山东半岛一次中β尺度暴雨的数值模拟分析

利用NCAR/PSU的中尺度大气非静力模式MM5,对2004年8月5日发生在山东半岛的1次中β尺度暴雨过程进行了数值模拟和分析.将模拟的位势高度场、风场、降水与实况进行对比分析,在模拟结果比较合理的情况下,着重对发生暴雨的动力学机制进行了分析.结果表明：黄海中部高能区和副高边缘的高比湿带的维持造成对流不稳定,类似“干线”的特征有利于储存对流不稳定能量.在850hPa散度场上,山东半岛存在辐合辐散交替出现的链式分布,这揭示了重力波的存在;沿辐合辐散交替出现中心连线,作涡度、散度的垂直剖面,显示出重力波的垂直结构特征;重力波过程对暴雨天气的发生、发展有触发、组织和加强作用,天气尺度切变线辐合加强对重力波有激发作用.     

2002年8月闽东一次暴雨天气过程的可能物理成因和数值试验

利用MM5模式对2002年8月10～11日发生在闽东的一次暴雨过程进行了数 值模拟和诊断分析．结果表明:暴雨中心位于低层正螺旋度中心附近。而且雨强的变 化与正螺旋度的变化近于一致．在MM5模式能较好地模拟本次过程的基础上,对地 形和风场做了对比试验．试验结果表明:地形对暴雨有较强的增幅作用;风速垂直廓 线的线性和非线性分布激发产生的中尺度重力惯性波和涡旋Rossby波,在切变基流 中有可能发生不稳定而导致暴雨天气过程的产生．     

山东"99·8"大暴雨维持机制的数值模拟

利用中尺度大气非静力模式MM5对山东1999年8月11～12日的大暴雨过程进行了数值模拟。将模拟的气压场、风场、相对湿度场、降水与实况进行对比检验，在模拟效果比较合理的情况下，着重对大暴雨的维持机制进行了研究。结果表明：位于我国东北、渤海和山东上空的东北西南向的锋面系统、位于锋面西南端山东江苏上空的苏鲁中-α涡旋及其诱发出的位于其北部的中-β涡旋是影响山东大暴雨的天气尺度系统和中尺度对流系统；中-α涡旋的东支气流—东南风为中-β涡旋输送水汽；锋面系统抬升了中-β涡旋北部的东南暖湿气流，形成垂直上升运动，并形成雷暴云团，同时激发出新的对流单体；雷暴云团在西移的过程中，受到泰沂山区的抬升作用，在山前也形成强烈的垂直上升运动；因此，大暴雨得以维持。     

2003年山东雨季最后一场大暴雨过程分析

利用实况观测和北京T213数值预报资料,对2003年9月3～4日山东雨季最后一场大暴雨过程进行了诊断分析。结果表明,本次大暴雨是由在广东登陆的热带气旋倒槽北伸与西风带弱冷空气相结合的产物。伴随登陆热带气旋生成的低空东南急流为暴雨输送了丰富的热量和水汽,低层增暖增湿促使层结不稳定加剧,而西风带弱冷空气的侵入对暖湿空气具有抬升作用,可触发对流发展和不稳定能量释放,导致大暴雨产生。鲁中山区西南侧有利地形促使了低层气旋环流的形成,对暴雨具有明显的增幅作用,是该地区出现暴雨中心的重要原因。     

青岛一次局地大暴雨的中尺度环流特征分析

利用多普勒雷达、地面自动站、垂直风廓线及GPS 水汽分布等多种新型探测资料,对2008 年8 月14 日下午,奥帆赛期间发生在青岛地区的局地大暴雨天气的影响系统和中尺度强降雨形成的动力机理进行了综合分析,并通过0.5 km WRF模式的数值模拟给出了有地形阻挡情况下海风环流模型.研究结果表明:副高减弱东撤和弱冷空气南下在中低空形成闭合低涡是造成这次过程的主要天气尺度影响系统.海风中尺度辐合带上有风向切变辐合、大暴雨中心有明显的雷暴高压等中尺度天气系统.海风锋区辐合扰动向上传播,引发边界层扰动,是青岛局地大暴雨形成的主要抬升因素,而来自东南海洋上的暖湿平流为大暴雨的产生提供了充沛的水汽和能量.海风锋区辐合带上触发的强对流是大暴雨形成的直接原因;来自于海上的低空急流带来的大量水汽对强降雨的发生具有重要作用.海风在深入陆地后所发生的辐合和上升运动,对造成海风所触发的局地大暴雨有着极其重要的作用.     

西风急流对鲁西北一次暴雨过程的影响

利用WRF中尺度数值模式和FNL再分析资料,结合常规观测资料,对2015年08月03日发生在鲁西北地区的暴雨过程其进行了诊断计算、数值模拟和机制分析。研究表明,急流对上游强降水释放潜热向下游的输送和沿急流南侧传播的重力波共同影响是此次暴雨形成的重要因素:(1)上游地区降水过程的潜热释放通过西风急流输送到下游,使滨州地区对流层上层暖平流显著增强,引起强烈的上升运动;(2)高空急流南侧激发的中尺度重力波沿西风急流自西向东传播,波峰促使不稳定能量释放而触发强对流天气。     

0505号台风的数值模拟和中尺度结构分析

采用MM5中尺度数值模式,以NCEP再分析资料作为初始场和侧边界,对0505号台风“海棠”登陆过程进行数值模拟,结果表明模式能很好的模拟出台风路径和暴雨落区,并利用模式输出的高分辨率结果对台风“海棠”的中尺度结构演变特征进行了初步分析。     

0519号台风“龙王”中尺度螺旋雨带的数值模拟

本文研究0519号"龙王"台风中尺度螺旋雨带结构特征及其与闽东北沿海地区特大暴雨的关系。通过对台风中尺度螺旋雨带特征的分析确定其引发福建暴雨的事实,并采用MM5模式对台风的中尺度降水进行数值模拟。模拟得到的降水分布和强度与实况基本相符,效果较好。在此基础上,我们对此降水过程进行B、C方案的地形敏感性试验,结果表明地形高度增加使迎风坡及山脉东侧的降水增加,地形降低则反之,山脉东侧地势较低地带受地形影响较小,台风降水受地形影响呈现出类重力波式正负相间的降水差值波列形式,但MM5对短时强降水的模拟效果较差。     

2005年9月18日山东突发区域性暴雨过程分析

利用常规资料及MM5模式模拟结果,对2005年9月18日山东突发区域性暴雨过程进行了分析。结果表明:近地面层浅薄冷空气的侵入、相当位温密集区附近对流稳定度θep的减小导致垂直涡度的显著增长及低层对流稳定条件下的倾斜上升运动可能是本次暴雨过程发生的机制。     

一次海雾过程大气波导形成机理的数值研究

依据船舶导航雷达与沿岸气象探空观测数据得知,2005年6月1～3日黄海海域发生了1次大范围波导现象;进一步结合卫星云图与沿岸测站水平能见度观测,发现此次波导伴随1次明显的平流海雾过程。利用WRF模式对此次海雾与波导过程进行了数值模拟,发现:(1)海雾始于黄海中部,绝大部分海雾的雾顶由于弱逆温、湿度梯度较小而不存在波导;(2)雾区随其北部低压的逐渐东移而向东扩展,呈现西部薄、东部厚的结构,雾体顶部由于存在逆温与湿度锐减而形成了波导,混合均匀的雾体则成为波导基础层,薄雾顶部为非贴海表面波导,而厚雾顶部则为悬空波导;(3)雾区受低压西部冷空气的影响向南消退,波导基础层逐渐变薄乃至消失,雾体之上的逆温与湿度锐减层随之下降,非贴海表面波导被强度较弱的贴海波导所替代。分析结果表明:黄海平流海雾与波导有密切的联系,海雾形成及其发展改变了海洋大气边界层的温度与湿度垂直结构,从而导致了波导的发生与演变,大气波导可认为是海雾的"副产品"。     

大气湍流引起飞机颠簸的理论分析和数值试验

基于飞机载荷因数变量方程、无量纲的大气垂直运动方程和热力学方程,建立起描述大气湍流和飞机颠簸的湍流模型,并对该模型进行理论分析和数值试验.研究指出,负的理查森数(Ri)对应着静力不稳定和动力不稳定流动,在不稳定大气层结条件下,当Ri<-Ra/PrRe2时,对流状态的大气运动必将由对流转变成湍流,并对运行于其中的飞机产生飞机颠簸.但在稳定大气层结条件下,当理查森数大于临界理查森数时(Ri>Ric=-Ra/PrRe2),正的Richardson数是动力稳定的,非对流状态的大气运动表现为重力波.当理查森数小于临界理查森数(O相似文献   

山东半岛南部海岸一次局地极端降雨过程分析

2012年9月21日山东半岛南部海岸发生了一次局地性的极端暴雨过程,在约13h内降雨量达到394.1mm。该降雨过程不属于常规的暴雨天气形势,在高低空均没有典型的天气系统。本文利用自动气象站观测资料、雷达探测资料和0.25(°)×0.25(°)的ECMWF(European Centre for Medium-Range Weather Forecasts)再分析资料,对引发这次暴雨过程的多个影响因素进行了分析。结果显示:该天气系统并不深厚,但低空水汽辐合显著。自高层到低层大气层结呈现稳定-不稳定-稳定-不稳定的态势,利用位涡来表征的动力对流层顶出现明显的折叠现象,中高层干冷空气下滑与低层暖湿气流混合产生凝结可能是产生此次强降水的主要原因。湿位涡(MPV)的2个分量MPV1和MPV2的变化均发生在降雨前,MPV2在低层对降雨落区具有较好的示踪效果。中低层的等位温面上具有较强的向东位涡平流,风向与等位涡线几乎垂直,说明本次过程移动较快。     

暴雨发生的不稳定条件的试验

本文根据Ｈｏｓｋｉｎｓ所提出的惯性重力波不稳定判据：Ｒｉ＜ｆ／ζａ，结合湿斜压大气的特点，对１９９６年６月２９日０２时发生在我国东部的一次降水过程进行了分析，得出了下列特征：西南低空急流是降水得以产生所需水汽的载体；对流层下部深厚不稳定层结是对流性降水所必须的热力层结条件；该地区对流层下部满足Ｒｉｓｅ＜ｆ／ζａ，６ｈ后该地区惯性重力波不稳定增长。在充足水汽条件下，该地区发生暴雨。     

台风麦莎影响期间山东半岛大暴雨成因的分析

2005年8月7-8日,在0509号台风麦莎登陆后北上影响山东的过程中,对流的发展在台风外围具有明显的不对称性,积云对流在台风中心的东北侧得到强烈发展,强降水集中出现在山东半岛东部.利用常规观测资料、卫星云图和NCEP1o1o再分析资料,对这次台风大暴雨天气过程作了分析,并进一步对强降水发生时的物理量场与流场进行诊断分析.结果表明:低空急流输送充足的水汽和强烈的水汽辐合为暴雨发生提供了有利的水汽条件,大暴雨落区出现在低层辐合、高层辐散及强烈的上升运动区内,与高能量锋区有很好的对应关系;较强正涡度平流与暖平流沿低空急流向山东半岛输送是造成对流不对称发展的主要原因,高空急流与低空急流在山东半岛的耦合为大暴雨的发生提供了动力条件.     

超百年一遇强降雨对厦门岛沙滩影响研究

2018年5月7日厦门岛遭遇了超百年一遇的强降水,对岸滩造成了严重影响。文章采用现场测量、无人机航拍等方法,通过对冲毁岸滩进行现场调查与测量,发现厦门岛东南部10.78km的滨海沙滩岸段,共有10个岸段的沙滩发生明显冲刷,受损岸线总长度为6.1km(占比57%),形成了28条冲刷沟,沙滩遭受的侵蚀面积为20286m²,冲刷量超过4万m³。分析其原因,主要是海岸带开发利用时,不透水面增多且具有一定的坡度,加之后方陆域地下排洪管涵排水,当短期强降水发生时,局部地形集中汇水后急速冲向海岸,导致海岸侵蚀垮塌和后退,沙滩冲刷成沟而流失大量海砂。针对不同沙滩的冲刷程度与影响机制,提出了相应的整治修复方案,可为今后沙滩维护保养提供参考。     

新型伞状锚拉拔破坏机制与承载力数值分析

锚泊基础的承载性能直接影响着海洋浮式结构物的稳定性,因而研究新型有效的锚泊基础已成为海洋工程结构设计中的关键问题之一。文中提出了一种基于海洋软土液化特性的伞状锚,充分利用桩端土体增强抗拔承载能力。应用二维颗粒流分析程序,对该新型伞状锚的安装、抗拔承载能力进行了数值模拟,并与普通锚桩进行比较分析,验证其有效性。针对伞状锚与普通锚桩在拉拔过程中的土体破坏机制,从细观角度分析了其抗拔承载能力的提高机制。研究结果表明,对于相同抗拔锚泊设计竖向承载要求,伞状锚所需材料可大为减少,安装难度明显减低,是值得推广应用的新型锚泊基础形式。     

Numerical Simulation and Dynamical Analysis for Low Salinity Water Lens in the Expansion Area of the Changjiang Diluted Water

The low salinity water lenses(LSWLes) in the expansion area of the Changjiang diluted water(CDW) exist in a certain period of time in some years. The impact of realistic river runoff, ocean currents and weather conditions need to be taken into account in the dynamical analysis of LSWL, which is in need of research. In this paper, the POM-σ-z model is used to set up the numerical model for the expansion of the CDW. Then LSWL in summer 1977 is simulated, and its dynamic mechanism driven by wind, tide, river runoff and the Taiwan Warm Current is also analyzed. The simulated results indicate that the isolated LSWL detaches itself from the CDW near the river mouth, and then moves towards the northeast region outside the Changjiang Estuary. Its maintaining period is from July 26 to August 11. Its formation and development is mainly driven by two factors. One is the strong southeasterly wind lasting for ten days. The other is the vertical tidal mixing during the transition from neap tide to spring tide.