复杂地形对西南低涡生成和移动影响的数值试验分析

为探讨四川盆地周边复杂地形对西南低涡发生发展以及移动的影响,利用NCEP 1°×1°再分析资料和中尺度非静力平衡模式WRF V3.4.1,对2010年7月16日至18日发生在四川盆地的一次西南低涡暴雨过程进行了再现模拟(控制试验)以及降低盆地周边不同地形高度的3组敏感性试验。结果表明,控制试验模拟出的西南低涡位置和强度与实况基本吻合。秦岭、大巴山山脉对西南低涡的形成不具有决定性影响,但对西南低涡的维持和发展具有非常重要的作用;横断山脉、云贵高原对西南低涡的生成位置、强度以及移动路径均很重要;青藏高原大地形对偏东气流的阻挡而产生的绕流有利于西南低涡的生成,对西南低涡的移动也有重要影响。除西南低涡以外,四川盆地周边地形所产生的一些局地小低涡的现象也值得关注。     

西南低涡的一些基本事实及初步分析

本文统计了1970～1989年20年西南低涡生成的资料,得到了西南低涡生成的月际和年际分布的其本事实。在此基础上分析了生成低涡的500hPa环流背景和九龙涡生成的地理环境,试图揭示西南涡生成的机理,最后,文章利用非热成风适应原理,对低涡生成机理进行了理论分析。     

西南低涡结构及潜热加热分析

本文通过对一次西南低涡暴雨过程进行诊断分析,讨论了西南低涡的结构及潜热加热对该低涡的影响。指出:在西南低涡发展过程中伴随着低层辐合、上升运动以及水汽通量辐合的加强,此时潜热加热的垂直分布有利于低涡发展;水汽辐合最强超前于西南低涡最强盛阶段。     

一次西南低涡过程的地面场中尺度分析

本文运用带通滤波分析方法,对四川省1981年7月由西南低涡等天气系统引起的大暴雨过程作了地面气象要素场的中尺度诊断分析。结果表明,带通滤波后的场具有明显的中尺度特征,其中一些物理量场的适当配置与6小时后的暴雨中心有较好的对应关系。说明了此带通滤波方法在实际业务预报中具有一定的使用价值。     

摩擦作用对西南低涡扰动的影响

西南低涡是对流层下层的中尺度扰动。本文在零级近似条件下,采用p坐标系的基本方程组,在边界层内设计两层模式。通过一定的简化方程组后,得到:当Z≤1/2[kL~2/(μ~2Knu~*)] 时,摩擦效应具有二重性,一方面使扰动减弱;另一方面使扰动增强,而前者的影响略大于后者,最终使扰动消失。频率随高度Z的降低而增加。当Z>1/2[kL~2/(μ~2Knμ~*)]时,摩擦作用甚微,几乎可以忽略不计。频率虽然有两个值,但随高度Z的增加,他们趋于一个常值。     

对流层中上层环流耦合对西南低涡发展的影响

本文采用简单的二维模式,在绝热条件下,讨论了当空气对流运动空间分市不均匀时,对流层上、中层与低层环流的耦合和相互作用,对西南低涡的维持和发展的影响,得到一些有益的结论,且与天气事实基本相符。     

高原低涡结构特征模拟与诊断的初步研究

利用二重嵌套的非静力中尺度数值模式MM5对2005年7月28—29日的一次高原低涡过程进行了数值模拟,并利用模拟结果对此次低涡的结构进行了初步分析。结果表明．-MM5模式对此次低涡过程有较好的模拟能力,模拟出的位势高度场分布和涡度场结构与实况基本吻合。此次高原低涡具有同热带气旋相似的涡眼（空心）结构和暖心结构。在流场上,高原低涡在涡眼区下层表现为辐散下沉运动,上层为辐合上升运动;而在涡心四周下层表现为辐合上升运动,上层为辐散下沉运动;在涡度场上,高原低涡下层为正涡度区,上层为负涡度区。     

高原低涡结构特征模拟与诊断的初步研究

利用二重嵌套的非静力中尺度数值模式MM5对2005年7月28—29日的一次高原低涡过程进行了数值模拟,并利用模拟结果对此次低涡的结构进行了初步分析。结果表明：MM5模式对此次低涡过程有较好的模拟能力,模拟出的位势高度场分布和涡度场结构与实况基本吻合。此次高原低涡具有同热带气旋相似的涡眼（空心）结构和暖心结构。在流场上,高原低涡在涡眼区下层表现为辐散下沉运动,上层为辐合上升运动;而在涡心四周下层表现为辐合上升运动,上层为辐散下沉运动;在涡度场上,高原低涡下层为正涡度区,上层为负涡度区。     

5、6月份西南低涡云系的云滴特征

本文根据飞机探测的云物理资料,分析西南低涡云系的云滴特征,并与切变云系的微结构特征作了对比分析。指出:西南涡云系和切变云系的平均谱都是单峰谱,两者的差异不大。两类系统自身的强、弱云系之间,在谱宽、平均滴直径、滴浓度及其分布等方面都存在明显的差别。     

一次西南低涡过程中强降水云系的特征分析

为了方便研究西南低涡伴随产生的云系空间特征,尝试使用TRMM卫星数据,结合NCEP再分析资料和常规观测资料,对2010年7月23日至24日发生在四川盆地内的一次西南低涡过程进行分析。结果表明,23日18Z受高原涡和台风的气流影响,四川盆地处于"鞍"型气压场内,西南低涡在该地区产生,至24日18Z有强降水在绵阳至广元一带出现。在这过程中,低层的偏南气流补充和水汽辐合倾斜上升,对低涡有加强作用。研究强降水产生时刻西南低涡降水云系的水平、垂直特征,显示云系发展出中尺度对流复合体,云系东南侧对流较强,并与云顶亮温梯度递减大值区、水汽辐合中心和对流云降水区三者相关。强降水云系顶部窄小,中部宽大,5km至近地面表现为倒梯形结构。低涡云系7至5km高度层对应层云上部的弱回波区,亮温-72℃的云系在7-10km高度包含有大量冰粒子。不同云顶亮温的云系内,最大降水率呈现三段阶梯状分布,亮温-68℃的云系表现出集中化和接地的特点,亮温-68℃至-60℃的云系在5km以下垂直分布均匀。云顶亮温越低,其内部最大降水出现的高度越低,且平均降水高度同最大降水出现高度的差距越大,西南低涡云系垂直特征与热对流有不同,低涡出现时需要关注云顶亮温-60℃的对流云。     

冬半年青藏高原低涡发生发展的天气学分析

本文针对冬半年高原低涡几个不同源地的低涡生成背景,着重分析500hpa环流场,指出:地形对低涡生成是非常重要的条件,但一定范围内有利的环境流场也是低涡生成不可缺少的外部条件。并给出了不同涡源区有利于低涡发生,发展的500hpa环流形势。     

地壳形变与密度变化耦合运动探析

为整体解释现代大地测量数据,提出了地壳变形与密度变化耦合运动的基本思想;分析了地壳变形与密度变化耦合运动的基本理论;导出了由地壳形变与密度变化耦合运动引起的重力时间变化一般严格公式。     

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利用非连续变形数值方法研究块体运动及其应力场初探

依据非连续变形数值分析方法 (DDA法 )的基本理论 ,提出利用地壳形变观测资料解算块体运动及其应力场的“位移载荷法”,给出了相应的计算公式。根据断裂分布格局建立华北不连续块体模型 ,利用经过重心基准变换的华北 GPS网观测资料计算了块体的运动方向 ,结果与观测资料比较吻合 ,块体视应力场的计算结果反映了本区的应力场状况。初步研究表明 ,DDA是一种值得进一步深入研究的新方法。最后对存在的问题和应用前景作了阐述。     

加权方差分析及其在地壳垂直运动中的应用

经典最小二乘准则下的方差分析要求观测值的正态随机误差之间是相互独立的，而实际遇到的测量数据经常并不满足这一条件。为了从广泛意义上更科学地研究和应用方差分析这一理论，提出了加权方差理论，导出和论证了相应的公式，并以实例讨论了它在地壳垂直运动分析中的应用。     

广西东南及西南部中生代火山活动旋回划分

桂东南和桂西南地区中生代三叠纪和白垩纪的火山活动活跃。近年来通过对这些火山岩研究，根据目前普遍采用的火山活动旋回划分的基本原则，将该地区中生代火山活动划分出上、下２个火山岩系，４个火山活动旋回