中尺度地形对柳州一次大暴雨过程影响的数值试验

利用中尺度模式WRF对2009年7月2—3日柳州大暴雨过程进行数值模拟,得到与实况相吻合结果。通过地形敏感性试验,研究了中尺度地形对这次暴雨过程的影响。结果表明:地形对这次大暴雨过程的雨带分布未起到决定性的作用,但对强降水的落区和强度有着重要影响。地形作用使西南暖湿气流所带来的水汽和热量在迎风坡堆积,融安融水一带中低层位温增加,导致其上空对流不稳定性增强,当与低层冷空气绕过山脉从西北路侵入时产生的垂直扰动叠加后,激发垂直上升运动强烈发展,从而触发了对流不稳定发展。而地形降低为"平台"后,山脉附近降水中心减弱,物理量场分析表明,由于缺乏地形的抬升作用,山脉附近垂直上升运动及正涡度强度均较有地形时减弱。     

海河流域不同地形站网密度对面雨量分析精度的影响

利用2011-2013年汛期逐时降水量资料,将国家常规站与区域加密站进行分拣合成,通过面雨量离差系数、面雨量比值系数、点面关系综合分析不同地形条件下站网密度对海河流域各水系面雨量计算精度的影响。结果表明：站网密度是影响面雨量计算精度的重要因素,对不同地形面雨量分析存在不同程度的影响。其中,混合地貌水系中地形分布、降水分布差异尤为明显的滦河水系影响最大,站网密度较低的常规站对面雨量估计比高站网密度的合成站平均偏高2.5 mm,12%误差超过5 mm;其次山区永定河水系低站网密度常规站对面雨量估计平均偏高1.5 mm,相对误差达80.3%,尤其局地性短时强降水时,面雨量分析误差高达10倍以上;此外,混合地貌水系北三河、南运河站网密度对面雨量影响程度略低于滦河水系,平原区徒骇马颊河以及混合地貌中地形差异较小的大清河、子牙河影响较低。     

海陆对比和地形分布对气候影响的数值模拟

本文利用ｐ－σ混合座标系球带模式，模拟了海陆对比和地形分布对气候特征的影响。文中首先讨论了模式模拟场的统计特征，表明模式的性能稳定，在相同的海陆对比和地形分布时，７个月平均气候态彼此接近，其方差比初始场的还要小。然后，着重讨论了气候模拟场中海陆对比和地形分布的作用，指出海陆对比和地形分布主要通过热力作用影响大气，并且前者比后者对大尺度气候模拟场的影响更大。     

青藏高原地形对孟加拉湾热带气旋动力影响的模拟实验研究

本文以流体动力学模拟实验的方法,初步揭示了青藏高原地形,对移到高原南侧25°N附近的孟加拉湾热带气旋的地形效应.这种大地形的动力作用,对以不同路径靠近高原的孟加拉湾热带气旋的影响是不同的. 我们给出了三种不同路径移近高原的孟加拉湾热带气旋的上、中、下层水平流场及垂直剖面结构,并计算了它们在上述各层的风速径向分布.     

大气边界层中散度、涡度、铅直速度的计算

前几讲介绍的散度、涡度、铅直速度、水汽通量散度的计算,都没有考虑地形起伏和摩擦作用。很显然,这与实际情况有出入。本文介绍作上述物理量时,怎样考虑地形和摩擦等。 一、地面附近散度、涡度、水汽通量散度的计算 当地面各测站拔海高度差别较大时,则不能用第一讲中介绍的公式求散度,而应加上地形坡度的影响。这是因为辐散、辐合现象是对同一个水平面上的风场     

大地形对Rossby波波射线的影响

本文利用Ｒｕｎｇｅ－Ｋｕｔｔａ方法计算了大地形对定常、非定常低频Ｒｏｓｓｂｙ波波射线的影响，计算结果显示，地形对Ｒｏｓｓｂｙ波波射线有重要影响。对位于地形上游的波源，定常波波射线在传播过程中，遇到地形时，会绕过地形偏向高纬度传播并加密波射线，地形起阻挡屏障作用；波源位于地形中心时，东西走向的地形使波射线发生分支现象，南北走向地形没有这种现象产生。文中还计算了地形存在下，周期为５０ｄ的低频Ｒｏｓｓｂｙ波波射线。结果显示，地形对低频波波射线的影响似乎更复杂。     

复杂地形下黑河流域的太阳辐射计算

基于数字高程模型(DEM)数据,在充分考虑了地形因子对太阳直接辐射和散射辐射的影响后,实际计算了起伏地形下黑河流域的太阳辐射。在忽略地表和大气之间的多次反射后,地表太阳总辐射计为三项:按起伏坡面上实际入射角考虑的太阳直接辐射、经过下垫面天空视角因子订正的坡面天空散射辐射和考虑周围地形反射效应的附加辐射。计算结果表明:局地地形起伏对太阳直接辐射、总辐射空间分布的影响非常强烈,使得复杂地形下不同坡向间总辐射和直接辐射平均计算差额十分显著,且太阳天顶角从较小增大至中等大小时,这两种平均计算差额均加大一倍多;在较小和中等大小太阳天顶角下,不同坡向间总辐射平均计算差额,均较相同条件下直接辐射平均计算差额为小,这是因为总辐射还包括了天空漫射和邻近地形反射辐射因子,这两个因子和坡面上太阳入射方位的变化共同影响地表入射太阳辐射;起伏地形主要使得太阳辐射在局地区域内背阴、向阳坡向间发生显著的重新分配。因此,在复杂地形地区进行太阳辐射计算时必须考虑地形的影响。     

地形一冲刷对降水增幅的数值试验

本文用seede—feeder机制研究了地形对降水的增幅作用。在云层甚厚或有两层云的情况下,一方面地形的抬升作用增加了下层云的液态水含量,另方面上层云雨滴下落时,藉冲刷作用碰并下层云的水滴,从而加强了降水率。应用这个地形—冲刷模式对海南岛东部坡地热带低压和台风的降水进行了计算,与实测值拟合良好。数值试验得出:地形坡度对降水增幅有重要作用;坡面法向风速的加大有效地增加降雨率。受地形影响前的坡前降水的增加虽使总降水率相应增加,但对降水增幅无显著贡献,     

山区水库水面气温与太阳辐射的修正及应用

考虑到山区水库库面气象要素受周围地形影响, 结合前人的研究, 库区气温计算方法采用回归余项法并计入地形影响, 而对于库区水面上的太阳辐射计算, 则采用了平行山脊坡地上的简化算法。应用结果表明:由经度、纬度、海拔高度和大地形影响等4项建立的多元线性回归气温方程拟合效果显著; 并用同时期盐边气象站的资料进行检验, 检验精度在0.5℃以内。与平地相比, 在山区地形影响下的二滩库区水面太阳辐射有一定程度的改变量, 同时不同河岸坡度对水库水面接收的太阳辐射有较大影响。该方法有效揭示了山区月平均温度和太阳辐射的时空变化。修正后的气温和太阳辐射符合山区实际情况。     

丘陵山区地面热平衡场数值模拟的初步探讨

本文根据丘陵山区地形参数(平均坡度、坡向及地形遮蔽角)的数值模拟结果,以及在完成山区地面辐射场计算的基础上,从地表能量平衡方程出发,初步建立起零维地表能量平衡模式,并利用考察资料和附近气象站资料,对大别山南段赵公岭山区3.0×3.5km~2范围内100m网格点进行计算,首次绘制出热平衡各分量在该山区的分布图。结果表明,山区地面热平衡场与地形要素配合较好,显示出地形条件的决定性作用。     

Univ.-Prof. Dr. Ferdinand Steinhauser — Zum 75. Geburtstag

Ohne Zusammenfassung     

Response to commentary by J. L. Bamber,W. P. Aspinall and R. M. Cooke (2016)

In a commentary paper, Bamber et al. (Nat Clim Change 3:424–427, 2016) respond to our recent assessment (De Vries and Van de Wal Clim Change 1–14, 2015) of their expert judgment based study on projections of future sea level rise due to the melting of the large ice sheets (Bamber and Aspinall Nat Clim Chang 3:424–427, 2013). In this response we comment on their remarks.     

R.W. Stewart

Abstract

The physical mechanism that causes an interdecadal oscillation in a coarse resolution sector ocean model forced by mixed boundary conditions is studied. The oscillation is characterized by large fluctuations in convective activity and air/sea heat exchange on a decadal timescale. Changes in the subsurface temperature and surface salinity are essential for the existence of the oscillation. It is shown that a large part of these variations can be explained with the hypothesis of a constant ocean velocity field. This may easily lead to the erroneous conclusion that the oscillation is mainly a “nondynamical” phenomenon. In this paper it is demonstrated that the ocean dynamics play an essential role in explaining decadal oscillations.