中尺度模式中的边界层特征量分析

在中尺度数值天气预报模式MM4中，用level3及E-ε-l两种湍流闭合方法对原总体边界层参数化方案进行改进，使得中尺度模式中可以直接输出有关湍流量，并对地表通量参数化方案进行改进，进而对不同下势需如沙漠，植被上的有关湍流量和边界层特征量进行分析。研究中尺度系统中边界层结构的特征，本文主要从地表通量，湍流交换系数，湍流动能（q^2)，温度脉动方差（θ^2)及风温廓线等几个方面进行研究，结果表明，新方案能更好地反映边界层特征。     

一个与大尺度模式耦合的边界层温度诊断模式

本文提出一个与p—σ五层原始方程模式耦合的边界层温度诊断模式。应用大模式提供的温度场作为边条件数值求解边界层热力学方程得到边界层温度。用FGGE资料一次寒潮过程进行试验,说明结果达到一定精度。本边界层模式原则上可应用于其他大尺度模式。     

冷空气爆发时陆地边界层的数值模拟

本文建立了一个三维中尺度模式,分别模拟了平坦地形及规则山地情形下冷空气爆发过程,并模拟了无冷空气时天气演变过程作为比较.模拟结果合理地给出了冷空气爆发后边界层内诸要素的变化规律,如大风的出现、风向的改变、动量通量的增大、气压的升高等.     

大地形上边界层流场的动力学研究

本文应用边界层气象学中Estoque数值模式关于湍流交换系数及分层的处理方法,求得了大地形存在时定常边界展方程的零、一级解析解,并用来得到大地形存在时边界层的散度场、垂直速度场,改进了前人的结果。     

塔层风廓线与湍流通量关系的理论与实验研究(一)

本文根据大气边界层与湍流力学理论,研究得到了塔层无量纲风梯度与湍流动量通量在中性及不稳定大气层结中均能满足的理论关系——“塔层KEYPS方程”;并将其数值计算结果与实测数据作了对比,验证结果表明:该关系式和实际情况的吻合程度相当好,因而具有一定的实用价值。     

水面粗糙度可变时的定常中性大气边界层数值模式

本文将Blackadar的中性大气边界层数值模式推广到水面上的大气边界层,其中粗糙度是摩擦速度的函数.解得的若干边界层特征参数满意地符合实测结果和理论考虑,因此,本模式可用来计算水面边界层中不同高度的风速,只要知道地转风和地理纬度即可.最后,将模式推广到空气动力学光滑流的情况.     

赤道带边界层结构的数值研究

在气压随纬度的不同分布条件下，数值求解了二维赤道带大气边界层非线性运动方程组，得到了不同气压分布下赤道带边界层运动特征，显示了平流的重要作用。在赤道带存在低压槽或气压单调随纬度增加而减少的情况下，都得出在赤道附近某纬度有一相应于赤道辐合带（ＩＴＣＺ）的垂直运动大值集中区域存在，克服了前人用临界纬度机制解释边界层大抽吸速度时略去重要的非线性项的处理上的困难。     

海陆地形对夏季温度场的影响

本文研究了海陆及大地形对温度纬圈距平场的影响。研究指出夏季亚欧大陆及青藏高原所在的北半球东半部是全球各半球中最暖的半球,海陆地形对温度场的直接影响,因海陆地形的大小而不同,范围和强度以地面为最大最强,然后随高度减小,在300—200毫巴出现一个第二大值带。这是由于地面感热加热和降水潜热加热作用不同所造成的。夏季高原大地形加强了陆地的加热作用,影响范围远远超过了地形本身。另外,也讨论了高原季风的问题。     

MM5中新边界层方案的引入和对比试验

本文介绍了一种新的边界层方案，即E－ε－1方案，并用五种层结下的通量廓线关系计算地面通量，将其引入到中尺度数值天气预报模式MM5中，并用新的边界层方案对江淮流域存季暴雨进行了短期模拟，与此同时，对新的方案和模式原有的各种边界层方案作了比较，对此得到了一些有价值的结果。