海面对流边界层垂直结构的数值模拟

冬季冷空气爆发进入暖海面时,海面边界层属与典型的对流边界层。此情况下,一般而言梯度输送理论(即一阶K闭合方法)是无能为力的。Wgnsaard(1984)提出了被动保守标量场的底直向上(bottom-up)和顶直向下(top-down)湍流交换模型。本文将它推广应用到风场相温度场,并用它模拟了冷气团入海期间海面边界层的结构。与实测资料比较,两者能吻合较好。     

一次冷锋过境后的边界层结构

本文利用声雷达探测、80米铁塔观测的风、温资料和探生资料,结合天气图分析,讨论锋后强天气过程的边界层结构。结果表明,冷锋后大风的形成是与高层下沉冷空气有着密切的关系,并与边界层过程也有密切的联系。 资料分析表明,大风天气过程的形成可能是下沉运动引起的边界层动量和热量输送相互作用的结果。     

北京沙尘质量浓度与气象条件关系研究及其应用

运用多元线性回归分析的方法对北京沙尘气溶胶质量浓度观测资料和相关气象资料进行了分析,结果表明北京沙尘气溶胶质量浓度与尘暴、浮尘、降水和大风四种气象要素密切相关。在此基础上给出利用常规气象资料计算沙尘气溶胶质量浓度的计算公式,并进一步计算了１９７１～１９９６年北京春季月平均沙尘气溶胶质量浓度。结果表明,从１９１～１９８９年沙尘气溶胶质量浓度总体呈递减趋势;１９９０年以后,沙尘气溶胶质量浓度有所增加。     

对流边界层中夹卷作用的研究

本文采用从大涡旋模拟结果得到的湍流交换系数K,用K模式对对流边界层的结构、发展以及其顶部夹卷作用进行了研究。结果表明:边界层顶部夹卷对对流边界层的发展有重要影响;另外,我们把这种从理论上来说仅适用于温度、湿度等标量的湍流交换系数K应用到风速分量的计算中,也取得较好效果。     

低层大气中对流热量輸送的初步研究

本文在考虑了热量对流輸送与层結间的相互作用基础上初步建立了对流热量輸送模式,并且作了数值計算.計算結果表明:热量輸送和大气层結之間的相互作用对热量輸送有着重要作用,在不稳定层結中热通量大大地超过稳定层結时的热通量。并且由于热量垂直輸送結果,大气层結开始时发生显著变化,最后趋向于中性层結.     

北京城区秋冬季节气溶胶浓度分布规律及其与天气类型的关系

本文讨论了秋冬季节北京地区气溶胶浓度的分布规律.气溶胶平均浓度的分布呈椭圆形,长轴方向为西北—东南向.气溶胶高浓度中心在东郊发电厂,其平均浓度值为0.98毫克/米~3,它比怀柔地区高一个量级. 气溶胶浓度分布与天气条件有密切关系,当北京处于晴朗、小风天气,局地环流占控制地位时,气溶胶污染最为严重.连续性降水过程使气溶胶污染得到明显净化.     

北京城区的气象效应

近十几年来,世界各国的科学工作者越来越重视人类活动对天气、气候影响的研究,其中尤以大工业城市引起的气象效应和人类的关系更为密切。城市的兴起改变了下垫面的状况,使城市和郊区的地面辐射平衡产生明显的差异;城市建筑物林立,不透水地面面积的增多,使下垫面的粗糙度、蒸发和热量平衡不同于郊区。此外,城市工业和人类活动释放大量的热量、二氧化碳和飘尘都会影响城区近地层大气的辐射平衡和热量平衡过程。上述种种原因使得城区上空的气象要素值和大气物理量与郊区明显地不同,见表1。     

夜间海面上空大气边界层结构的研究

本文建立一个一维数值边界层模式,以模拟海面上夜间大气边界层结构的基本特征及其变化规律,用Wangara资料进行的数值试验表明,该模式模拟的结果与实测结果吻合较好,又以在西太平洋上进行的AMEX探测资料(1987)为初始场,对海面上大气边界层进行数值模拟,并比较夜间海、陆上空大气边界层结构的差异。     

夏季中国西部地区辐射特片的观测分析和能量收支的模式计算

在2000年6-7月新疆阜康地区野外观测资料和美国宇航局Goddard地球观测系统资料同化系统计算相应时间能量收支基础上分析了夏季我国西部干旱地区辐射特征和能量收支。新疆阜康地区观测的夏季中午平均吸收辐射为664W/m^2左右，反照率为17%，夜间长波净辐射值为60W/m^2左右。模式计算的相应地区的辐射特征与观测结果相当接近。模式计算结果表明，夏季新疆、甘肃西部、内蒙一带为感热通量高值区，其最大值在华北、东北地区，其值可达300W/m^2。广大西北地区潜热通量都很低，其高值区在华东、华南、西藏东部和四川一带，最大值可达250-300W/m^2。