热力不均匀场对一次冰雹天气影响的诊断分析

摘要： 将天津地面自动观测站资料与850 hPa以上北京探空资料结合, 组成新的探空资料, 对2008年8月27日凌晨发生在天津的一次冰雹过程进行了诊断分析。此次冰雹过程有两处降雹区, 一处位于天津北部的蓟县山区, 另一处位于临海的汉沽地区。通过对热力和动力对流参数的水平分布和逐时变化研究, 结果表明: (1)各对流参数可以反映出强对流天气的中尺度分布特征, 尤其是CAPE高值区和LI低值区与强对流天气的发生区域对应较好, 这对局地强对流天气的短时临近预测具有一定指示意义, 表明边界层内的热力\, 动力特征对强对流天气的发生具有重要作用。(2)汉沽地区热力参数CAPE（LI）随时间增大（减小）, 而蓟县地区热力参数的变化则相反, 表明两地冰雹的成因存在较大差异, 前者的热力作用显著, 后者的热力作用则不显著。汉沽地区热力不均匀分布造成的次级环流和上升运动使水汽凝结并释放潜热, 触发了冰雹的发生。蓟县山地的抬升作用, 使东移系统的上升运动得到加强, 触发了冰雹。     

The Wave Train Characteristics of Teleconnection Caused by the Thermal Anomaly of the Underlying Surface of the Tibetan Plateau. Part Ⅰ: Data Analysis

探讨了前期青藏高原下垫面热力结构异常对后期长江中下游地区降水的影响。通过资料分析揭示出长江中下游地区夏季降水异常前期冬、春季青藏高原下垫面三维热力结构强信号特征,即长江中下游夏季旱涝前期高原南部和北部各层次的地温距平呈反位相分布。从地面0cm到地下320 cm的地温距平分布为:涝年高原偏南部(30°N以南)为正,中部和北部(30°N以北)为负,旱年时相反。其中地温距平的大值区在 40 cm到160 cm层之间。同时揭示了北半球环流型对青藏高原下垫面热力异常可能产生遥响应,并形成季尺度低频波的传播,从而影响长江中下游地区后期的降水,反映了遥相关是区域性旱涝形成的一个动力机制。资料分析结果表明前期青藏高原下垫面三维热力结构异常是后期长江中下游地区降水异常的重要原因之     

近50a东北冷涡异常特征及其与淮河流域降水的关系

利用美国国家环境预报/大气研究中心(NCEP/NCAR)再分析月平均数据分析了1960—2009 年夏季东北冷涡的异常特征,研究了夏季东北冷涡与同期淮河流域降水的关系,发现:东北冷涡偏强时,淮河流域的降水很可能偏多,东北冷涡偏弱时,淮河流域的降水很可能偏少。东北冷涡异常强年,淮河流域高低层环流具有斜压性,且低层有显著的正涡度发展,促进了上升对流运动活跃发展。而东北冷涡活动异常频繁,有利于引导潮湿阴冷的北方气流南下,与东亚夏季盛行的西南暖湿气流在淮河流域上空交汇,在上升运动的触发下,导致淮河流域降水明显增多;东北冷涡弱年的情况正好相反。     

南方涛动(SO)与北大西洋涛动(NAO)百年变化特征的正交小波分析

利用“南海季风科学试验”（SCSMEX）所获得的可靠资料，对1998年区域海陆热力状况进行了分析与对比，并着重讨论了西太平洋和青藏高原地区热力作用对1998年季风爆发及发展的可能影响。结果发现：大气热源分布与海陆分布有密切联系，由于地形的阻挡使得在包含有南北海陆分布差异的地区，热源主要大值带较全海洋区域明显偏南。表面加热存在明显的季节变化和海陆差异。西太平洋地区与夏季风爆发之间的联系主要表现在海温和潜热加热的变化上。高原在亚洲夏季风爆发过程中的作用机制不同：在南海季风爆发期间以感热加热为主，印度季风爆发期间以水汽凝结释放潜热为主。     

地形的热力作用对湖北省暴雨的影响

本文利用湖北省1977-1986年6、7月份暴雨资料及1979—1986年恩施、宜昌、武汉三个站探空资料,研究了湖北省暴雨分布特征。结果表明,湖北省西部山区及青藏高原大地形的热力作用明显。本文用这种热力作用对湖北省的暴雨分布特征,提出一种可能的解释。     

9106号台风的热力作用对出梅影响的数值研究

利用一个五层的原始方程模式，研究了９１０６号南海台风的热力作用对１９９１年江淮梅雨的影响。数值试验结果表明，这次台风活动对１９９１年梅雨提前结束起了很大的作用。其影响的物理机制可归纳为：台风扰动热源在对流层激发出的水平流场，减弱了西南季风及其向江淮流域的水汽输送，使江淮流域的水汽通量辐合减小，影响东亚夏季风的经向垂直环流圈，抑制了江淮流域梅雨期的季风环流，促使西太平洋副高北跳，使梅雨结束。     

长江流域异常旱涝的热力特征

应用１９６４－１９８５年北半球５００ｈＰａ月平均非绝热流量诊断资料，分析我国长江流域异常旱涝的热力特征及其差异，结果表明，夏季，长江流域大涝年与大旱年北半球大气热力场有明显差异，特别是欧亚大陆呈反位位异常分布，并且，热力差异前期春季不明显，而前期冬季明显，欧亚大陆也呈相反异常分布，这种大气热力场的隔季非同步关系，对旱涝季节预报有一定意义。     

北极多冰年和少冰年的大气环流差异

本文利用一个改进的海冰热力模式,取北极区大气和有关场的气候资料,模拟了1982年10月至1988年9月的北极海冰空间分布和季节变化的循环特征,较好地模拟出多冰年（1983,1987）和少冰年（1984,1986）。模拟结果与部分研究工作以及实况相比较,基本状况趋于一致。并且在此基础上进一步探讨了北极多冰年和少冰年的大气环境差异,可以看到多冰年的北极极涡偏西半球;少冰年的北极极涡基本是围绕极地。从而进一步影响多冰年和少冰年大气环流差异,特别是对亚洲环流的影响较大。     

卷云对海洋增温的热力调节：根据1987年厄尔尼诺观测的推论

1987年厄尔尼诺的观测表明,当海表温度较高时,温室效应随海表温度增加而增加,其增加率超过海表射出辐射随温度的增加率。由于这种“超温室效应”产生了高反射的卷云,其作用像个恒温器,阻挡住太阳辐射使不能达到海表。这些卷云的调节作用使海表温度只能达到305 K 以下。     

沿海地区热力内边界层高度预测的理论研究

本文对weiman(1976),Venktram(1977)等关于热力内边界层高度的预测公式进行了分析和比较,指出:这些公式在远离海岸线处不能很好地预测热力内边界层高度。作者详细地论述了热力内边界层的发生、发展机制,及其与局地海风的关系,并提出了一种新的热力内边界层高度的预测公式。该公式克服了上述公式的缺点,预测效果较好。     

渤海湾海陆热力差异对局地天气系统的影响

采用σ坐标Ｄａｖｉｄ一层中尺度模式，研究天津及渤海湾地区冬、夏两季海陆热力差异日变化因子和下垫面日变化过程加热或冷却产生的中尺度气流，为进一步探讨渤海湾大风、暴雨等突发性灾害天气的成因提供基础。     

西藏高原—赤道东太平洋热力差异等因子与陕西汛期旱涝的关系

叶笃正等认为:西藏高原夏季热源最强,在晚春至初夏,已达到450—500cal/cm~2·day。Nitta,T.~(〔2〕)得出了近似的结果。文献〔3〕指出:赤道东太平洋的海温较纬向平均要低几度。可见可以初步把西藏高原的热源和赤道东太平洋的热汇看成是沃克环流增强的敏感因素。 Fu Congbin等用赤道东太平洋6～9月海表温度和高原6～9月地表温度定义了海-陆振荡指数(SLO),即: 陕西大部分地区属高原季风降水体系~1);SLO和印度季风雨的年际相关系数达0.61,SLO可能也与陕西汛期降水的多寡有关;此外,陕西也受到西太平洋副高的影响。 我们分析了上年SLO和当年6月中旬副高脊线南北位置(G_N)与陕西汛期降水的关系;也分析了4月高原(25～35°N,75～90°E)500 hPa高度距平累计值(ΔH_4)、4月     

青藏高原等大地形和下垫面的动力和热力强迫在东亚和全球气候变化中…

本文总结了本专题自１９９１年正式开展工作以来，围绕着专题的中心内容所做的研究工作结果。着重点放在有地形数值模式的改进和完善以及数值模拟试验这两个方面在模式的改进和完善方面，又着重介绍模式区域的拓宽，土壤下垫面的引入，海洋混合层模式和海洋表层流模式的建立和应用。在数值模拟试验方面，则主要介绍气压梯度力的新算法－“误差扣除法”及其模拟检验，包络地形试验，地形与大气湿过程对夏季风气候特征影响的试验，沙漠