干侵入的研究及其应用进展

全面综述了国外近年来干侵入(dry intrusion)研究的进展和有关结果，概括总结了干侵入的基本理论、结构特征、在天气和次天气系统发展中的作用及其数值模拟结果；干侵入研究中有待于继续进行和深入的研究方向。明确了干侵入是源于对流层高层下沉至低层的高位涡低湿空气，它在气旋的爆发性发展、暴雨的增幅、位势不稳定的增强、中气旋的产生发展等方面起着重要的促进作用，同时，它能够影响冷锋的演变及其降水特征。因此，对干侵入及其机制的进一步研究具有较大的理论价值和实际天气预报意义。     

山东省雨季开始标准的研究

利用31年（1971－2001年）欧洲中心数值预报产品格点资料500hPa分析场、山东省雨情等资料，研究了山东省雨季开始的标准。结论指出，由于西太平洋副热带高压（副高）西伸北抬，中纬度高压脊东移，在沿海与副高同位相叠加，使西南季风北上，到达黄淮地区，向山东输送大量暖湿空气，实现了由干热气团影响到湿热气团控制的转变；同时，北方冷空气在不同的环流形势下，从不同的路径南下，冷暖空气在山东交汇，形成大范围的强降水，是山东雨季开始的基本条件和重要标准。     

“地面流场落后”现象的物理图像分析

用饱和湿空气天气动力学原理，解释了“地面流场落后”现象的物理成因，并得出一个暴雨形成的物理流程图，最后用此流程图统一解释了１９８８年汛期河南省２５个时暴雨发生发展的共同特征。     

冷却物冷藏间内湿空气热物理参数的计算

推导了冷却物冷藏间内湿空气热物理参数计算方程，并编制了湿空气热物理参数计算程序。该程序能快速、精确地计算冷却物冷藏间内不同气流速度、不同气压的湿气热物理参数     

湿空气动热力学理论及应用研究进展

回顾了湿空气热动力学的研究进展,对未饱和湿大气、饱和湿大气及非均匀饱和湿大气的动热力方程、能量方程、连续方程等进行了梳理,指出饱和湿空气动量方程与非均匀饱和湿空气动量方程的最大区别在于对凝结过程的处理不同。饱和湿大气中,由于大气均是饱和的,由饱和造成的水凝物可处处出现,不能区分真正发生水汽凝结的区域。而非均匀饱和湿空气中,凝结发生与相对湿度的幂次方有关(即与凝结概率函数的分布有关),在相对湿度较小的区域不会出现水汽凝结,凝结区与非凝结区可自动区别,其描述的凝结过程与实际大气更接近。同时,总结了湿大气水汽凝结饱和非均匀分布的动热力物理量在高影响天气分析中的应用,最后讨论了未来推进湿空气动力学研究需重点考虑的一个内容。     

黑龙江省“11.30”暴雪过程评估

1降雪概况 11月30日-12月3日,黑龙江省迎来2014年冬第一次大范围的降雪天气。此次降雪过程具有影响范围广、持续时间长,雪量大,降雪同时风力较强、雪后降温明显的特点。1.1影响范围广11月30日-12月3日受高空冷涡和西南暖湿气流的共同影响,黑龙江省自西向东出现一次大到暴雪、局部大暴雪天气,降雪主要集中在黑龙江省中、东部地区。     

饱和湿大气Brunt-V3/4is3/4l3/4频率及修正的相当位温

实际大气中受扰动的饱和气块发生凝结后 ,凝结水会部分脱离气块。以前研究饱和湿大气的Brunt V is l 频率 (N2 m)没有考虑凝结水的部分脱离 ,相当位温 (θe)也忽略了饱和气块的混合比的作用。文中针对这些不足 ,在假设饱和空气中只存在气液转换条件下 ,推导出液态水部分脱离气块的、更符合实际情况的N2 m 表达式和修正的饱和湿大气θe 表达式。新的N2 m 表达式增加了部分脱离气块的液态水的作用项 ,新的θe 表达式中包含有饱和气块的混合比 ,并对有关的表达式分别作了讨论和比较     

关于暴雨和湿急流的讨论

湿急流是20世纪70年代末谢义炳在长期研究降水问题的基础上、在雷雨顺能量学方法对暴雨和强对流天气研究成果的启发下提出的一个科学猜想。近年来在多个暴雨实例的中尺度数值模拟结果都与湿急流猜想相符,即暴雨区中是存在将低空急流和高空急流在垂直方向上连接起来的湿急流,利用可视化技术还可将湿空气块在暴雨云团中的上升、加速和转向的轨迹清楚地展示出来。但是,湿空气块的加速并不仅仅是湿绝热上升过程中浮力的作用,动量收支的计算表明,中尺度水平气压梯度力对气块动量的增加也有贡献。文中还讨论了与暴雨和湿急流相关联的湿斜压平衡方程(湿热成风方程)等问题,指出从总能量收支平衡出发是不能解决暴雨过程中不同形式能量之间的转换过程是如何实现的。由于暴雨过程是高度非地转平衡的,也是非静力平衡的,同时还存在复杂的多尺度之间的相互作用,因此具有完善物理过程的高分辨率的数值模式是暴雨机理研究最有效的方法。     

全球变暖背景下对流性降水变化特征及影响 因子分析

根据NCEP/NCAR逐日、逐月温度资料和相对湿度资料,及长江中下游60个气象站逐日降水资料,采用趋势分析、突变检验等方法,研究了近60年来全球和北半球地表温度变化趋势,分析了温度增加前后,夏季(6～8月)对流性降水的变化特征及其部分影响因子.结果表明:近60年来,北半球年平均及夏季平均地面温度为增暖趋势,1998年为增暖突变年份;变暖后,长江中下游地区夏季对流性降水事件的发生频率呈增多趋势且强度增强;全球增暖后,对流层中、高层水汽含量呈下降趋势,对流层低层水汽含量呈上升趋势;热含量除个别月份外,在700、850、1000 hPa均有明显增长;大气中不稳定性也显著增强.这些与对流性降水事件发生频率的增加和强度的增强有很好的对应关系,说明全球变暖导致的大气中水汽含量变化、湿空气热含量增加和不稳定性增强对对流性降水事件可能有重要影响.     

非均匀饱和大气中的广义位温

从热力学第一定律出发证明了广义位温的物理基础及其守恒性,完善了Gao等在2004年提出的非均匀饱和大气动力学的理论基础.探讨了广义湿位涡理论及其倾向方程在地面气旋追踪、雾区预报等方面的可应用性,为湿空气动力学的理论研究和业务应用提供了新思路.结果表明,非均匀饱和大气中的广义位温和位温、相当位温一样,具有守恒性;但由于其体现了实际大气的非均匀饱和特性,比位温、相当位温具有更广泛的应用前景.