首页 | 本学科首页   官方微博 | 高级检索  
相似文献
 共查询到17条相似文献,搜索用时 125 毫秒
1.
用一个带有地形项的β平面准地转正压涡度方程,进行2组积分时间长度为48h的试验,分析旋转大气中地形对多涡自组织的影响。地球旋转作用的引入主要会引起以下的差别:无旋转大气中,多涡自组织的特征是准终态涡将初始多涡全部吸收或全部组织起来;旋转大气中,多涡自组织的特征是准终态涡将初始多涡部分吸收或部分组织起来,差别较明显。中尺度地形对准终态涡位置的影响不同。无旋转大气中,中尺度地形对准终态涡位置的影响较小,有无地形的两个准终态涡中心之间的距离约100km;旋转大气中,中尺度地形对准终态涡位置的影响较大,有无地形的两个准终态涡中心之间的距离约200km,两者相差一倍左右。  相似文献   

2.
非轴对称双涡相互作用的研究   总被引:4,自引:3,他引:4  
在平流动力学的框架内,用准地转正压涡度方程模式实施了19组试验,研究双涡合并的条件及较大尺度涡旋自组织的问题。结果指出:(1)存在着两个影响双涡合并的因素,即初始双涡中心之间的距离和初始涡旋的非轴对称分布。初始两个对称涡旋合并具有明显的临界距离效应,但初始两个非轴对称涡旋能否合并还受到初始涡旋的非对称结构的复杂影响。(2)存在着两类不同的较大尺度涡旋的自组织过程,形成较大尺度涡旋。第一类,初始两个涡旋相同,均呈轴对称分布。双涡作用经历了缓变、快变,以及涡量羽翼的生成、拉伸和发展的过程,合并后呈对称性流型;终态涡内区涡量的堆积来源于两个初始涡,终态涡外区的螺旋带来源于两个初始涡外缘线涡量羽翼的拉伸。第二类,初始两个涡旋不同,一个为椭圆型,一个为偏心型,均呈非轴对称分布。双涡作用中,椭圆涡一边互旋,一边向计算区域中心靠近,同时涡量范围加大,形成了终态涡的内核区;偏心涡一边互旋,一边被不断拉伸,形成了终态涡的螺旋带区;表现出终态涡内区的涡量堆集来源于椭圆涡,终态涡外区螺旋带主要来源于偏心涡的反复拉伸及断裂的特性。  相似文献   

3.
用一个带有地形项的准地转正压模式,研究了不同初始涡廓线对涡旋自组织的作用。结果表明:初始涡廓线的不同,不仅可以影响到自组织的过程,而且可以影响到自组织起来的准终态涡的性质。  相似文献   

4.
罗哲贤  李春虎 《气象学报》2007,65(6):856-863
以往双涡相互作用的动力学一般都在决定性的框架内研究。文中用一个平流方程模式,实施积分时间为30 h的8组试验,分析决定性和随机性共存系统中双涡相互作用和涡旋自组织的问题。随机性通过以下方式引入模式:先用Iwayama方案生成随机分布的小尺度涡,再将这些小尺度涡加入初始场。试验中,初始随机分布小尺度涡的强度参数K分别取0.0、0.4、0.6、0.8和1.0。结果表明,没有小尺度涡的条件下(K=0.0),初始分离的两个β中尺度涡逆时针互旋,其准终态流型是两个分离的涡;引进小尺度涡后,K取0.8、1.0时,初始分离强度相同的两个β中尺度涡,逐渐形成主次之分。主涡将次涡拉伸成为螺旋带,其准终态流型是一个自组织起来的类似于台风环流的涡旋。准终态涡中心的相对涡度值随K值的加大而加大。结果还表明,准终态流型不仅与初始小尺度涡的强度参数有关,而且与初始小尺度涡的分布有关。此外,在相同初始场的情况下,还实施了3类不同边畀条件的试验:第1类,在东西边界取周期条件,在南北边界取固定条件;第2类,在所有边界均取固定条件;第3类,在所有边界均取周期条件。这3类试验的准终态流型相同,都显示出一个类似于台风涡旋的环流。根据这些结果可以初步认为,涡旋自组织的研究从决定性动力学向随机动力学的过渡是值得探索的。  相似文献   

5.
小尺度系统对涡旋自组织的影响   总被引:1,自引:1,他引:0  
在涡旋自组织动力学的框架内,利用.厂平面准地转正压模式讨论小尺度涡旋系统对两个中β尺度涡旋的自组织过程的影响。4组数值试验表明:小尺度涡旋的存在,可能会改变双涡相互作用的终态,使原本不合并的两个涡旋组织起来;双涡相互作用的终态对小尺度涡旋的初始位置敏感;存在“Z”型敏感区域,当小尺度涡旋出现在这一区域时,就有可能改变双涡相互作用的终态;小尺度涡旋对双涡相互作用产生影响需具备4个条件,即初始位于敏感区内,有足够的强度,距离适当且生存时间足够长。  相似文献   

6.
多涡自组织的初步研究   总被引:8,自引:5,他引:8  
在涡旋自组织动力学的框架内,用f平面二维准地转模式研究了初始场上不规则分布的由12个β和γ中尺度涡构成的涡群如何自组织成一个较大涡旋的问题。结果表明,多涡自组织是一个逐次合并的过程,开始时是相邻双涡的合并,然后形成三涡流型,最后才形成一个α中尺度的终态涡。因此,多涡共存条件下的双涡作用,是多涡自组织的一个基本的物理过程。初始场上的每一个涡或涡块,主要有两类“前景”,一是其涡量与相邻涡涡量合并,成为新的一个涡的内区的涡量来源;二是被相邻涡的环流拉伸,成为新的一个涡的螺旋带涡量的来源。每一个新的涡,类似地也有这两类前景,直至惟一的一个较大尺度的涡自组织起来。初始涡结构描述精度不同,自组织过程中涡互旋和涡合并的速率均会不同,终态涡内区涡量来源也不相同,说明准确给出初始涡群涡结构特征十分重要。最后指出了二维准地转流自组织过程数值解的一个属性,即总动能缓慢衰减,总涡度拟能迅速衰减,最大尺度涡旋的环流迅速加大。  相似文献   

7.
利用高分辨率f平面正压拟谱模式,分析一个β中尺度涡对双台风相互作用影响的物理过程。结果表明:β中涡的存在可以使原本排斥的两个DeMaria型台风涡旋合并;β中涡改变双台风相互作用终态的物理机制是:初始时段处于某一台风涡旋正影响区内的β中涡,构成了非对称涡度场,进而在该台风涡旋内部产生指向另一个台风涡旋的气流。该气流如果足够强,则会使两个台风的中心距离在短时间内下降到合并临界距离之内,触发双涡合并过程的发生。  相似文献   

8.
双涡藤原效应的数值模拟研究   总被引:1,自引:0,他引:1       下载免费PDF全文
本文利用正压无辐散模式在无环境基本气流的情况下对双涡的藤原效应及其“合并”后涡旋移动路径的特征进行了数值模拟研究。结果表明,只有当双涡间的距离小于某一临界距离时才会出现藤原效应,这一临界距离决定于涡旋的结构及双涡的相对强度;双涡的“合并”过程实际上是其中一个涡旋减弱消失而另一涡旋维持的过程;在考虑β效应的情形下,两个同等强度的涡旋“合并”后表现为较平直的向西北的β飘移,而两个不同强度的涡旋“合并”后表现为陀螺运动和β飘移的叠加。这些结果与实际大气中双台风相互作用的许多现象极为相似。  相似文献   

9.
致洪暴雨过程中尺度涡旋的涡散作用及准平衡流诊断分析   总被引:1,自引:1,他引:0  
葛晶晶  钟玮  陆汉城 《气象学报》2011,69(2):277-288
利用较高分辨率的观测资料与模拟结果进行分析表明,影响2008年6月中旬广西致洪暴雨的主要中尺度天气系统是准静止的中尺度涡旋,它是中纬度天气尺度西风带波动与低纬度暖湿气流带在地形效应下相互作用的结果,其生成、发展和移动对此次致洪暴雨过程的降水强度和持续有重要作用,该中尺度涡旋具有强涡散共存、涡散度达同量级并伴随有较长生命...  相似文献   

10.
何光碧 《高原气象》2006,25(3):430-441
利用MM5中尺度模式,对2003年8月8~10日发生在四川盆地的一次强降水过程进行了数值模拟。分析表明:MM5模式较成功地模拟出2003年8月8~10日发生在高原东侧陡坡地形区域的四川盆地西北部的大暴雨过程。在本次暴雨过程中,中尺度涡旋有利于盆地上空正涡度输送和辐合上升运动的维持,有利于降水的维持和强降水的发生。地形对中尺度涡旋活动的影响主要表现在:复杂陡峭的地形扰动有利于中尺度涡旋的形成。保留真实地形,在青藏高原东部到盆地西部,涡旋活动频繁;降低地形高度和坡度,不仅减少了涡的个数,还减弱了涡的强度,并改变了涡的生成源地以及涡的移动路径;不考虑地形使得青藏高原到四川盆地西部涡旋活动明显减少,且涡移动速度加快;仅降低地形高度而不改变地形坡度,对该地区的涡旋活动无明显的影响;仅保留青藏高原地形,高原地区涡旋活动频繁,无地形地区涡明显减少。数值试验还表明,地形与涡旋的活动及降水的分布密切相关。  相似文献   

11.
Previous studies concerning the interaction of dual vortices have been made generally in the determin-istic framework. In this paper, by using an advection equation model, eight numerical experiments whose integration times are 30 h are performed in order to analyze the interaction of dual vortices and the vortex self-organization in a coexisting system of deterministic and stochastic components. The stochastic compo-nents are introduced into the model by the way that the Iwayama scheme is used to produce the randomly distributed small-scale vortices which are then added into the initial field. The different intensity of the small-scale vortices is described by parameter K being 0.0, 0.4, 0.6, 0.8, and 1.0, respectively. When there is no small-scale vortex (K=0.0), two initially separated meso-beta vortices rotate counterclockwise mutu-ally, and their quasi-final flow pattern is still two separated vortices; after initially incorporating small-scale vortices (K=0.8, 1.0), the two separated meso-beta vortices of initially same intensity gradually evolve into a major and a secondary vortex in time integration. The major vortex pulls the secondary one, which gradually evolves into the spiral band of the major vortex. The quasi-final flow pattern is a self-organized vortex with typhoon-like circulation, and the relative vorticity at its center increases with increasing in K value, suggesting that small-scale vortices feed the self-organized vortex with vorticity. This may be a pos-sible mechanism responsible for changes in the strength of the self-organized vortex. Results also show that the quasi-final pattern not only relates with the initial intensity of the small-scale vortices, but also with their initial distribution. In addition, three experiments are also performed in the case of various boundary conditions. Firstly, the periodic condition is used on the E-W boundary, but the fixed condition on the S-N boundary; secondly, the fixed condition is set on all the boundaries; and thirdly, the periodic condition is chosen on all the boundaries. Their quasi-final flow patterns in the three experiments are the same with each other, exhibiting a larger scale typhoon-like circulation. Based on these results mentioned above, authors think that the transition of vortex self-organization study from the deterministic system to the coexisting system of deterministic and stochastic components is worth exploring.  相似文献   

12.
Previous studies concerning the interaction of dual vortices have been made generally in the deterministic framework. In this paper, by using an advection equation model, eight numerical experiments whose integration times are 30 h are performed in order to analyze the interaction of dual vortices and the vortex self-organization in a coexisting system of deterministic and stochastic components. The stochastic components are introduced into the model by the way that the Iwayama scheme is used to produce the randomly distributed small-scale vortices which are then added into the initial field. The different intensity of the small-scale vortices is described by parameter K being 0.0, 0.4, 0.6, 0.8, and 1.0, respectively. When there is no small-scale vortex (K=0.0), two initially separated meso-beta vortices rotate counterclockwise mutually, and their quasi-final flow pattern is still two separated vortices; after initially incorporating small-scale vortices (K=0.8, 1.0), the two separated meso-beta vortices of initially same intensity gradually evolve into a major and a secondary vortex in time integration. The major vortex pulls the secondary one, which gradually evolves into the spiral band of the major vortex. The quasi-final flow pattern is a self-organized vortex with typhoon-like circulation, and the relative vorticity at its center increases with increasing in K value, suggesting that small-scale vortices feed the self-organized vortex with vorticity. This may be a possible mechanism responsible for changes in the strength of the self-organized vortex. Results also show that the quasi-final pattern not only relates with the initial intensity of the small-scale vortices, but also with their initial distribution. In addition, three experiments are also performed in the case of various boundary conditions. Firstly, the periodic condition is used on the E-W boundary, but the fixed condition on the S-N boundary; secondly, the fixed condition is set on all the boundaries; and thirdly, the periodic conditio  相似文献   

13.
台风螺旋雨带——涡旋Rossby波   总被引:35,自引:6,他引:35  
余志豪 《气象学报》2002,60(4):502-507
台风中的螺旋云雨带是由多种探测手段被观测到的现象 ,是为大家所共识的不争事实。但是 ,对它的形成、维持的理论解释 ,虽有多种学说 ,一直以来人们都倾向于重力惯性波说。而重力惯性波说有一个致命的弱点 ,即波的相速理论值为 10 1m/s量级 ,它要比螺旋云雨带实测移速只有 10 0 m/s几乎大一个量级。于是从前几年开始 ,人们又回到 30多年前提出的涡旋 Rossby波说那里去寻找合适的解释。经典的Rossby波是 β =(df/dy)作用的大尺度波动 ,而适用于台风中螺旋云雨带的涡旋———Rossby波乃是 f平面 (β =0 )上的中尺度波动。那末 ,对这两类尺度不同和成波机理不同的波动 ,何以均冠予Rossby波一词 ?本文试图从动力学等价原理上 ,对此作统一联系的说明。其结果是 :台风基本气流的涡度 ζ随径向 (r)变化的梯度d ζdr=1rr(r vλ) ,在动力学上等价于科氏参数 f随纬度变化的梯度即β=df/dy ;或者说它们在绝对涡度守恒的前提下 ,作为波扰动的成波机理是等价的  相似文献   

14.
In the context of advection dynamics,19 experiments(Exps.)are performed using a quasi-geostrophic barotropic vorticity equation model to explore the condition for the mergence of binary vortices and the self-organization of the larger scale vortex.Results show that the initial distance between the centers of binary vortices and the non-axisymmetric distributions of their initial vorticity are two factors affecting the mergence of binary vortices.There is a critical distance for the mergence of initial symmetric binary vortices, however,the mergence of initial non-axisymmetric binary vortices is also affected by the asymmetric structure of initial vortices.The self-organization processes in 19 experiments can be classified into two types:one is the merging of identical,axisymmetric binary vortices in which the interaction of the two vortices undergoes slowly change,rapid change,and the formation,stretching,and development of the filaments of vorticity, and the two vortices merge into a symmetric vortex,with its vorticity piled up in the inner region coming from the two initial vortices,and the vorticity of the spiral band in the outer region from the stretching of the filaments of the two initial vortices.And the other type is the merging of the two non-axisymmetric initial vortices of an elliptic vortex and an eccentric vortex in which the elliptic vortex,on the one hand, mutually rotates,and on the other hand moves towards the center of the computational domain,at the same time expands its vorticity area,and at last forms the inner core of resultant state vortex;and the eccentric vortex mutually rotates,meanwhile continuously stretches,and finally forms the spiral band of resultant state vortex.The interaction process is characteristic of the vorticity piled up in the inner core region of resultant state vortex originating from the elliptic vortex and the vorticity in spiral band mainly from the successive stretch and rupture of the eccentric vortex.  相似文献   

15.
本文对2016年“7·19”华北特大暴雨进行观测分析和数值模拟,并设置了改变地形高度的敏感性试验,以探究该过程降水系统的发生发展机制以及太行山地形的作用。结果表明:(1)本次强降水过程发生在“东高西低”的有利环流形势下,受太行山地形和平原环流系统影响,低层东风急流造成强的对流性降水和低涡作用的叠置造成“7·19”华北地区持续性暴雨的维持和加强;(2)第一阶段为对流性降水,太行山东麓大气对流不稳定能量释放,大气逐渐转为稳定层结;第二阶段为低涡降水,涡度收支分析表明水平散度项和扭转项对低涡维持和发展起到了主要的正贡献,同时伴随有较强的上升运动和垂直风切变,垂直风切变的增强促使水平涡度向垂直涡度转变;(3)太行山地形在持续性暴雨中对两阶段降水、低涡和水汽的作用存在差异。地形高度敏感性试验中,地形高度增高对低层气流的阻挡和强迫抬升作用增强,使得地形降水增强,低涡路径东移,且强度增大。水平散度项使得对流层低层辐合上升运动增强,造成涡度的垂直输送,这是低涡发展和维持的重要原因之一。太行山地形阻挡截留东部平原水汽,且水汽回流加强,有利于太行山东麓水汽的输送与辐合。  相似文献   

16.
Eight sets of numerical experiments are performed in 48 hours of integtation by using a barotropic primitive equation model with a topographic term so as to investigate the effect of topography on the merging of vortices. It is pointed out that the introduction of topography may change the track of vortices,and it causes the low vortices and vorticity lumps to be detained on the southeast side of the topography,thus creating a favorable condition for the merging of the low vortex and vorticity lumps. It is also shown that the effect of topography may cause double mergers of vortices in a horizontally shearing basic flow,and it can strengthen the low vortex remarkably.  相似文献   

17.
台风“海棠”的螺旋雨带结构及特征   总被引:5,自引:0,他引:5  
利用中尺度数值模式WRF对2005年7月19—20日台风"海棠"登陆前后螺旋雨带的结构及特征进行了模拟和诊断分析。结果表明,本次台风造成的沿海暴雨与主次两条雨带活动有关。主雨带是涡旋Rossby波激发的螺旋雨带,与850 hPa正涡度带有很好的对应关系,降水强度大,辐合层次低,处在温度和切向风速梯度最大处。次雨带辐合层次相对较高,最大温度梯度和相当位温梯度发生在700 hPa以上,无明显切向风梯度配合,其发展主要与台风中心附近的阶梯状相当位温锋区有关。当台风中雨带合并时,易造成降水增幅。台风登陆前后存在螺旋雨带的断裂现象,台风中心西侧及西北侧的中低层的辐散流场使高层的气旋性流场出现和加强,台风在高层的气旋性环流与西部低压结合,使台风西部产生辐合,引起螺旋雨带的断裂,当高层的低压形成明显的气旋式切变时,也可使切变下方螺旋雨带断裂。  相似文献   

设为首页 | 免责声明 | 关于勤云 | 加入收藏

Copyright©北京勤云科技发展有限公司  京ICP备09084417号