天津城市热岛效应对海风(锋)环流影响的数值模拟试验

利用中尺度数值天气模式TJ-WRF,通过对发生在天津城区的局地雷暴天气个例进行模拟,重点通过改变模式中下垫面土地利用类型进行敏感性模拟试验,研究天津城市热岛对海风(锋)环流强度及移动速度等的影响。结果表明:不同土地利用类型城市下垫面造成的城市热岛效应不同,当城市周边郊区下垫面土地类型改为城市建筑用地时,城市热岛效应更加明显且影响范围明显扩大;当城市下垫面改为旱作农地和牧场时,天津城区附近没有出现城市热岛效应。当海风(锋)环流向城区方向移动还未到城区附近时,城市热岛对其有明显加强和加速作用,城市热岛效应越明显其对海风(锋)环流的加强和加速作用越明显,海风(锋)环流移动加快的速度比没有城市热岛时快9.3km·h~(-1)。当海风(锋)环流移动到城区附近时与城市热岛环流相遇,海风(锋)环流受到城市热岛环流阻挡其移速又迅速减慢,其后侧气流南、北分支绕流和向上爬升现象变得明显,两环流相遇叠加后辐合上升运动也明显加强;城市热岛效应越明显其对海风(锋)环流的阻挡作用越明显,海风(锋)环流的移动速度减慢得越多,两环流相遇叠加后的辐合上升运动就越强。另外在向城区移动过程中,海风(锋)环流会使其经过地区低层空气增湿降温,但其后侧湿空气层厚度会因城市热岛效应的存在而明显减小;城市热岛效应越明显,海风(锋)环流后侧湿空气层厚度减小得越明显。     

湖陆风对滨湖夏季气温和岳阳市城市热岛强度的影响

利用逐日逐时气象资料对岳阳市主城区近年夏季城市热岛强度进行了评估,探讨了东洞庭湖湖陆风对滨湖夏季气温以及城市热岛强度的影响。结果表明：平均气温郊区较城区、滨湖低1.47、1.11 ℃,最低气温郊区较城区、滨湖低1.89、2.03 ℃,最高气温城区较郊区高0.61 ℃、郊区较滨湖高0.63 ℃。白天城区气温高于郊区,郊区气温高于滨湖;夜间城区气温与滨湖基本相当,且明显高于郊区。各区逐时气温变率郊区最大,城区次之,滨湖最小,三者在23:00—次日6:00基本相当且变化较小。城区平均、最高、最低气温分别比郊区高1.47、0.61、1.89 ℃,对应城市热岛强度分别为弱、弱、中等。8:00—19:00城市热岛强度为弱,20:00—次日7:00为中等。滨湖9:00—18:00湖风强,19:00—次日8:00陆风弱。湖陆风与各区气温以及城市热岛强度均极显著相关。夜间城市热岛效应强于白天湖泊冷效应,白天城市热岛效应和夜间湖泊热效应随着站点与滨湖和郊区的距离远近影响强度不同,离滨湖越近的城市站白天受城市热岛效应影响越小,夜间受城市热岛效应影响越大。     

Numerical Study On Cloud Lines Over An Urban Street In Tokyo

`Kanpachi Street Cloud (KSC)' is an unusual small-scalecumulus cloud line visible during calm summer conditions over a major street in the Tokyo metropolitanarea. In order to understand the mechanism leading to the formation of this cloud line,numerical simulations have been performed using the Regional Atmospheric Modelling System.The general characteristics of the simulated KSC agree well with observations. On alarge-scale view, the KSC can be characterized as a cumulus cloud line generated at the convergenceline of two sea breezes on the western side of Tokyo Bay, while on the microscale view, it resemblesBenard-type thermal convection modified longitudinally by wind shear.The location of the convergence line leading to the KSCformation coincides withthe Kanpachi street location, although the street itself does notmake any direct effect on the KSC formation. Additional numerical experiments were performed toidentify causes of the KSC formation in accordance with urbanization, by changing anthropogenicheat impact, land-cover and grid resolution.They confirmed that the formation of the KSC requirestwo meteorological processes at the same time:(1) the convergence of two sea breezes – the localsouth-eastern sea breeze from Tokyo Bay andan extended southern sea breeze from thePacific Ocean, respectively; (2) Forcing due to an urban heat island. It is shown that urbanization couldchange the intensity and position of the KSC through enhancement of local upward motions and changesin the near-surface horizontal pressure gradient between urban and sub-urban areas. Further,fine horizontal grid resolution is needed to be able to resolve these local thermal convection issues.     

祁连山南麓夏季地形云特征及山谷风影响分析

利用门源、祁连气象站2004—2013年6—8月逐时常规观测资料,分析了地形云的日变化特征,结果表明:两站夏季总、低云量的日变化呈现双峰型特征;层积云和积雨云的日变化呈反相特征。层积云出现频率最高在清晨,积雨云在午后至傍晚出现频率最高;门源站层积云出现频率高于祁连站,而祁连站积雨云出现频率高于门源站。两站山谷风环流特征明显,风速最大值出现在午后,最小值出现在清晨;门源站谷风控制时间长于山风,祁连站山风控制时间长于谷风。两站积雨云出现时间与山谷风风速最大值出现时间之间具有对应关系;有天气系统影响时形成的积雨云,持续时间较长,降水较多;仅由地形风及热力、湍流作用形成的积雨云,持续时间较短,降水较少。层积云的形成有3种类型:第1种由高层云演变而来;第2种由积雨云对流发展受到抑制而形成;第3种由局地山谷风环流形成,云的形成与山谷风环流以及边界层日变化特征相关。     

海南岛海风演变特征的观测分析

本文利用2012年海南岛19个常规气象站、5个海岛站的逐时资料以及海口站的探空资料,对海南岛海风的时空演变特征及在不同天气条件下海风发展的特征进行了统计分析,结果表明:2012年全年海南岛的海风多发生于春、秋季,频率分别为40%和33%,冬季最少(约为19%),尤其是一月,大部分站点均不足10%。夏季海风出现时刻较早;南部沿海海风结束时间晚于北部沿海;冬季海风开始得较晚,南部海风结束时间早于北部沿海。海风平均持续时间约为10 h。沿海站的海风风速主要集中在3~6 m·s~(-1),且最大风速值出现在春季,除琼山、海口站外,最大海风强度多出现于春夏季。内陆站中部山区附近海风出现频率较高、开始时刻较早、持续时间较长、强度也较大。海风向内陆的传播距离至少为70 km;海风易发生在阴天,其次为多云天气,少云日的海风最少。     

High Resolution Deterministic Prediction System (HRDPS) Simulations of Manitoba Lake Breezes

The Effects of Lake Breezes On Weather–Manitoba (ELBOW-MB) field project, conducted around Lakes Manitoba and Winnipeg in July 2013, was the first in-depth field study of lake breezes in Manitoba, Canada. Using observational data collected during ELBOW-MB and output from the 2.5?km Canadian High Resolution Deterministic Prediction System (HRDPS), comparisons were made between HRDPS output and observational data to determine whether the HRDPS can simulate Manitoba lake breezes. The model comparisons considered various lake-breeze characteristics, such as depth, inland penetration distance, and initiation and dissipation time. In addition, cross-sections of lake-breeze circulations were analyzed. The results show that the HRDPS was able to correctly simulate lake breezes, or lack thereof, in 78% of cases on Lake Winnipeg and 68% of cases on Lake Manitoba. Modelled lake-breeze initiation and dissipation times were found to be too early in some cases and too late in others when compared with observations. Overall, it was found that the HRDPS was able to simulate most aspects of lake breezes, although inland penetration distance was one characteristic that the HRDPS was not able to simulate realistically.     

浙闽沿海和台湾海峡海域冬季大风风速计算方法探讨

本文利用东海区海陆大风对比试验结果及26艘船只两个月的海上航测实况资料，通过对各种风速进行海陆比值分析、差值分析和测站间对比分析。论证了据陆上大风推算该海区大风风速计算式的可靠性，从而为实时、定量地预报海区大风提供了1种方法．     

2006年8月青岛国际帆船赛期间海陆风特征及三维结构分析

利用2006年青岛国际帆船赛期间(2006年8月9~31日)的观测资料,对赛场附近的海陆风特征进行了分析,并根据激光雷达和多普勒雷达资料分析了海风的三维结构,结果发现:(1)青岛国际帆船赛期间海陆风发生的频率非常高;陆风时间一般在03:00~09:00时;在副高控制下,赛场全天风速较弱,一般在2.5 m.s-1以下,风向也不集中,陆风多为东北北方向,海风的方向则以东-东南风为主。海风形成的时间较迟,而副高边缘的海陆风较明显,海风形成时间相对较早。海风形成后,风速一般在3~4 m.s-1,为一天中风速最大的时段;风向也较集中,陆风以北-西北北风向为主,海风以东南风为主;(2)海陆风消亡时,风速往往迅速减小,海陆风越强,风速减小得越厉害。(3)海陆温差不是决定海风强弱的唯一因子。(4)海风在垂直方向一般比较浅薄,多在300 m以下。发展强盛的海风垂直高度可达1.5 km左右,向内陆推进100 km左右。多普勒雷达风廓线产品却可以较好地反映赛场附近海风风向的转变和垂直结构。     

青岛近海夏季海风特征及其预报方法研究

采用2003～2006年7～9月青岛以及沿海地区自动站资料、探空资料对青岛近海海风进行了统计分析.平均而言,青岛近海7～8月海风发生频率为30%～35%,9月海风发生频率为25%;海风开始时间平均为10:00～12:00,结束时间可以持续到18:00～19:00;海风在垂直方向上厚度为500～600 m左右.青岛近海海风的发生与否取决于青岛上空低层925 hPa风速大小、低层大气稳定度、海陆温差以及海平面气压差四方面的综合效应.通常,925 hPa风速达到8 m/s,系统风较强时不利于海风建立;当低层大气不稳定时,有利于触发海风环流的建立;海陆温差达到4 ℃以上时,青岛近海易出现海风;此外,当地转风为离岸风时,海阳站或日照站与青岛本站08:00时海平面气压差>1 hPa时,当日一般不会出现海风.综合以上预报因子及其指标,通过建立逻辑回归模型,初步实现了夏季青岛近海海风能否发生的客观预报,并在2007年举行的国际帆船赛期间得到了应用.     

四川盆地西部一次典型连续夜雨的数值模拟

利用中尺度模式WRF研究了2017年7月15-17日发生在四川盆地西部的一次典型连续性夜雨过程的形成机制,重点讨论了"山谷风"局地环流对此次夜雨过程的作用.研究表明:(1)此次降水天气过程主要发生在500 hPa"北高南低"的环流形势背景下,这种背景有利于北方冷空气向南输送;850 hPa上台风东侧的偏南气流和副热带高...