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1.
"98.7"特大暴雨低涡的螺旋度和动能诊断分析   总被引:49,自引:26,他引:23  
“98.7”特大暴雨过程与700hPa低涡切变线的强烈发展以及丰沛的水汽和强垂直运动密切相关。螺旋度的诊断结果揭示,与强暴雨区和切变线低涡相应的是一对符号相反而又紧邻的螺旋度带。它们的垂直结构是一对符号相反而又互伴的螺旋度柱;螺旋度及其诸分量的量级是相同的。这表明,垂直运动的水平切变和水平速度的垂直切变以及水平速度的水平切变对螺旋度有相同大小的员献,也意味着强垂直运动和低空急流对暴雨的发生和发展极其重要。动能的诊断结果显示。强动能区与暴雨区和低涡切变线有很好的对应关系,在中、低空的强动能中心也正是强降雨中心;动能最强的700hPa也是低涡切变线发展最强的层面。强动能及其强梯度区和强螺旋度区基本一致。表明强动能及其强梯度对螺旋度变率及其通量有重要贡献。  相似文献   
2.
“96·8”特大暴雨和中尺度系统发展结构的非静力数值模拟   总被引:13,自引:0,他引:13  
1996年8月3~5日(“96  相似文献   
3.
“96·8”特大暴雨和中尺度系统发展结构的非静力数值模拟   总被引:11,自引:0,他引:11  
1996年 8月 3~ 5日 (“96· 8”) ,中国河南、山西、河北等省发生了一次特大暴雨过程 ,造成了严重洪涝灾害。文中的天气分析指出 ,稳定的大型鞍形场和北移台风 (登陆后减弱为低压 )与其东侧副热带高压的相互作用是“96· 8”特大暴雨发生的大、中尺度环流条件 ;而中尺度低压及其特有的动力热力结构与该暴雨过程直接相关。对该过程采用非静力中尺度数值模式 (MM5)进行了数值模拟研究。模拟结果分析发现 ,非静力 (MM5)的全物理过程模拟基本上可再现大尺度和中 -α尺度天气系统的发生、发展和演变。采用二重网格双向嵌套技术的细网格模拟结果揭示 ,低压的动力场和热力场之间具有一种强耦合机制 ,即发展的低压具有气旋性涡柱的暖心高湿结构 ,在涡柱低空是湿对流不稳定和负湿位涡结构 ;强垂直上升运动与高空强辐散和低空强辐合以及对流云团的发展互耦 ;与低压相伴的强南风急流不仅是低压和对流云团发展与维持的互伴互耦条件 ,而且也是“96· 8”特大暴雨的水汽源和热能输送带。降水模拟结果分析表明 ,尽管某些降水中心对粗网格偏小 ,对细网格偏大 ,但雨带和雨强分布与观测结果基本一致。  相似文献   
4.
1998年7月20~23日 (“98.7”) 发生在鄂东和鄂西南地区的特大暴雨过程, 不仅与700 hPa上低涡切变线的生成和持续发展密切相关, 而且与沿低涡切变线相继生成和强烈发展的MαCS与MβCS直接关联。利用非静力模式MM5.V2.12成功模拟提供的高分辨输出资料对这次特大暴雨中尺度系统发展的热量和水汽收支进行了诊断。结果发现:当有强对流发生并伴有强降水时, 就会有强的视热源Q1和视水汽汇Q2出现, 而强的Q1与Q2和强降水区基本是对应的; Q1随高度增高而增大, 最大加热位面基本上都在486.1 hPa (σ=0.54) 附近; 在对流层深厚的中空加热层是积云对流活跃和强暴雨持续发生、发展的一种重要热力机制; 在对流层上半部的相对冷层为暴雨区上空积云对流提供了极为有利的热力不稳定条件, 积云对流在中、低空的凝结潜热不仅加热对流层中层大气, 而且向高层输送, 加热高层的环境大气; 在暴雨初期, Q2的双峰结构与低空层积云及中空积云对流凝结变干有关; Q2的中空峰值大体与Q1的峰值相应, Q2的深厚变干层与Q1的深厚加热层非常一致。 诊断结果表明, 用非静力中尺度模式成功模拟的高分辨输出资料对Q1和Q2进行数值诊断是可行的。通过对强暴雨过程Q1和Q2的诊断, 可为改进积云对流参数化中加热和增湿廓线提供可靠的物理依据。  相似文献   
5.
变分四维同化方法若干问题的数值试验   总被引:9,自引:5,他引:4  
冯伍虎  邱崇践 《高原气象》1999,18(2):138-146
资料误差和模式误差都可能影响变分四维同化的结果,针对这一问题利用浅水方程模式进行了变分四维同化的数值模拟试验。试验分三种情况进行:(1)仅修正初始场,(2)仅修正模式;(3)二者同时修正。试验结果表明,当模式有误差时,传统的变分四维同化方法(仅修正初始场)可能将模式的误差混淆到初始场中去,尽管在同化期间可得到较好的拟合,但却不一定能保证同化后有好的预报。如果不修正初始场而修正模式,当模式误差不大时  相似文献   
6.
中纬度中尺度对流系统研究的若干进展   总被引:20,自引:34,他引:20  
程麟生  冯伍虎 《高原气象》2002,21(4):337-347
中尺度对流系统(MCSs)与许多严重的气象灾害,特别是我国的暴雨洪涝密切相关。本文主要对中纬度中尺度对流系统研究的若干进展作了简要综述,其中包括:MCSs的时空分布;MCCs的平均生成环境;MCSs的组织模型和逆尺度演变;发展中的MCSs与其环境的相互作用;MCSs的动力学和不稳定度;MCSs的数值模拟;MβCS和MγCS的观测和模拟;MCSs的概念模型;MCSs的结构和机制研究的观测计划。我们希望通过本文有助于进一步了解有关中纬度MCSs的发生、发展、结构、机制以及概念模型等研究的若干进展。  相似文献   
7.
相对垂直加速度和中尺度大气运动方程组   总被引:1,自引:6,他引:1  
程麟生  冯伍虎 《高原气象》2003,22(2):97-103
对具有强对流性质的中尺度系统运动的描写,直接采用包含准静力假设的p坐标系或σ坐标系大气运动方程组是不精确又不合理的。因此,必须发展更精确的非静力中尺度大气运动方程组。本文通过引入相对垂直加速度δ和通用(x,y,ζ,t)坐标系(简称ζ坐标系).导出了ζ坐标系中的非静力大气运动方程组。该方程组的垂直运动方程是非静力的,相对垂直加速度δ是可预报的;垂直加速度可由δ直接求得;而δ既直接影响速度场、位势场、质量场和地面气压场,还间接影响温度场。通过对通用ζ坐标系中非静力大气运动方程组的应用,可以很容易地获得p坐标系或σ坐标系及其它垂直坐标系中的非静力大气运动方程组;当δ为零时,则简化为一般包含准静力假设的p坐标系或σ坐标系及其它垂直坐标系中的大气运动方程组。在一般广泛使用的p坐标系或σ坐标系大气运动方程组中,因未考虑δ的贡献,对一些场的预报就会产生误差,较长时间的数值积分会使这种误差积累愈来愈大。显然,新发展的非静力大气运动方程组考虑了δ的贡献,从而消除了这种误差,所以就更为精确,也更适用于对中尺度系统运动的描写和预报。  相似文献   
8.
During the period of 3—5 August 1996(for short “96.8”),an extraordinary rainstorm eventoccurred in Henan,Hebei and Shanxi Provinces in China,resulting in severe flood catastrophe.Synoptic analyses indicated that the stable gross col field and the interaction between a northwardmoving typhoon(down into low pressure)and its east lateral Pacific subtropical high were thelarge-and meso-scale circulation conditions of the “96.8” extraordinary rainstorm.The mesoscaletyphoon-low and its specific dynamical and thermodynamical structures were directly related to thisrainstorm event.The nonhydrostatic version of mesoscale numerical model MM5 was used toconduct investigation of numerical simulation for this case.The simulation with the full physicalprocesses of nonhydrostatic version MM5 was basically possessed of a capability to reproduce thegenesis,development and evolution of the large-scale and meso-α scale synoptic systems.Thesimulative results using a two-way interactive nesting procedure revealed that the typhoon-low waspossessed of an intensive coupled mechanism between the dynamical and thermodynamical fields,namely,the developing typhoon-low was possessed of a structure of the.cyclonic vorticity columnwith warm center and high humidity,the vorticity column on the lower levels was the moistconvective instability and negative moist potential vorticity structure:the intensive ascendingvertical motion and the intense divergence on upper levels and intensive convergence on the lowerlevels as well as the development of the convective cloud cluster were intercoupling:the intensesouthern wind jet companied by the typhoon-low was not only the interaccompanying andintercoupling condition of the development and maintenance of the typhoon-low and convectivecloud cluster,but also was the transportable belt of the moisture source and heat energy of the“96.8”extraordinary rainstorm.The analysis of simulative results of precipitation indicated thatthe distribution of the rainfall belt and rainfall rate was basically consistent with that of theobservation in spite of some rainfall centers less or larger than those of the observation for coarseor fine mesh domain,respectively.  相似文献   
9.
"98.7"突发性特大暴雨中尺度切变线低涡发展的涡源诊断   总被引:1,自引:26,他引:1  
冯伍虎  程麟生 《高原气象》2002,21(5):447-456
1998年7月20~23日(简称“98.7”)发生在武汉周边地区的特大暴雨过程与沿低涡切变线相继生成和强烈发展的MαCS及MβCS直接关联。利用MM5模拟提供的高空间分辨(20km)输出资料,对这次突发性特大暴雨中尺度切变线低涡发展的动力学机制进行了诊断。涡度分析指出,高、低空正涡度中心在武汉周边地区上空的叠加和耦合是该低涡切变线持续发展的主要物理机制之一。总涡源的诊断揭示,在突发性暴雨强烈发生发展期,武汉周边地区上空从低层到高层有一近乎垂直的涡源高值区生成和维持,其垂直结构的发展演变与涡度场垂直结构的发展演变相一致。这一结果表明,大气总涡源对该中尺度低涡切变线的生成和发展起着决定性作用,也是该暴雨中尺度系统持续发展的重要动力学机制。对贡献于总涡源的诸分量计算表明,在650hPa以下,散度项对大气总涡源的正贡献最大,但在此层以上至200hPa之间,垂直涡度平流项的贡献要比散度项大,同时水平平流项也为正贡献;在整个对流层,扭转项对总涡源为负贡献,散度项只在450~250hPa之间为负贡献。在近地层,垂直涡度平流项和水平平流项基本对总涡源不作任何贡献。时间平均涡源和纯扰动涡源对低涡切变线的生成很重要;在强烈发展期,相互作用涡源作用最大,纯扰动涡源贡献次之;随着非线性相互作用涡源贡献的减小,低涡切变线东移减弱。在该期间时间平均涡源和纯扰动涡源仍为正贡献。  相似文献   
10.
"987”突发大暴雨及中尺度低涡结构的分析和数值模拟   总被引:64,自引:13,他引:64       下载免费PDF全文
程麟生  冯伍虎 《大气科学》2001,25(4):465-478
1998年7月20~23日(简称"987”),发生在鄂东和鄂西南地区的突发性特大暴雨过程在长江流域是罕见的.该过程与500hPa短波槽和700hPa低涡切变线以及沿切变线相继生成和强烈发展的β中尺度对流系统密切相关.对该过程采用非静力MM5的二重网格双向嵌套进行了全物理过程的数值模拟,其中,可分辨尺度降水采用Reisner混合相微物理显式方案,次网格尺度降水采用Grell积云参数化方案.双向嵌套的细网格模拟结果揭示,武汉周边地区的特大暴雨与700hPa上一个β中尺度低涡的生成和强烈发展直接关联.该低涡具有明显的动力-热力结构特征:特强上升运动与饱和气柱互耦,超强散度柱与强涡柱耦合发展,湿静力不稳定与湿对称不稳定共存,深对流湿气柱内云团发展的微物理场结构比较典型.细网格域内前36h的降水分布和雨强与观测的大体相应,扩展域细网格的降水模拟明显改进了原细网格的模拟,特别是雨带.这一结果还表明,对持续时间较长的大暴雨,大尺度过程对中尺度系统的影响是重要的.  相似文献   
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