河西地区不同下垫面边界层特征分析

利用1991年10月HEIFE实验期间获取的系留气球梯度探测资料．对比分析了黑河地区常见的三种不同下垫面(绿洲、沙漠和戈壁)边界层风、温度、湿度场的分布规律。客观验证了河西地区秋季午夜后出现的低空急流和逆湿气层两大特点,为进一步研究黑河地区水分与能量循环对环境的影响、土地的开发利用等提供事实依据。     

金塔绿洲大气边界层特征的数值模拟研究

利用美国NCAR中心的天气研究与预报模式WRF(weather Research and Forecast Model),对金塔绿洲的环流场、温度场及湿度场结构及其日变化进行了较为全面细致的模拟研究,WRF模式很好地模拟出了绿洲一沙漠环流的日变化特征和这种局地热力环流的空间结构,模拟再现了绿洲“冷岛效应”和邻近绿洲的沙漠“逆湿”等边界层特征．模拟还发州了白天绿洲湿度场“凹型槽,,式分布的特征。     

石河子绿洲空气湿度和降水的长期变化趋势分析

分析了石河子绿洲3个地面站(炮台、石河子和莫索湾)41a(1964～2004年)的温度、相对湿度和降水,发现随着石河子垦区绿洲面积的扩大以及新疆增温增湿的气候变化趋势,石河子绿洲也有其比较独特的区域气候特征。主要表现在:(1)41a来温度、降水量呈增加趋势,但空气湿度比较稳定,没有明显的变化;(2)石河子绿洲的温度、降水量以及空气湿度具有明显的季节变化特征。秋季的温度变幅最大,冬季最小。这与新疆大部分地区冬季增温幅度最大有所不同。空气相对湿度变化的季节差异不明显。(3)以莫索湾站代表绿洲边缘,石河子站代表绿洲区,其降水、温度和空气湿度变化有明显差异,显示了比较明显的绿洲“冷岛”和“湿岛”效应。     

DRP-4DVar方法同化AIRS反演资料在一次江淮流域暴雨中的应用

利用经济省时的降维投影四维变分同化方法(DRP-4DVar),在2009年7月22～23日江淮流域的一次大暴雨过程中同化晴空条件下高光谱大气红外探测仪(AIRS)反演温度、湿度廓线,改进此次强降水过程的模拟。试验结果分析显示,同化AIRS反演的温度及湿度场后,基于四维变分同化系统的模式约束,能够改进湿度场、高度场、高低层散度场。从累积降水量偏差图及同化试验增量图可以看到,正降水量偏差对应于正湿度增量、负位势高度增量及低层负散度高层正散度增量,负降水量偏差则与之相反。同化试验较参照试验可更好地模拟出暴雨的天气形势、对暴雨的落区及强度有更好的反映。此外,从单次同化与连续同化的试验对比结果看出,连续同化试验结果较单次同化结果有进一步的改进,说明不断加入新的观测资料可以更好地模拟强降水过程。     

干旱区典型绿洲热场分布规律研究——以渭干河-库车河三角洲绿洲为例

利用Landsat7ETM＋遥感资料热红外波段定量反演晴空状态下夏季干旱区典型绿洲地表真实温度,运用影像叠加分析、直方图比对、缓冲区分析和空间自相关分析及剖面线分析等方法,分析其热场分布规律。结果表明：绿洲热场分布具有显著正空间自相关特性,Moran’s值为0．5489,Z值为48．44,同时呈现出显著的局部空间集聚现象;就局部而言,在相同热力环境下,由于盐碱地与裸地热容量不同,盐碱地温度低于周边裸地温度,盐碱地平均温度比周边300、900m和1500m缓冲区裸地的平均气温分别低0．59、0．44℃和0．26℃;然而盐碱地大多分布在裸地的高温区中心,且温度变化幅度小,在裸地低温区周围分布较少,所以就整体而言,裸地平均气温低于盐碱地温度,热场分布规律依次为水体温度21．65、耕地温度27．86、林草地温度35．59、城镇温度40．06℃、裸地温度42．07℃。水体、城镇、盐碱地、裸地的温度波动较小,热力景观单一,热场分布均匀,而耕地和林草地的温度梯度大,热力景观复杂多样,热场分布极不均匀,局部热场存在突变现象。绿洲荒漠交错带的面积较大,可以降低荒漠对绿洲的热力侵蚀,对保护绿洲有重要作用。     

河西走廊地区气候和绿洲生态研究的若干进展

河西走廊地区以其独特的生态环境和气候特征一直成为众多学者研究的焦点区域,文中从该区温度、降水特征及其背景下区内绿洲生态环境变化两方面,对国内在这些方面的研究成果作了初步的归纳整理和分析综述。     

青藏高原草甸下垫面湍流强度相似性关系分析

利用“全球能量水循环之亚洲季风青藏高原试验(GAME／Tibet)”1998年加强期(IOP)的观测资料，分析研究了青藏高原草甸下垫面上的无量纲风速、温度及湿度方差相似性，并与HEIFE戈壁沙漠和绿洲及海洋下垫面作了比较，得到了一些有关青藏高原草甸下垫面上动力及热力学参数的有益的结论。     

沙漠-绿洲大气边界层结构的数值模拟

利用美国NCAR新版中尺度MM5V3．6非静力平衡模式,采用三重嵌套的模拟方法,模拟研究了沙漠绿洲的环流及边界层特征。结果表明：在没有西风气流背景的影响下,绿洲沙漠环流和大气边界层结构是对称的。沙漠绿洲改变了原有沙漠地区环流结构及温、湿场的分布,绿洲上空大气下沉,沙漠上空大气上升,从而产生了绿洲上空大气冷干,沙漠上空大气暖湿的边界层特征。绿洲边缘形成了由干到湿的强湿度梯度带围绕着绿洲,起到了保护绿洲的作用。在有西风背景气流的影响下,绿洲沙漠环流和大气边界层结构是非对称的。但是,西风背景气流的存在可以破坏绿洲系统对称的环流结构,不利于绿洲系统的稳定发展。     

干旱区典型绿洲热场分布规律研究——以渭干河-库车河三角洲绿洲为例

利用Landsat 7 ETM+遥感资料热红外波段定量反演晴空状态下夏季干旱区典型绿洲地表真实温度,运用影像叠加分析、直方图比对、缓冲区分析和空间自相关分析及剖面线分析等方法,分析其热场分布规律.结果表明:绿洲热场分布具有显著正空间自相关特性,Moran's值为0.5489,z值为48.44,同时呈现出显著的局部空间集...     

近50年河西绿洲地面风的时空变化特征

根据河西绿洲13个气象台站1951年1月—200O年12月的地面风资料,统计分析了河西绿洲地面风的时空变化特征。河西绿洲大多数台站夏季盛行偏东风,冬季盛行偏西风,各站的最大风速一般出现在春季。绿洲中静风频率较高,绿洲各站地面风平均风速在20世纪5O年代有一峰值,但时间跨度较短,之后波动增加,至70年代达到峰值,然后逐渐减少。河西绿洲大部分台站从70年代盛行风向发生了改变。河西绿洲一些站的地面风向存在昼夜反向的特征。     

RAMS模式在金塔地区非均匀下垫面上的适用性研究

为检验RAMS模式在金塔地区的模拟性能, 首先选2005年7月2~3日金塔地区的一次晴好天气过程, 然后利用RAMS及MM5模式对该过程进行了48 h三重嵌套的数值模拟, 最后对金塔绿洲、 戈壁及沙漠点近地面各变量的模拟值及实测值进行了对比分析。结果表明： RAMS模式对绿洲、 戈壁和沙漠不同下垫面近地面温度的模拟表现良好, 基本模拟出了近地面相对湿度的日变化趋势, 较好地模拟出了绿洲\_沙漠环流引起的绿洲“冷岛效应”和临近绿洲的戈壁与沙漠上空的“逆湿”现象; RAMS模式对绿洲下垫面潜热通量的模拟比感热通量更接近实况, 而对戈壁和沙漠下垫面感热通量的模拟好于潜热通量, 三种下垫面上净辐射的模拟都与观测值较接近; 同MM5模式的模拟结果比较, RAMS模式对非均匀下垫面净辐射、 感热通量的数值模拟更优于MM5模式。这表明RAMS模式在金塔地区应用的可行性。     

绿洲冷岛的行星边界层结构

本文利用行星边界层二维定常数值模式研究了绿洲冷岛的温度、水平风速、涡旋系数和比湿的结构。并且分析了背景场层结稳定度与冷岛的关系。     

STRUCTURE OF THE PLANETARY BOUNDARY LAYER OVER OASIS COLD ISLAND

The structures of temperature,horizontal wind,eddy coefficient and specific humidity over the oasiscold island have been studied by the steady-state numerical model of the planetary boundary layer (PBL).And the relationship between the oasis cold island and the stratification stability of the background fieldhas been analyzed.     

非均匀下垫面局地气候效应的数值模拟

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     

夏季金塔绿洲风环流的数值模拟及结构分析

利用中尺度数值模式MM5，替换了模式第三重嵌套模拟域中金塔绿洲及周围地区与实际不符的植被类型，对2004年7月5日金塔绿洲效应进行了较为成功的模拟。模拟结果显示：白天绿洲是一冷源，这一现象可维持到3000m左右，临近地面沙漠绿洲温差最大，冷中心强度由低层向高层逐渐减弱；气压距平场低层为沙漠低，绿洲高，较高层则反之，转变发生在1300m。低层绿洲风盛行，随高度增加，辐散风渐弱；750hPa以上转为以背景风为主，存在向绿洲中心辐合的趋势；距平风场低层为辐散风，高层为辐合风，绿洲中部风速较小，越远离风场辐散（辐合）中心，风速越大；沙漠上为上升气流，绿洲基本上全为下沉运动所控制，但剖面图上显示绿洲上并不是只有一个闭合中心，且绿洲上、下沉运动的顶部高度也不一致，绿洲中心最低，两侧逐渐增高。最大下沉运动出现在绿洲边缘；绿洲低层分布着强度均匀的辐散区，而沙漠上则为零散辐合区，750hPa辐合区开始侵入绿洲，700hPa时绿洲基本为辐合区，绿洲边缘辐合最强，沙漠以辐散为主，分布少许辐合中心。比湿同湿位温具有相似特征，在一定高度以上，在下沉气流的作用和西风背景场的影响下等值线形成低槽形状，低槽中心从高层向低层、由西向东偏移。     

绿洲与荒漠相互影响下大气边界层特征的模拟

用发展的二维中尺度土壤－植被－大气连续体数值模式模拟了绿洲与荒漠相互影响下的大气边界层特征。得到了绿洲和临近荒漠之间的边界层高度、风螺线、风速廓线、位温廓线和比湿廓线的差别,并给出了绿洲对其上游和下游荒漠大气的不同影响。基本再现了白天绿洲大气逆温和临近绿洲的荒漠大气逆湿。模拟实验研究不仅验证了外场观测结果,而且也使我们对复杂下垫面边界层结构有了一些新的认识。     

Variation in road surface temperature due to topography and wind

Summary The present study involves a discussion of nocturnal temperature variation due to topography and prevailing wind speed. It is part of the ongoing project Applied climatology for increased traffic safety and road maintenance, which aims at a development of a local climatological model applicable to winter road conditions. The temperature recordings which are used are from sensors in the Swedish Road Weather Information System in the county of Skaraborg.During clear and calm nights, local air temperature differences have been related to different topographical environments. The main factors resulting in large temperature differences are the effect of wind shelter, stagnation or production of cold air, and of cold air advection.Variation in air temperatures during clear and windy nights has also been studied. At wind speeds higher than 4–5 m/s, the temperature variation is low. With decreasing wind speed the variation in temperature increases, but only for sensor sites which have some wind shelter by topography or vegetation.The air temperature variation which develops during clear nights affects the road surface temperature. In this paper, the connection between road surface temperature differences and air temperature variation is discussed. A linear relationship between the two variables exists.With 5 Figures     

敦煌绿洲夏季边界层特征的数值模拟

使用美国NCAR新版MM5V3．6非静力平衡模式,采用三重嵌套方法,模拟研究了沙漠绿洲的环流及边界层特征。并且与无绿洲试验进行了比较。结果表明：沙漠中的绿洲在夏季是一个冷源,地面感热通量和潜热通量与周围的沙漠地区存在较大差异。在绿洲区,感热通量小,潜热通量大;在沙漠区,感热通量大,潜热通量小。绿洲边界层顶低,沙漠边界层顶高。绿洲可以改变沙漠地区的大气稳定度,使得原来大气层结不稳定的沙漠地区出现较稳定的大气层结。沙漠绿洲改变了原有沙漠地区的环流结构及温、湿场的分布,使得在绿洲上空大气下沉,沙漠上空大气上升,从而产生了绿洲上空大气干冷,沙漠上空大气暖湿的边界特征。绿洲边缘的沙漠形成的较大的湿气柱围绕着绿洲,起到了保护绿洲的作用。沙漠绿洲低空呈现辐散气流,使得绿洲上风方的沙漠地区风速减小,绿洲下风方的沙漠地区风速增大。     

Characteristics of Meteorological Factors over Different Landscape Types During Dust Storm Events in Cele, Xinjiang, China

Landscape characteristics influence meteorological factors, thus affect the occurrence and nature of dust storm events. The present study investigates the spatiotemporal characteristics of six meteorological factors (wind velocity, wind direction, air temperature, relative humidity (RH), photo synthetically active radiation (PAR), and solar radiation) over different landscape types (shifting-sand frontier, semi-fixed sandy land, fixed sandy land, and the inner region of an oasis) before and after dust storms during four typical dust storm events in an oasis-desert ecotone in Cele, Xinjiang, China. The results show that the average wind velocity decreased significantly from the shifting-sand frontier to the inner oasis, which was mainly attributable to the vegetation coverage. Before the dust storm events, there were obvious differences in air temperature and RH either in the horizontal or vertical direction over the different landscape types. However, these factors were very similar during and following the dust storm events. PAR and solar radiation were significantly reduced during the dust storm events and the subsequent sand-blowing and floating-dust conditions. This effect was much stronger than during similar weather conditions without dust storm events such as sand-blowing and overcast and/or rainy days. Additionally, the variation in the meteorological factors among the different landscapes was also affected by the prevailing wind direction during the dust storm events. However, the landscape type slightly changed the prevailing wind direction, with the greatest dispersion distribution of wind direction in the inner oasis. The findings of this study are helpful for understanding the function of landscape types in the occurrence of dust storms, as well as for providing a theoretical basis for prevention of dust storms.