十万大山地形高度对降水的影响

利用十万大山地区低空为偏南气流影响下的多次降水过程自动站雨量资料和地形高度资料,分析了十万大山降水的分布特征.结果表明:十万大山的地形高度常足以使南来暖湿气流爬升到其最大降水高度以上;海陆表面摩擦系数的差异及十万大山地形的阻塞作用而在十万大山南麓形成的"空气堆",使该地产生了"超前降水现象".     

北太平洋中部阻塞高压形成的若干问题

本文对Lorenz二层准地转β平面低谱湿模式作了改进,并用改进的模式实施了五组积分时间大于75个模式日的试验。模式含有:辐射、感热、水汽相变、水份循环、垂直稳定度的变化、垂直内摩擦、地面摩擦、地形、陆面热量平衡及海陆差异。试验结果表明:地形强迫下基波与谐波的非线性作用以及包括湿过程在内的流场与加热场的非线性调整,与北太平洋阻塞高压的形成,之间存在着密切的联系。模拟出来的北太平洋中部阻塞高压,与Charney和Straus提出的阻塞高压平衡态相比更加接近于实际大气的阻塞现象。     

青藏高原地形重力波拖曳的初步分析及数值模拟研究

针对目前对青藏高原大地形激发的重力波拖曳相关问题还不十分清楚,在GRAPES_Meso模式中引入次网格地形重力波拖曳参数化方案,通过数值试验初步研究了青藏高原地区次网格地形重力波拖曳的一些相关参数,结果指出:(1)沿30°N地形重力波拖曳的垂直分布显示,阻塞拖曳主要存在于模式的低层(第1—5层),重力波拖曳主要存在于模式的第5—10层;从水平分布看,模式第3层以阻塞拖曳为主,主要位于青藏高原边缘地区,阻塞拖曳大值区沿喜马拉雅山脉走向和青藏高原东坡;模式第5层以重力波拖曳为主,主要位于青藏高原东部地区和云贵高原的北部边缘。(2)弗劳德数和气流绕流高度分析表明,在青藏高原喜马拉雅山脉一带和高原东部边缘地区,气流爬坡能力强,同时在这一地区绕流高度最高;弗劳德数越大的地区绕流高度距离地表越高。(3)采用次网格地形重力波拖曳参数化方案后,对于低层和高层地形重力波破碎的发生有更准确的描述,地形重力波是向上垂直传播的。(4)个例和批量试验检验结果表明,采用次网格地形重力波拖曳参数化方案对于风场和降水模拟有正效果,提高了模式预报的准确率。     

阳江复杂地形对特大暴雨影响机理的数值研究

采用中尺度天气预报模式WRF (Weather Research Forecast)对广东省阳江地区2019年5月26日00时—28日00时暴雨事件进行数值模拟,并通过一系列的地形敏感试验,讨论地形对暴雨发生和发展的影响。结果表明:地形对暴雨的影响显著,地形的高度影响暴雨的强度和位置;与未作任何改变的控制试验相比,地形降低试验和细网格地形高度取平均试验无山脉的阻挡,阳江地区无爬流和绕流运动及相对涡度减小,南风将低层水汽和能量带到更北的位置,暴雨中心随之北抬;增高地形试验,由于山脉阻挡,更多水汽和能量堆积,以及地形的阻挡产生绕流和爬流运动,绕流有利于局地涡旋生成,爬流运动会增加垂直运动速度,正涡度中心增强,低层的水汽辐合上升凝结,造成更大暴雨。      

海陆对比和地形分布对气候影响的数值模拟

本文利用ｐ－σ混合座标系球带模式，模拟了海陆对比和地形分布对气候特征的影响。文中首先讨论了模式模拟场的统计特征，表明模式的性能稳定，在相同的海陆对比和地形分布时，７个月平均气候态彼此接近，其方差比初始场的还要小。然后，着重讨论了气候模拟场中海陆对比和地形分布的作用，指出海陆对比和地形分布主要通过热力作用影响大气，并且前者比后者对大尺度气候模拟场的影响更大。     

海陆地形对夏季温度场的影响

本文研究了海陆及大地形对温度纬圈距平场的影响。研究指出夏季亚欧大陆及青藏高原所在的北半球东半部是全球各半球中最暖的半球,海陆地形对温度场的直接影响,因海陆地形的大小而不同,范围和强度以地面为最大最强,然后随高度减小,在300—200毫巴出现一个第二大值带。这是由于地面感热加热和降水潜热加热作用不同所造成的。夏季高原大地形加强了陆地的加热作用,影响范围远远超过了地形本身。另外,也讨论了高原季风的问题。     

北半球冬季阻塞过程的数值模拟及控制性试验

本文采用一个低分辨率的准地转两层谱模式,考虑了实际的地形及加热场分布的强迫作用,对北半球冬季阻塞过程进行数值模拟。模拟结果较好地说明了大西洋及乌拉尔地区一次阻塞过程的具休特点。在此基础上又进行了一系列控制性试验,以探讨纬向不对称热力强迫及地形强迫在阻塞过程中各自所起的作用,以及强迫源强度对阻塞位置、强度、维持时间的制约作用。     

基于WRF模式的三峡地区局地下垫面效应的数值试验

基于WRF模式,在模式下垫面中嵌入长江水体以及改变地形高度,研究了三峡地区长江水体和局地地形在有降水和无降水事件中的局地效应.结果表明,在有降水事件中,水体下垫面为降水提供了局地水汽,同时在局地喇叭口和峡谷地形动力强迫作用下,近地面河谷风增加,偏南气流携带水汽北上,三峡地区下游段在峡谷地形的"狭管"效应作用下,河谷风偏...     

地形与热力共同作用下超长波的非线性平衡态与阻塞形势

本文采用高截断的谱分解方法,得到了在地形及热力和地形共同强迫作用下超长波的非线性平衡态解,并讨论了其稳定性。理论模式所得到的阻塞型平衡态在流场型式、高压位置及稳定性等方面反映了实际阻塞形势的主要特点。由于平衡态是解析地求得的,还引申出一些有关阻塞动力机制的讨论。     

欧洲地区夏季热浪的特征及其与阻塞环流的联系

选取了一个热浪指数,利用地面2 m气温场和500 h Pa位势高度场的美国环境预报中心和国家大气研究中心(NCEP/NCAR)再分析资料,通过聚类分析发现欧洲大陆容易产生6类热浪:西欧型(WE)、俄罗斯型(RU)、东欧型(EE)、斯堪的纳维亚半岛型(SC)、北海型(NS)、伊比利亚半岛型(IB);这些热浪事件都与欧洲大陆阻塞的位置有关。同时我们发现这6类热浪发生的频率出现明显的年代际变化,特别在20世纪80年代以后欧洲大陆热浪发生频率明显的增多趋势可能与欧洲大陆增暖背景有关,而欧洲大陆热浪发生频率的年代际变化可能是夏季北大西洋涛动(NAO)的年代际变化的结果。夏季NAO偶极子通过欧洲地区的阻塞异常对欧洲大陆气温有重要的调制作用。当夏季NAO指数处于正位相阶段时,欧洲大陆容易产生高纬度热浪,反之则容易产生低纬度热浪,并且欧洲大陆增暖趋势并不影响NAO对欧洲气温的调制作用。同时还发现:大西洋夏季NAO事件可以是欧洲热浪发生的前期条件,欧洲大陆阻塞异常落后于NAO事件1~5 d,其中IB型和WE型与NAO同期相关,其余4类型热浪对应阻塞落后于NAO 4~5 d。另外,也发现大西洋—欧洲大陆定常波列正距平的位置通过对欧洲阻塞的影响,而影响欧洲热浪发生的频率和位置。     

海陆分布和地形对1998年夏季风爆发的热力影响

应用1980－1995年5天平均的CMAP降水资料、美国NMC850hPa风、卫星反演的向外长波辐射（OLR）和上部对流层水汽亮温（BT）等资料分析比较了南海夏季风爆发前后的基本特征。结果发现：BT能够反映南海夏季风的爆发及其与周围地区降水的关系，但局地降水信息的反映不够具体；OLR能够比较好的反映热带海洋上的降水，但陆地上的低值OLR可能受到地形的影响，仅仅850hPa风场不能完全确定夏季风的爆发。南海季风转换区域定义在南海的中北部比较合适，这是因为南海夏季风爆发前就存在着长年位于南海南部的带海洋对流性雨带；南海夏季风爆发后西南季风气流和季风雨带从印度洋经孟加拉湾和南海伸向西北太平洋，开始了南亚和东亚夏季风的爆发过程。     

Numerical Modelings of the Climatic Effects of the Land-Sea Distribution and Topography

The effects of the land-sea contrast and the topography on the climatic properties are simulated in this paper by use of a p- σ incorporated coordinate system model in a zonal domain. In this paper we firstly discuss the statistical features of the model and find that the capability of the model is stable, with the same land-sea distribution and to-pography seven monthly mean climate states are close to one another, their variance is even less than the initial one. Secondly, we focally discuss the effects of the land-sea contrast and the topography on the modeled climate fields, It is pointed out that the land-sea contrast and the topography influence the atmosphere mainly through the heating ef-fect and the former has larger influences on the simulated large scale climate fields than the latter.     

非对流云的观测事实及其对大气环流模式设计的意义

通过非对流云的气候资料分析和个例分析表明：(1)非对流云有季节变化,也随海陆分布的不同而变化,还与大气三圈环流及季风等密切相关。由于它们的相关性,在大气环流模式(GCM)中对非对流云的模拟必须与提高模式其他部分的模拟能力相辅相成。(2)产生于中高纬度大范围上升气流的非对流云,由赤道辐合带积云对流所致的高空赤道地区的卷云与卷层云和形成于副热带冷海水上空的层云与层积云是新一代大气环模式显式预报的3类主要非对流云。这3类非对流云均是大尺度的,GCM的网格能显示分辨,但在垂直方向如何提高GCM的分辨率问题仍是一个有待研究的问题。(3)在GCM中如何模拟冷海水上空的层云和赤道ITCZ所对应的大范围卷云和卷层云是十分困难和必要的。(4)通过对东亚及西太平洋区域非对流云系的个例分析,可以认为在新一代大气环流模式中,应显式预报行星大槽及赤道辐合带所对应的非对流云系。在模拟这些非对流云系时,应考虑它们的生消过程、平流过程与辐射过程。由于一段时间内大气环流模式尚难以分辨锋面与α中尺度的气旋,因此有必要在GCM中参数化这些系统,或采用更小的网格距。至于对非对流云所对应的降水参数化问题的研究,需要进一步的观测为基础。     

THERMAL INFLUENCES OF LAND-SEA CONTRAST AND TOPOGRAPHY ON SUMMER MONSOON IN 1998

In this work, the SCSMEX data are used to diagnose and compare the local land-sea thermal conditions, with the focus of discussion on possible influences of thermal forcing of the western Pacific and the Tibetan Plateau on the onset and development of summer monsoon in 1998. Results show a close relationship between the distribution of the heat sources and the land-sea contrast. Due to the blocking effect of terrain, main maximum zones of the heat sources in areas with more evident north-south land-sea contrast are more obviously southward located than those exclusively with oceans. The surface heating is characterized with apparent seasonal variation and difference between land and sea. The relationship between the western Pacific and the onset of summer monsoon is reflected in the variations of the sea surface temperature (SST) and the latent heat. The influence mechanism of the Tibetan Plateau during the summer monsoon is different: it is dominated by sensible heating during the South China Sea monsoon and by condensed latent heating during the Indian monsoon.     

气候变化中下垫面作用的数值模拟

本文利用一个三维数值模式,对下垫面在气候变化中的作用进行了数值模拟.共做了两个均一土壤下垫面试验和一个非均一土壤下垫面试验.结果表明,东半球夏季季风气候区的基本气候特征,主要是由海陆分布和大地形的影响所产生.但是,细致的气候特征却受下垫面土壤物理性质和初始湿度的很大影响.而且,通过环流系统的相互作用,除对本地区天气气候产生影响外,还会影响周围地区.非洲撒哈拉大沙漠的形成很可能是长期受到海陆分布及高原地形所造成的基本气候场作用的结果.     

Effects of Land-Sea Distribution, Topography and Diurnal Change on Summer Monsoon Modeling

Ｅｆｆｅｃｔｓ　ｏｆ　Ｌａｎｄ－Ｓｅａ　Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ，　Ｔｏｐｏｇｒａｐｈｙ　ａｎｄ　Ｄｉｕｒｎａｌ　Ｃｈａｎｇｅ　ｏｎ　Ｓｕｍｍｅｒ　Ｍｏｎｓｏｏｎ　ＭｏｄｅｌｉｎｇＷａｎｓＱｉａｎｑｉａｎ（ＮａｍｉｎｇＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＭｅｔｅｏ...     

NUMERICAL SIMULATION EXPERIMENTS OF THE IMPACTS OF LOCAL LAND-SEA THERMODYNAMIC CONTRASTS ON THE SCS SUMMER MONSOON ONSET

1INTRODUCTIONAmongdrivingfactorsfortheEastAsianmonsoonareplanetary-scaleland-seathermodynamiccontrast(e.g.betweentheEurasiancontinentandthePacificOcean)andsub-planetary-scaleone(e.g.betweentheIndochinaandtheSouthChinaSea).ItisovertheSouthChinaSea(SCS)andadjoiningareasthattheEastAsiansummermonsoonfirstbreaksout.ItthenadvancestotheregionsofEastAsiaandSouthAsia.ItisthereforenaturaltofindlocalgeographicandtopographiceffectsoftheSCSregionevidentlyshownontheonsetoftheSCSsummermonsoon…     

不同分辨率BCC_AGCM模式对东亚区域垂直云量的模拟

基于ISCCP(International Satellite Cloud Climatology Project)和NCEP(National Centers for Environmental Prediction)资料分析了BCC_AGCM2.1(Beijing Climate Center_Atmospheric General Circulation Model 2.1)和BCC_AGCM2.2模拟的云在东亚的垂直分布特点,并探讨了误差来源。两个模式大体上模拟出了总云量的分布形势,较好地模拟出了垂直方向上云量大值带随地形的变化特点,但模拟的总云量偏少。AGCM2.2模拟的云量整体上小于AGCM2.1,除复杂地形外AGCM2.2没有体现出高分辨率的优势。模式对中国东部环流场的模拟效果差导致模拟的云量偏少,尤其是AGCM2.2。模拟的对流层高层相对湿度明显偏大导致高层云量偏大。模式在近海面模拟的相对湿度偏小,四川盆地及周围地区冷季模拟的水汽含量偏少,因而模拟的云量偏少。模式云量对相对湿度的响应能力较好,模拟出了云量对垂直速度和稳定度的响应,但地区差异不明显。模式的云参数化方案中云与相对湿度的关系系数需要调整,应更利于云的生成。     

Study of the Optimal Precursors for Blocking Events

The precursors of dipole blocking are obtained by a numerical approach based upon a quasi-geostrophic barotropie planetary- to synoptic-scale interaction model without topography and with a localized synopticscale wave-maker. The optimization problem related to the precursors of blocking is formulated and the nonlinear optimization method is used to examine the optimal synoptic-scale initial field successfully. The results show that the prominent characteristics of the optimal synoptic-scale initial field are that the synoptic-scale wave train structures exist upstream of the incipient blocking. In addition, the large-scale low/high eddy-forcing pattern upstream of the incipient blocking is an essential precondition for the onset of dipole blocking.