青藏高原隆升对西北干旱气候形成影响的模拟(Ⅰ):对大气环流影响

青藏高原隆升对西北干旱区大气环流影响的研究,对于理解西北干旱区的成因有重要的意义.本文通过三个数值试验,初步探讨了高原隆升前和隆升至临界高度时,北半球特别是我国西北地区大气环流场与现在的差异.结果表明,青藏高原隆升对北半球特别是西北地区海平面气压场、500 hPa高度场、100 hPa高度场有明显的影响;高原隆升前和隆升至临界高度时,北半球绝大部分地区海平面气压场、500 hPa高度场、100hPa高度场都比现在偏低.不同季节时,各环流场变化的情况也基本一致.高原隆升至临界高度时已经对北半球特别是西北地区的环流形势产生了较大的影响,这将导致西北地区气候条件发生较明显的变化.     

青藏高原隆升对西北干旱气候形成影响的模拟（Ⅰ）：对大气环流影响

青藏高原隆升对西北干旱区大气环流影响的研究，对于理解西北干旱区的成因有重要的意义。本通过三个数值试验，初步探讨了高原隆升前和隆升至临界高度时，北半球特别是我国西北地区大气环流场与现在的差异。结果表明，青藏高原隆升对北半球特别是西北地区海平面气压场、500hPa高度场、100hPa高度场有明显的影响；高原隆升前和隆升至临界高度时，北半球绝大部分地区海平面气压场、500hPa高度场、100hPa高度场都比现在偏低。不同季节时，各环流场变化的情况也基本一致。高原隆升至临界高度时已经对北半球特别是西北地区的环流形势产生了较大的影响，这将导致西北地区气候条件发生较明显的变化。     

东亚季风气候对青藏高原隆升的敏感性研究

青藏高原隆起是东亚季风形成演化的决定因子之一.利用GCM(大气环流模式)完成的一系列改变青藏高原地形高度的数值试验说明,东亚季风气候变化非常敏感地响应于高原隆升.在高原隆升达到现代高度的一半之前,东亚大约30°N以北地区近地面冬夏反向意义下的季风现象是不存在的.高原隆升对东亚冬季风的影响远大于对夏季风的影响.即使没有青藏高原,仅受海陆热力对比的作用,中国东部地区夏季已能出现偏南风;然而只有在青藏高原存在,且达到一定高度的情况下,东亚北方地区冬季才能盛行偏北风.从温湿状况看,大约长江以北的东亚北方季风强度随高原高度上升几乎呈线性增加,冬夏温度对比不断加大,降水也越来越向夏季集中.但长江以南的东亚南方季风和印度季风与此明显不同,前者对高原隆升具有非线性响应,而后者在高原隆升过程中变化不大.     

青藏高原隆升对西北地区降水量变化的影响

青藏高原的隆升是地质历史上一次重大的地质事件,中国对西北干旱气候与环境的形成和演变有着重要的影响.本文利用CCM3模式模拟了高原隆升前和隆升至临界高度时,西北地区的降水与现在的差别,从而初步探讨了高原隆升对西北干旱区气候变化的影响.结果表明,高原隆升对西北地区降水有明显影响.隆升前,西北地区年降水比现在偏多约150 mm;随着高原隆升西北地区年降水逐步减少,到高原隆升至临界高度时,西北地区降水比高原隆升前约减少了77 mm,但仍比现在多约73mm.在不同季节,降水的变化是不尽相同.     

青藏高原隆升对西北地区降水量变化的影响

青藏高原的隆升是地质历史上一次重大的地质事件，中国对西北干旱气候与环境的形成和演变有着重要的影响。本利用CCM3模式模拟了高原隆升前和隆升至临界高度时，西北地区的降水与现在的差别，从而初步探讨了高原隆升对西北干旱区气候变化的影响。结果表明，高原隆升对西北地区降水有明显影响。隆升前，西北地区年降水比现在偏多约150mm；随着高原隆升西北地区年降水逐步减少，到高原隆升至临界高度时，西北地区降水比高原隆升前约减少了77mm，但仍比现在多约73mm。在不同季节，降水的变化是不尽相同。     

青藏高原大地形对华南持续性暴雨影响的数值试验

利用新一代中尺度数值预报模式WRF3.2及NCEP/NCAR 逐日4次1°×1°的FNL再分析资料,通过有、无青藏高原以及将高原高度降低到临界高度的数值试验,研究了青藏高原大地形对我国华南地区2010 年5 月一次持续性暴雨过程的影响。试验结果表明:高原大地形对降水的影响显著,随着高原高度的升高,降水增多,高原以东地区的雨带也由北向南移动;高原地形的机械阻挡作用使迎风坡一侧的近地面层附近为强上升运动,背风坡为下沉运动,并分别对应降水的峰值和谷值区;高原对西风气流的爬流、绕流作用明显,高原升高后爬坡作用减弱,以绕流作用为主;高原的加热作用使气流过高原时南支减弱,北支加强,并加强了高原及其东部地区低层的正涡度和高层的负涡度,使高原上空为强烈的上升运动;高原的热力作用使西太平洋副热带高压位置偏南、偏西并稳定维持;高原大地形对形成稳定的高原季风环流圈有重要作用;高原地形高度的作用有利于定常波的形成,波动中心对应强上升运动,形成降水的大值区,稳定维持的定常波使得降水持续集中在同一地区,造成持续性暴雨。     

青藏高原隆升对西北干旱气候形成影响的模拟 (Ⅱ):水汽收支及高原动力、热力作用的影响

青藏高原隆升对西北干旱区形成的研究,对于理解西北干旱气候环境的形成有重要的意义.本文通过数值模拟,初步探讨了高原隆升前和隆升至临界高度时,我国干旱区大气水分循环及青藏高原动力、热力作用与现在的差异.结果表明,青藏高原隆升前和隆升至临界高度时,干旱区边界内获得的净水汽通量均明显比现在偏多;我国干旱区700 hPa涡度比现在大;夏季高原地区的上升运动比现在弱,干旱区下沉运动偏弱,这些都更有利于降水的产生.     

青藏高原隆升对西北干旱气候形成影响的模拟（Ⅱ）：水汽收支及高原动力、热力作用的影响

青藏高原隆升对西北干旱区形成的研究，对于理解西北干旱气候环境的形成有重要的意义。本通过数值模拟，初步探讨了高原隆升前和隆升至临界高度时，我国干旱区大气水分循环及青藏高原动力、热力作用与现在的差异。结果表明，青藏高原隆升前和隆升至临界高度时，干旱区边界内获得的净水汽通量均明显比现在偏多；我国干旱区700hPa涡度比现在大；夏季高原地区的上升运动比现在弱，干旱区下沉运动偏弱，这些都更有利于降水的产生。     

青藏高原隆升影响夏季大气环流的敏感性试验

本文用球带范围的大气环流耦合模式，模拟了青藏高原隆升过程中大气环流的变化。模拟的结果表明，高原对大气的加热作用随着高原地形的升高而加强，而其中潜热加热的贡献占据第一位。高原隆升加剧了高原上空大气的上升运动，使高低空的高低压系统得到了加强，增强了南亚和东亚的季风强度，并且引起高原地区降水明显增加，地表面平均温度剧烈下降。尽管如此，青藏高原的隆升并没有从根本上改变大气环流形势，海陆分布才是形成当代大气环流及季风的根本因子。因此，要模拟地质历史时期气候状况，除了高原地形外，还须考虑更多的因子，尤其是海陆分布的变化。     

论青藏高原隆起作用于大气的临界高度

在以前工作的基础上，从大气动力学、热力学及气候学的角度，进一步论证了在青茂高原隆起过程中存在一个临界高度ｈｃ（－１．５－２ｋｍ）。当高原隆起突破这一临界高度时才开始对大气产生强烈的作用，从而造成大气环流、大气热力结构、亚洲区域以及全球气候等一系列巨大转变。     

大地形与扰动的不稳定

本文分两部分。第一部分,讨论地形对于正压扰动稳定性的影响,指出造成不稳定的必要条件是:(d~2u/dy~2)-β-fA(dh/dy)=0,其中u是基流,h是地形高度。此外,尚讨论了振幅随时间的增长率,不稳定扰动移速等问题。第二部分,讨论了地形对于斜压扰动的稳定性的影响,指出在斜压大气中,地形的作用较正压大气显得更加重要。     

大地形与正压扰动的移行

本文研究了坡度为常数的大地形对于正压扰动移行的影响,并且讨论了周晓平、顾震潮两人所得的结果。     

我国东南海岸线分布对9216号台风暴雨增幅影响的数值研究

利用一个三重水平结构，双向嵌套的台风数值模式，以１９９２年８月２９日１２冒为初始场，根据模式中地形插值时遇到的问题，设计了实际海岩线与扩展海岸线两种方案，对９２１６号登陆台风及其暴雨进行了对比模拟试验。结果表明：地形动力抬升形成的对流陈水是台风暴雨增幅的一个重要原因。     

初始扰动对冰雹云发展影响的数值研究

在水平均一的初始场中触发对流的发生可采用热力扰动和强迫抬升两种方法,但扰动的方式、强度和范围的不同对模拟的对流云的发展有着重要的影响。本文利用一次冰雹云发展前期的实测探空资料,对热力扰动的强度、范围进行了数值试验,结果表明：在同样的层结条件下,随着扰动强度、厚度的增加,所模拟的冰雹云的强度也增加,且以湿热泡扰动触发的冰雹云最强,其次是湿泡,而热泡扰动最弱。但无论以何种方式启动,只要模拟的冰雹云的云顶高度相当,云体的宏微观特征差异就不大。     

风速垂直切变对于对流的发展和结构的影响

本文分两个部分。在第一部分中,分析了具有速度垂直切变的盛行风,对于对流发展强度的影响。指出,风速垂直切变对于对流的发展是否有利,决定于对流流场的结构。对于一种特定的流场,通过扰动增长率的计算,定量地讨论了风速垂直切变和不稳定层结对扰动发展的相对重要性。 在第二部分中,进一步求得了考虑风速垂直切变影响后的非线性对流运动方程组在边界热源作用的解,对解的数值计算表明,由于风速垂直切变的作用,对流流场的结构与静止大气中的情况不同,不再是轴对称的,而主要由两个顺时针流动的涡环组成,这种流场结构,与一般移动的雷阵雨云中的流场结构很相似。     

海陆分布对于大气环流的地形与热力的影响

关於海陆分布对大气环流的影响,有两派意见.一派著重於热力的影响,另一派则着重於动力的影响.对海洋而言,在冬季大陆可以看作冷源,在夏季则好似一热源.由於海洋上与大陆上受热不同的结果,冬季在西伯利亚可长期维持着一强大高压.关於冬夏季风的产生,一般也都认为是由於海陆受热不同的效果.     

论大气模式的设计

文中提出了设计大气模式的原则:包含有可能达到目的的有关制约大气过程的物理因子和物理机制;模式整体性质合理;计算稳定,精确;有合适的网格和分辨率;适当的计算域和模式各部分之间协调。并分别对它们进行了讨论。最后,特别强调了设计目的和模式的一致,还对各不同预报模式中所考虑的因子、物理过程的相对重要性进行了讨论。     

局地积云降水过程对云结构的影响

本文考虑了降水过程中水滴对空气的拖带作用和降温作用,并考虑到含水量变化时,由于水滴对空气拖带力的变化,而对垂直运动产生的反馈影响,导出了局地积云的运动方程、热力方程和含水量方程,并由此研究在降水过程中云中空气垂直运动、云内外温差和含水量结构的变化。计算结果指出,局地积云在降水过程的影响下,云中空气的垂直运动、云内外温差和含水量都要明显变小,并且很快地由下向上逐渐出现下沉运动,云也由下向上逐渐消散。计算结果与实际观测现象是基本相似的。本文共做了五个不同条件的个例数值计算,并由此分析比较了不同降水强度、不同稳定度、不同云中初始条件和不同云外环境所起的不同作用。     

南京雨量日变化之分析

南京每小时雨量纪录始于民国十七年岁首,终于二十六年十二月,为期不足十年,而民国十七年一年之中,观测地点尝有迁移,实际完整之纪录仅八年,今为统计方便计,断自十九年,迄于二十三年, 虽为期甚短不规则之变化,未能尽行消除,然高低之所在,已跃然于纸上矣。以五年各小时平均总量而论,最高点在下午六时,次高点在上午八时;最低点在正午,次低点在子夜后一时,二低点雨量之差甚微,最高点与次高点则相差22粍之多,全日较差即最高点与次高点之差为44粍,各季平均之雨量日变化大致亦与年平均者相似,惟最高与最低