物理过程研究

本文对1981年不同月份8次东亚冷空气活动的陆地变性过程进行了分析。首先,用相似理论方法,直接计算了地面的感热和潜热的湍流交换及拖曳系数,又利用收支法和物理参数化方法计算了视热源视水汽汇的收支以及长短波辐射的加热和冷却作用。发现南下冷空气一经离开源地就开始了明显的变性过程。在冬季,变性强度随冷性气团向东南移动而逐渐增强,到达海上时变性最剧烈;在夏季,温湿变性最大区出现在我国北方,并且在陆上的变性强度比冬季要强得多。