北京稳定天气条件下城市边界层环流特征数值研究

采用科罗拉多大学和MRC／ASTER共同开发的区域大气模拟系统（RAMS）对北京地区稳定天气条件下的个例进行数值模拟,通过对数值模拟结果与观测事实的比较以及敏感性试验,分析了北京城市边界层环流特征和环流影响因子在环流发展过程中的作用。结果表明：①在山谷风环流和热岛环流相互作用下形成了北京城市边界层流场特有的局地环流。②热岛中心在决定边界层环流的辐合区位置上起相对较大的作用,边界层环流的强度和发展高度由山谷风强度和热岛强度共同决定。     

海风环流的数值模拟

本文建立了一个适用于中小尺度的非静力、完全弹性的二维中β（ｒ）模式，利用该模式对海风环流进行了数值试验，模拟成功地模拟了海风环流的形成，发展消亡过程，并探讨了大气层结稳定性对海风环流的影响，该模式的建立对于中小尺度的强对流天气如暴雨，冰雹等天气过程均有较好的模拟结果。     

天津地区城市热岛环流与海风环流相互作用的研究

利用中尺度数值模式（TJ WRF）模拟资料及天津加密自动气象站资料等,选取几个典型天气过程（城区附近局地强雷暴天气过程、受海风影响明显的无天气过程）个例,分析研究天津城市热岛环流与海风环流的空间结构特征及相互作用;重点对城市热岛环流与海风环流相互作用触发局地强雷暴的机制进行分析。结果表明：城市热岛环流的伸展高度基本在800 hPa 附近、空间范围约为20 km、环流内有弱的辐合上升;海风环流的伸展高度在800~750 hPa、空间范围40~60 km,海风环流前沿海风锋的伸展高度为950~900 hPa,垂直上升速度平均为0.2 m·s-1 ,略强于城市热岛环流。海风环流对城市热岛环流有明显消弱作用,城市热岛环流对海风环流有一定的阻挡作用,其阻挡的程度与城市热岛环流强度有关。随海风环流向内陆推进,海风环流与城市热岛环流相遇出现叠加,叠加后的辐合上升运动明显加强,最大上升速度可达0.6 m·s-1,并在不稳定天气形势条件下能触发局地强雷暴天气的出现。     

复杂地形下三维局地环流的模拟研究

利用复杂地形上的三维雾模式研究了重庆市冬季局地环流的形成，演变过程及其主要特征。结果表明，重庆市冬季夜间四周山区有下坡冷空气向市中区汇集，中午前后逐渐向谷风环流转变。这种局地环流结构以重庆雾的生消起着重要作用。     

大气环流：一个在不断演变的问题

本文回顾了十七世纪中叶到１９７０年间关于大气环流流行观点的演变过程，如以物理量羔代表我们对于那结已经意识到但学没有解释清楚的大气环流若干特征的程度的话，则分析Ｕ经历了四次明显的循环。１９７０年以后，再没有出现额外的循环，这一时期，大气环流研究的显著特征是它的多样性，为此，我们认为大气充研究本身是一种混沌过程，即在任何时候，即使能消除许多可能性，对大气环流研究未来的发展我法驾确切地预测的。     

一次全国性寒潮暴雪天气过程分析

应用MICAPS资料,从大气环流形势演变、物理量诊断分析两个方面,对2003年2月7～11日出现的一次全国性寒潮暴雪天气过程进行了分析.结果表明,这次寒潮暴雪天气是典型的欧亚环流发展和东亚大槽建立的过程,主要表现为由纬向环流转变为经向环流的环流形势调整,且以冷空气堆积、加强并大举南下为背景条件.由此揭示此类天气系统的特点,为类似天气的预报提供思路和启示.     

夏季准定常环流系统及其月内演变特征的数值模拟

用球带范围的耦合模式，研究了夏季准定常环流系统的基本特征及其月内时间演变过程，发现在北半球中高纬，无论在大气高层还是低层，环流形势具有纬向两波结构，与纬向海陆分布的两波结构完全吻合，从而证明了海陆分布是造成准定常环流系统的根本原因。准定常环流系统的时间变化主要发生在前20个模式日中，变化最明显的地区通常也是准定常环流系统的中心。     

宁夏第一场透雨中期预报方法

在中期环流分型预报的基础上，对宁夏1971－200年30年第一场透雨过程的环流形势及主要影响系统特征进行了深入分析。同时，利用NCEP／NCAR（1979－1999年）候平均全球再分析资料，计算并分析了各环流形势下透雨过程候及前一候的平均环流特征场，建立了在几种主要环流形势下的中期透雨预报概念模式。     

一次寒潮天气过程的中期环流形势分析

对１９９８年３月１９－２６日一次强冷空气造成的寒潮天气过程的中期环流形势,乌拉尔山以东阻塞高压的形成,国强和崩溃的高空形势以及面气压场特征进了分析。结果表明,这次寒潮天气是典型的欧亚环流发展和东亚大槽建立的过程,表现为由纬向环流转变为经向环流的环流形势调整,且以冷空气积聚,冷却和大举南下的为背景条件。     

卫星双通道反演的赤道纬向环流的气候特征及与ENS0关系的研究

利用1979－1995年共17年美国NOAA卫星观测的OLR，HIRS－Tb12与NCEP再分析的同期资料进行对比分析，证明了用卫星观测的红外，水汽双通道（OLR反演上升运动，HIRS－Tb12反演下沉运动）去反演纬向垂直环流是一个很好的途径，定义了卫星双通道反演的纬向垂直环流指数，利用该定义用卫星资料计算并反演了气候平均的全年及四季的纬向垂直环流，详细地讨论了它的气候学特征，同时又利用上述定义研究了3次典型ENSO过程的演变特征，指出太平洋的东上升支，在ENSO盛期都越过日界线，这是ENSO过程的一个共同特征，太平洋上的正Walker环流上升在ENSO盛期的强度与ENSO过程的一个共同特征，太平洋上的正Walker环流上升支在ENSO盛期的强度与ENSO过程的强弱有关。     

北半球平流层大气环流转型的基本气候特征

利用1948—2009年NCEP/NCAR逐日高度场和风场再分析资料探讨了平流层各主要层次上环流转型的年际、年代际时空演变特征。结果表明:北半球平流层冬季环流转为夏季环流的过程是高层环流转型早,低层环流转型晚,但在各层次上环流转型早晚存在着区域性差异。自新地岛到西伯利亚北部地区的环流转型最早,且该区域与北半球环流平均转型时间的年际以及年代际特征最相近。北半球平流层环流转型的气候平均时间早于东亚热带季风爆发时间,从而可能成为季风预测的前兆信号。分析还得到平流层各主要层次环流转型时间具有明显的年代际特征,环流转型时间呈现由偏晚到偏早、又从偏早到偏晚的变化特征,只是年代际转折年份在不同区域、不同层次存在差异。此外,平流层环流转型时间普遍存在准2年、准3~6年、准9~12年以及准21~24年的周期,可能与气候系统其他成员有密切联系。     

平流层大气环流的典型系统及变化特征综述

随着大气探测技术以及计算机性能的不断提高,近年来平流层探测数据日渐丰富,中层大气模式也得到了快速发展,平流层中一些重要的物理、化学以及动力过程得以深入研究,对平流层大气环流的认识也进一步加深。本文分析了平流层准2 a振荡（Quasi-Biennial Oscillation,QBO）、平流层残余（Brewer-Dobson,BD）环流和平流层极地环流等主要的平流层大气环流系统和信号的气候态特征、形成机制、年际变率以及长期趋势等,阐述了它们的主要影响因子和过程,讨论并展望了与平流层环流有关的一些主要科学问题。     

HEST2007珠峰北坡风廓线观测研究

为了研究青藏高原南部喜马拉雅山区局地大气环流系统,继2006年HEST2006大气科学实验之后,2007年中国科学院大气物理研究所和中国科学院青藏高原研究所在珠穆朗玛峰北坡实施HEST2007综合观测.本文使用该观测实验中LAP-3000风廓线仪获得的绒布河谷内三维风场观测资料,并结合地面辐射资料,分析研究了该地区观测期间局地大气环流的日变化和逐日变化过程.研究表明,该地区局地环流系统,特别是沿河谷的轴向风,与其上空西风环流间存在非常紧密的联系,这种联系似乎与不同天气条件下喜马拉雅山区的大气辐射状况有关,即高层西风环流较强的阶段,地面辐射较强,激发出的局地环流也较强,反之亦然.     

洛阳7月份区域性大～暴雨环流特征分析

通过对１９８０￣１９９４年洛阳７月份区域性大￣暴雨５００ｈＰａ环流分析，归纳出产生大￣暴雨的两类环流类型：副高西伸型和东退型，确定了两类暴雨的起始场及分析了环流等演变过程，并提出了预报着眼点。     

青岛地区8月一次海风环流实例分析和WRF模拟

根据青岛地区2006年8月份浮标站、岸基站和陆地站观测资料及探空加密测风资料,分析了8月21日到22日一次典型的海、陆风环流过程,并进行了WRF数值模拟和检验分析.观测数据分析表明:海、陆风环流在垂直方向分别具有闭合环流,海风环流发展高度远高于陆风环流,海风环流午后发展最强盛,海风在底层最先发展并在底层最先消失,风速大小随高度减小,发生海风环流时青岛站与浮标站的海陆气温差在4℃以上,海风环流向内陆推进大约40多千米;WRF模式较好地模拟了海风环流发生发展的完整过程,并揭示了海风环流与半岛北部相向风场的相互作用,在半岛中部地区存在辐合上升区.     

极地环流型的稳定性

分析了极地环流与东北地区天气的关系，得出极地环流的季节特征、逐日变化和年际变化。     

贵州秋风的环流成因研究

本文对1961～1991年贵州出现的40次秋风天气过程影响系统逐一进行了个例分析，讨论了贵州重秋风年和无秋风年500百帕平均环流特征，归纳出产生秋风天气5种不同的环流型，并对每种环流型的天气形势演变特点进行了分析研究．     

基于三维分解的大尺度垂直环流变化特征分析

通过探讨大尺度大气环流表示方法的数学变换，提出了三维分解方案，在全球范围内统一处理热带和中高纬度的环流，并依此对垂直环流进行方差分析。结果表明，垂直环流以季节变化为主，亚洲季风区是全球垂直环流季节变化的强信号区，年际变化的强信号区位于热带中太平洋。     

地形对大气环流瞬变过程的影响

本文用一个12维的强迫耗散的非线性系统数值地研究了地形对大气环流瞬变过程的影响。有、无地形对比试验的结果表明:在一定的参数集合,地形的引进可以激发环流的指数循环过程和季节性的环流突变。     

1961～1997年110～140。E垂直经圈环流的年际变化特征及其与海温变化的关系

用NCEP/NCAR再分析资料，分析了196l～1997各年1月和7月的大气垂直经圈环流的变化特征，特别分析了110～140°E平均的垂直经圈环流和其中的东亚季风环流。计算了各年的经圈环流与多年平均垂直经圈环流之相似系数、差异系数和相对强度。文中除讨论了它们的年际和10年际变化外，还讨论了东亚季风环流强弱变化与ENSO循环的关系。结果表明:(1)垂直经圈环流除有年变化外，存在着较明显的年际和年代际变化。1月的全球平均经圈环流1966～1974年较弱，1976～1987年较强；7月的全球垂直经圈环流则是1963～1974年较强，1986～1995年则相对较弱。(2)110～140°E的平均经圈环流主要特点是:1月东亚季风环流圈代替了北半球的Ferrel环流圈，7月东亚季风环流圈代替了北半球的Hadley环流圈，而且其10年际变化也比较明显。(3)东亚季风环流强弱的变化与ENSO循环有一定的关系。