低空急流发生,发展的数值试验（Ⅰ）—数值模拟

为探讨低空急流发生、发展的物理机制及积云对流的影响,本文用一改进的有限区域五层原始方程模式,对发生于1983年夏季梅雨期间长江流域以南的一次低空急流过程作了数值模拟。并对急流特征、急流区质量调整及积云对流加热的影响作了初步分析。     

低空急流发生、发展的数值试验(Ⅱ)——动力学分析

本文对一次低空急流过程的数值模拟结果作了动力学分析,着重讨论了急流区的环流结构及积云对流对其发生、发展的影响。主要结果为:低空急流区有一对横向非地转二级环流,它是低空急流发展的一个重要条件;强频散的低空急流与积云对流造成的静力不稳定场耦合,诱发出不稳定的中尺度重力惯性波,通过Wave—CISK机制引导到低空急流与二级环流的发展;低空急流发展过程中的非地转特征和二级环流都是重力惯性波发展的产物。     

索马里低空急流的数值模拟

本文首先将5°×5°P—σ五层原始方程粗网格模式改进为2.5°×2.5°的细网格模式,进而设计了粗细网格的嵌套模式。用嵌套模式对索马里低空急流进行了数值模拟,其结果表明:模式的水平分辨率对急流的模拟效果影响很大,模拟的急流轴上最大风速为13米/秒,与急流实际强度较为接近。 我们用六月纬向平均风场作初值,进行了10天的数值积分。根据风速的时间变化将急流的演变分为形成、加强及维持三个阶段,对急流各个阶段的流场及结构特征作了详细讨论。索马里沿岸低空气流由南向北越赤道气流的上空500百帕和300百帕层正好相反,气流由北向南穿越赤道。还通过控制性试验讨论了索马里低空急流向北发展的情况。      

梅雨锋及其低空急流的数值模拟

使用二维锋面模式研究了东亚梅雨锋的结构与特征,并讨论了湿度和地面通量对梅雨锋的影响及其有关的低空急流。     

低空急流形款一种机制及其数值模拟试验

本文先从理论上讨论低空急流的成因,通过能量方程说明水汽凝结潜热是暴雨过程中形成低空急流的一个主要因子,并提出了相应的物理机制。然后介绍了用三层原始方程模式模拟低空急流形成的过程,其结果与理论分析及实际情况都有很好的一致性。     

一次华南低空急流暴雨的数值模拟

利用中尺度数值模式ＭＭ４对一次无明显锋面系统配合的α－尺度华南低空急流引起的暴雨过程进行了模拟。结果表明，ＭＭ４可利用ＥＣＭＷＦ的大尺度资料成功地模拟此次过程，而利用模式输出的连续高分辨的结果，可以做大量的分析工作；在缺少高分辨中尺度实测资料的情况下探讨低空急流的结构，机制及它与暴雨的关系等问题提供了很好的可借鉴的方法。     

边界层低空急流的数值研究

本文利用稳定层结条件下的二维夜间边界层模式,研究了自由大气中的波动及热力稳定度对夜间低空急流的发展演变的影响问题,从而初步研究了自由大气中的波动对边界层大气的反馈作用。指出了自由大气的波动对于大气边界层结构有相当大的影响,对边界层低空急流影响明显。     

黑河地区夜间低空急流特征的二维数值模拟

引言低空急流是夜间稳定边界层的一种典型特征,而目前对低空急流的变化特征、生消规律、物理机制等都存在着不同的认识。Ｂｌａｃｋａｄａｒ（１９５７）曾提出了惯性振荡理论,来解释低空急流的夜间特征。Ｔｈｏｒｐ和Ｇｍｙｍｅｒ（１９７７）又发展了全边界层的惯性振荡...     

模式低空急流结构与水汽输送精度的数值试验

本文所使用的中尺度模式ＭＭ４改进了水汽平流的计算精度，引入了Ｐｒａｔｈｅｒ和Ｂｏｔｔ两种高精度正定闰流差分格式。首先探讨了仅考虑模式平流过程的情况下不同平流差分格式的误差特征对模式结果的可能影响。结果显示：ＭＭ４中原有的水汽平流差分格式在水汽梯度较大处产生水汽负值，而引入搞精度格式能正确模拟水汽为分布的特征，对不同精度的水汽平流分格式作了数值试验，不同格式下模式的低突急流结构有较明显差别，水汽输送     

西南低空急流影响MCS发生发展的天气学分析

应用天气学分析方法，对比研究了有、无低空急流时，中尺度对流云团的演变材征。并分析了，急流减弱和加强过程对ＭＣＳ发展演变的形响。指出低空急流的参与作用比西南低涡的存在更为重要。最后对低空急流形响ＭＣＳ发展演变的动力机制作了探讨。     

一次华南低空急流和暴雨过程的对比数值试验

在文献「４」成功地模拟华南前汛期一次低空急流和暴雨过程的基础上，分析讨论了４个对比数值试验。结果表明：凝结潜热加热和青藏高原大地形对暴雨的产生，华南低空急流的维持是十分重要的；不同的边界层过程以及华南地形的作用只表现在雨量的大小和分布上。     

低空急流与内蒙古的大(暴)雪

分析了冬季产生东亚低空急流的大型环流特征及低空急流与内蒙古大（暴）雪的关系。结果表明，在东亚中纬度高空维持纬向强急流锋区的情况下，若有中亚冷槽分成南北两段东移，则极易有造成内蒙古大（暴）雪的东亚低空急流产生。指出可将产生这种环流特征的西风带大型环流的调整过程，作为内蒙古大（暴）雪天气的中期预警信号。而高低空急流的位置及强度又可作为降雪量及暴雪落区的短期预报指标。     

梅雨锋强降水与低空急流日变化的观测分析和数值模拟

利用地面加密自动站逐小时观测资料和ERA-Interim再分析资料,分析了2011年6月江淮流域的5次强降水过程和西南低空急流的日变化特征。发现强降水的日变化与西南低空急流的日变化一致:02—08时增强,14时减弱。这主要是由于夜间边界层内的惯性振荡,导致西南低空急流增强从而使得梅雨锋水汽通量辐合增强,降水增强;而白天由于边界层混合摩擦力增大,致使西南低空急流减弱或消失,降水减弱。WRF数值模拟试验不仅重现了观测的日变化特征,而且证实了江淮暴雨和西南低空急流的日变化主要是由非地转风的日变化造成:白天边界层混合强,风为次地转;而夜间边界层混合消失,气压梯度力和科氏力平衡的惯性振荡使得风为超地转      

大、中尺度低空急流与暴雨

本文通过对1980年6月23日—25日观测资料的详细分析指出,大、中尺度低空急流具有不同的结构、性质和成因;它们不是独立存在的,而是常常相互叠加、相互作用,与暴雨天气过程有着密切的联系。     

索马里低空气流的数值模拟

本文用P-σ混合坐标系五层初始方程模式,模拟了索马里过赤道低空气流的发展过程并对其形成机制进行了讨论.指出,索马里低空气流的发展可分为二个基本阶段:第一个阶段为低空气流在贴近地面的层次上发展,略高的层次上有序的气流尚未形成;第二个阶段为低空气流在近地层继续加强,同时较高层次上也出现了有序的气流.结构分析表明,索马里低空气流一般在700hPa以下,在索马里海岸附近有一个热力性垂直环流,索马里低空气流穿过其中。有关形成机制的模拟实验表明,在边界层中,气流的发展主要决定于非绝热加热的海陆不均匀分布,与地形高低的     

中国暴雨中尺度系统发生与发展的诊断分析和数值模拟(Ⅰ)诊断分析

通过对我国三次(“81.7”、“81.8”和“91.7”)典型大暴雨过程的动力学和热力学诊断来探讨暴雨中尺度系统发生与发展的问题。大、中尺度天气分析指出,无论是发生在我国东部的“91.7”暴雨过程,还是出现在西部地区的“81.7”和“81.8”暴雨过程,都与在特定大尺度环流形势下持续发展的中尺度系统直接关联。涡度诊断表明,高、低空正涡度中心的叠加和耦合、并形成一个正涡度柱是这类暴雨中尺度系统持续发展的一种共同特征。根据场分解涡度方程获得的涡源诊断表明,涡源对这类中尺度系统的发生和发展具有重要的动力学贡献。中尺度热量和水汽收支诊断揭示,视热源 Q_1和视水汽汇 Q_2的垂直积分高值区,与低涡或低涡切变线及其暴雨区基本一致;Q_1(Q_2)的面积平均最大加热(增湿)区间出现在对流层中、上(下)部;由于感热和潜热对流涡动通量辐合的加热,在其上部近乎等于凝结释放潜热量的一半。