浙江天目山背风坡对流触发个例的对比分析

针对夏季副热带高压背景下浙北天目山附近的强对流天气个例,利用中尺度实况资料,分析了天目山对触发对流的作用。结果表明:浙江省夏季位于副热带高压边缘时,低层处于西南背景风时,在低Froude数条件下,气流经过黄山、天目山后在背风侧形成一段辐合线,在有利的热力条件配合下,容易触发对流。山地的热力强迫作用使地形上空新生了很多积云,积云分布基本与地形一致。同时,天目山背风侧出现一条积云线,其形成的原因是天目山背风侧辐合线的辐合抬升作用。背风侧辐合线尺度有几十千米,方向随环境风向转变。对流触发的位置位于这条辐合线上靠近山地的一端。这可能是由于山地热力强迫作用产生的积云移到辐合线上继续发展产生对流云,即山地的动力和热力作用共同触发了对流。     

地形云

地形云(orographic cloud)是指潮湿空气经地形抬升至饱和而形成的山地云.气象出版社2012年出版的《英汉汉英大气科学词汇(第二版)》收录了该词条并翻译为地形云. 由上坡风形成的云通常为层状云,由山地上升气流引起的多为荚状或波状云,而由热力作用,例如热源抬升或背风面辐和效应,形成的则多为积云.     

观测问题三则

(一)山丹的地形群山环抱,常常形成当地规律性的云天变化。夏日晴朗的白天,日出后2—3小时,被阳光加热了的空气受地形抬升作用,在山顶凝成积云。午后对流加剧,这些积云便发展成“一幢幢高楼大厦般”的浓积云或积雨云。若无外来天气系统的影响,一般仅在山顶附近变化而很少移动。及至娇阳西斜,对流开始减弱时,积云顶部则     

临汾地区雷暴的一种预报方法

关于积云的理论研究和实际观测指出,积云发展的主要能量来自大气的静力不稳定度.实践证明用气块法表示大气不稳定度来作积云发展和雷暴天气的预报,往往失败,其原因是因为影响积云发展和产生雷暴天气的因素很多,除了特定地形、天气形势下的辐合辐散、锋面和中小尺度系统外,在积云生成和发展中,还有湍流、云外补偿性的下沉气流以及挟卷作用等,但在目前全面地去考虑或计算它们的影响有一定困难.     

一个同时采用两种地图投影坐标系的大气环流模式

为了进一步研究高原和山地对大气环流的热力和动力作用,我们设计了一个九层的全球原始方程模式.模式中除考虑了地形作用外,还包含了太阳辐射和地、气的长波辐射、大尺度凝结和积云对流等因子的影响.为了能继续采用有限差分近似,并且既能较好地描述中高纬地区的环流状况,又不影响对低纬地区环流的模拟,本模式同时采用了两种地图投影坐标系(麦卡托投影用于中低纬地区,极射赤平投影用于高纬区).文中给出了冬季海平面气压、风场、降水分布和垂直环流的模拟结果,并把它们与观测值作了比较.     

云雾物理和雨量预报

日本驹林诚研究了日本海沿岸的暴雨和大雪,认为从海上移向陆地的降水单体的性质影响降水量的大小,在判别这个问题时考虑了云物理的作用。驹林诚从两方面来考虑云物理的影响。一方面是从云底到云的中部,另一方面从云的中部到云顶。驹林诚发现,从日本海进入北陆地区的积云,在到达能登半岛海拔600米的山地时,有时能保持积云的形状,好象这里没有山似的过去了。有时积云象被山“绊倒”了似的,突然云形崩溃,转化成不完全的     

用遮蔽图法确定不规则地形的日照时数

地形对小气候的影响,主要表现在两个方面。一是周围地形的遮蔽作用,造成太阳照射时间和辐射强度与平坦地形不一样;二是地形对气流的影响,使不同地形的热量、水分收支有差异。结果,地形差异形成了山地、丘陵地带多种的、特殊的“立体气候”。     

MM4模式积云参数化方案的改进和检验Ⅱ：改进模式的检验试验

为了检验用Fritsch-Chappell积云参数化方案改进的MM4模式^[1]对梅雨锋暴雨系统的模拟能力，初步确定该模型的稳定性，可靠性，用不同的侧边界条件，地形条件，行星边界层参数化方法进行了模拟试验，并将模拟结果与采用Kuo-Anthes积云参数化方案的模式模拟结果分别进行了比较，结果表明，改进模式对高度场和降水的预报均有改善，并能预报出一些细致特征，此外，改进模式对侧边界条件和地形极为敏感，而对行星边界层参数化方法的敏感性较弱，因此在模式侧边界条件选取和地形处理方面应十分谨慎。     

冷水面对积云的影响——数值试验

采用二维平面对称暖积云模式研究了夏季午后水面对移行过境积云的影响.讨论了过冷水面积云发展演变过程、流场结构和雷达回波结构.试验中考虑整层均匀环境风,并对水陆温差进行了适当处理.计算表明,冷水面对过境积云的影响表现在两个方面:水陆环流辐合上升运动使移近水面的积云受到一定程度增强;水陆环流的下沉运动和冷变性气层的共同作用使积云移入水面后发展受抑,强度减弱.受冷水面作用后的积云流场和液水场均发生很大变化,有些积云移过水面后可以重行增强.     

不同地形下积温与海拔高度的关系

热量的空间分布主要受纬度、大气环流、地形、地势以及下垫面性质等因素的影响。山地垂直气候还受边界层逆温的影响,即山地暖层作用。我省地处青藏、黄土、蒙古三大高原的交汇地带,山地高原广布,地形复杂多变,使我省各界限温度的积温呈现出被地形分割的条块相间、大小不等的分布区(图略),积温等值线与地形等高线趋势基本一致。说明我省积温分布虽与纬度高低有一定关系,     

遵化暴雨的地形因素

一、前言 我们从观测事实中得知,在同一影响系统控制之下,相邻各站的雨量是不同的,甚至在同一县境之内,各雨量点的降雨量也有显著的差异。这反映出地形对降雨有一定的影响。我县是河北省两个多雨中心之一,它所处的燕山山地对暴雨的影响如何,是我们探讨的一个重点。本文通过分析我县地形对降雨的各种作用及计算地形雨,试图说明燕山山地对暴雨的增幅作用。     

两种积云对流参数化方案对1998年区域气候季节变化模拟的影响研究

利用区域气候模式RegCM3,选择Kuo-Anthes积云对流参数化方案和基于FC80假设的Grell积云对流参数化方案,对1998年东亚气候分别进行年尺度模拟,模拟结果对比分析表明:在春、夏季转换时期, 两者模拟的降水形势差别较大, 对江淮、中南和华南地区的夏季降水量模拟差别最为明显。对流层上层模式变量和模式大气质量对积云对流参数化方案的选择不敏感, 而对流层中、下层模式变量对积云对流参数化方案比较敏感。不同积云对流参数化方案对8天时间尺度的天气系统模拟差别比较大。在积云对流比较活跃的夏季,不同参数化方案会导致模式大气出现不同的系统性偏差。由于模式在陡峭地形处动力过程计算方案存在缺陷,在高原与盆地的交界处,模式误差会产生明显的突变。     

地形对近地层风场日变化影响的数值模拟

利用修改的Mass模式和辽宁地区的地形资料，模拟了地形加热作用对辽宁地区近地层风场日变化的影响。结果表明，渤海和黄海北部海域对辽宁地区近地层风场的影响起着非常重要的作用。由于海陆加热的不同，加热冷却速度的不同以及山地地形等可产生不同的流场日变化。     

暴雨过程中中尺度地形作用的数值试验

本文利用美国PSU/NCAR中尺度模式（MM4）对1991年7月4—5日浙西皖南山区的大暴雨过程进行了地形作用的数值模拟对比试验。结果表明，中尺度地形对强降水区的分布和强度有重要影响，强降水中心位于山地附近；地形的动力及屏障作用对气流有明显影响；山区的水汽和热量对静力不稳定亦具有相当作用。     

积云中云滴谱形成的数值模拟研究(二)——各种碰并过程、大气层结等的作用

本文利用已建立的一维非定常积云数值模式,分别研究了各种碰并过程、大气层结条件和吸湿性盐核的化学成分对积云中云滴谱形成的影响.计算结果表明,在各种碰并过程对积云发展前期云滴谱展宽的作用中,以重力碰并过程的作用最为显著,小尺度湍流的碰并过程则起到很重要的促进作用,它可以加速大云滴的增长,而电碰并过程的作用并不大.大气层结条件对积云中云滴谱的形成影响较大,而吸湿性盐核的化学成分对积云的宏观特征和微观特征都影响不大.     

丘陵山地总辐射的计算模式

本文根据对丘陵山地地形参数(平均坡向、坡度和地形遮蔽角)的数值模拟结果,应用试验观测资料,较详细地讨论了山地总辐射的理论计算模式。文中主要讨论了三个问题:山地总辐射理论模式的建立;模式参数的数值试验;模式在大别山南部局部地区的模拟结果及其分析。结果表明,山区总辐射受地形影响非常明显。本模式原则上适用于任何地区各种地形下总辐射的数值模拟。     

积云对流参数化对一次梅雨锋暴雨过程影响的模拟检验

应用1988年版日本谱模式JSM,对比分析了Arakawa-Schubert、Kain-Fritsch、Kuo-Anthes和Gadd-Keers等几种积云对流参数化方案在梅雨锋暴雨对流系统模拟中的表现.对1988年7月中旬日本九州地区一次梅雨暴雨的模拟结果显示,建立在多种积云簇作用平衡基础上、并刻划了积云内上升和下沉气流作用的Arakawa-Schubert方案表现最佳.结果同时显示,在模式积云对流与模式环境场的相互作用过程中,高质量的初始条件和积云对流参数化方案对理想的中尺度数值模拟都是非常必要的.     

下垫面物理过程在一次北京地区强冰雹天气中的作用

北京地区下垫面具有地形和城市边界层的双重性造成了天气变化的多样性.结合2005年5月31日发生的强冰雹天气个例,分析了下垫面物理过程在北京强对流天气中的作用.结果表明,山区的地形、城市边界层对雹云发生发展的不同阶段以至冰雹的落区、强度等都有相当大的影响.其中,此次降雹的初始回波是在西部山区地形的热力环流和动力强迫下局地触发的;城市下垫面热力作用形成的地面中尺度风场辐合线以及所造成的上升运动和能量、水汽的聚集,是对流回波在城市中心上空明显增强的主要原因;北部山区的喇叭口地形、西部山区的迎风坡抬升作用对局地强对流的发生、入境积云的发展亦有重要影响.     

关于积云对流对环境作用的述评

在研究大气运动时,往往按时间长短和范围大小分成不同的尺度。这是因为不同的运动尺度反映了不同的物理本质,也决定了该种大气运动影响的范围。这种分尺度研究运动的方法,有利于突出主要矛盾,搞清问题的主要性质。但是这种做法並不等于说不同尺度的运动相互之间是截然分隔而互不相关的,事实上,它们是互为条件而相互影响的。 首先指出积云尺度的运动能影响大尺度的是Riehl,Malkus,他们认为厚的积云对流在热带大气平衡中有重要作用,以后他们和Yanai讨论穿透积云塔在热带气旋的形成和增长方面的作用时指出,高层冷心涡旋转化成暖心结构,主要是积云中凝结潜热释放的结果,並且建议积云对流作为一个加热机制必须在大尺度运动中以参数化形式加以考虑。Charney,Eliassen考虑了边界层辐合,首先提出积云对大尺度运动作用的公式。Kuo认为,潜热对大尺度环流的作用主要是通过深厚的积云对流释放,而不是平均垂直运动产生的。他指出,积云在消散时,通过和环境空气混合,对平均大气的热和水汽平衡施加影响,而积云的产生量取决于大尺度水汽辐合和近地面的水汽向上输送。他在1974年     

复杂地形多尺度气流对城市大气污染影响的研究进展

复杂地形城市一般建立在山地、丘陵、沿海地带。复杂地形下的大气污染传输、扩散机制是一个复杂的问题。本文依据城市地形地貌将复杂地形归类为河谷地形、三面环山临海地形、盆地地形、马蹄型地形和峡口地形。结合国内外对这5类地形下城市污染物传输扩散及污染形成机制的研究成果,介绍了不同地理位置、不同复杂地形城市多尺度气流相互或交替作用的特点及其对污染传输扩散的影响,期望能够为其它复杂地形城市污染形成机制研究和大气污染防治提供一些借鉴。