非均匀下垫面大气边界层研究进展

总结了水平非均匀下垫面的大气边界层研究,指出干旱区的绿洲具有明显的“冷湿岛效应”,并可形成边缘逆湿和区域环流,而植被和水域的分布则显著改变了大气边界层结构．阐述了复杂地形下垫面对局地风场和小尺度环流产生的影响、城市热岛效应的产生及特点和城市中绿地和水体的微气候效应．比较分析了不同陆面参数化方案以及边界层气候模式,提出未来在热力与动力非均匀的结合、湿地下垫面的数值模拟、城市复杂下垫面参数化以及气候模式的耦合等方面尚需进行深入的研究．     

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...     

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.     

下垫面特征对一次短期天气过程影响的数值试验(Ⅱ)

在文献[1]工作的基础上,利用文献[1]的个例和模式,研究了局地区域下垫面特征的变化对自身及其领域短期降水和环流的影响,并探讨了可能的影响机理;最后比较了局地区域与大区域下垫面特征相同变化所致的影响差异。     

两类大气热机对大气环流型影响的数值试验

本文使用简化全球大气环流模式，研究大气环流型季节特征的成因问题。模拟了两类不同热机在大地形强迫背景下形成的环流型的异同之处，分析了两类热机对大气环流型季节特征的影响程度及其形成机理，从而得到关于大气环流型成因的较为直观、清晰的物理图象。     

夏季青藏高原雪盖对东亚大气环流影响的数值试验

采用钱永甫 模式和与颜宏模式嵌套，并引入修正的青藏高原雪盖下垫面上的反照率参数化，来研究理相民状态下青藏高原东部及南侧夏季有雪盖对东亚大气歪流的影响。／     

青藏高原植被下垫面对东亚大气环流影响的数值试验

采用Ｊ．Ｗ．Ｄｅａｒｄｏｒｆｆ（１）地表植被参数化方案，利用Ｐ－ａ原始方程５层模式（２），分析了青藏高原有植被和无植被两种不同下垫面情况下的大气响应，结果表明有植被下垫面通过增加向大气输送潜热通量，加强了高原上空的热低压，增强了高原北部的热成风，加强了高原南侧的季风环流，使青藏高原及我国东南地区的降水增多。     

浅水波耦合海气模式中海洋对大气影响的数值试验

本文在耦合海气动力学基础上,研制了一个全球浅水波耦合海气模式;并模拟 EL Nino型海温异常;作了耦合系统对两种强度异常海温响应试验。通过与仅考虑大气系统动力变化的AGCM模拟试验比较,揭示了热带海洋和全球大气之间海气相互作用在气候系统的演变中起到十分重要作用。热带海洋和全球500百帕大气平均环流在AGCM与COAGCMs中均存在明显变化。尤其是强的EL Nino信号出现时大气环流中通常为东风气流控制下的亦道地区在印度洋及其北侧出现西风,南半球的付热带西风显著加强。热带地区风场与SSTA响应明显,较高纬度也受到影响。     

青藏高原冬青季雪盖对东亚夏季大气环流影响的数值试验

利用ＩＡＰ ２－Ｌ ＡＧＣＭ进行了青藏高原冬春季雪盖异常对东亚夏季大气环流，加热场和降水影响的数值试验，结果表明，该影响十分显著，持续性很强，当高原冬春雪盖异常增厚、范围扩大时，夏季高原地区及我国北方５００ｈＰａ位势高度降低，南方变高，西太平洋副高减弱，大气对雪盖常的响应呈明显的波列特征，我国北方大部地区土壤温度降低，南方土壤温度升高，夏季各月降水异常分布形势并不完全一致，但与同期５００ｈＰａ高度     

局地环流与大气边界层湍流相互作用的数值研究

本文建立了一个二维定常大气中尺度数值模式，并用该模式讨论了由下垫面粗糙分布非均匀（局地动力强迫）和温度分布非均匀（局地热力强迫）而产生的局地大气环流与大气边界层湍流的相互作用。结果指出：下垫面存在温度分布非均匀时运动方程中的湍流交换项与水平气压梯项一样可促使局地热力环境的形成，由粗糙度分布非均匀强迫产生的局地环流与由下垫面温度分布非均匀强迫产和的局地热力环流间的非线笥相互作用是通过湍流交换实现的。     

正压大气波动准共振的数值试验

利用准地转正压涡度方程全球谱模式，以对三个行星波准共振相互作用作了数值试验，取两类准共振波矢：（１）Ｋ１＋Ｋ２＋Ｋ３＝０，ω１＋ω２＋ω３＋△ω；（２）ｋ１＋ｋ２＋ｋ３＝０，ｌ１＋ｌ２＋ｌ３＝△ｌ，ω１＋ω２＋ω３＝０，分别积分９０ｄ，得到了一些重要结果：（１）纬向波数ｋ＝１，２，３的三个行星波存在着较强的波－波相互作用；（２）由于波波相互作用，这三个行星波存在着周期为２０－４５ｄ左右的低频振荡，     

极地海冰异常对我国夏季大气环流和降水影响的数值研究

利用全球大气环流谱模式分别进行了南极和北极海冰面积异常偏大和偏小的数值试验，对６－８月的结果进行了对比分析，讨论了极地海冰异常对我国夏季大气环流和降水的可能影响。结果表明，南极或北极海冰面积异常偏大，则我国夏季风变弱，特别蝇使得南亚高压、西北太平洋副热带高压等减弱。南极海冰面积偏大使得我国黄河－长江－带地区降水减少，北极海冰面积偏大，造成我国东部地区的降水量有所减少，模拟结果与统计分析相一致。可同     

北半球大气环流对北极海冰异常响应的数值试验

本文利用全球9层15波谱模式,模拟了北极海冰后退期持续异常对北半球大气环流季节变化的影响。结果表明:这种影响是明显的,它遍及近地面层,对流层和平流层等各层;波及极地——高纬——中纬——低纬整个北半球;既有同时的,又有滞后的,且还具有季节变化等特点。     

城区下垫面特征对成都地区一次暴雨过程影响的数值模拟

利用NCEP/NCAR再分析资料对成都地区的一次区域性暴雨过程进行了诊断分析,并利用WRF模式对暴雨过程中城市下垫面的可能影响进行了敏感性试验。结果表明,WRF模式能较好地模拟出这次暴雨过程。改变城区下垫面特征后,与控制试验相比,敏感性试验的暴雨落区变化较小,强降雨中心面积有所增加,对四川盆地东部丘陵山区的温度增加影响...     

青藏高原冬季雪盖增大对夏季东亚大气环流影响的数值试验

利用二维非线性能量（Ｅ－ε）闭合的边界层数值模式,研究了中纬度地区海岸日间局地海风环流的特征,并对不同海风特性条件下的ＴＩＢＬ高度廓线用幂指数关系进行了数学拟合。对大量的数值试验结果分析表明,ＴＩＢＬ廓线幂指数（α）的取值与海风特性有关,其大小在０．４－１．１之间,α＝０．５只在海风充分发展时的陆上适用,文中还给出了不同海风发展程度（阶段）下的α取值。     

南京地区城市下垫面特征对雷暴过程影响的数值模拟

本文选取2011年7月23日发生在南京的一次雷暴个例, 利用中尺度数值模式WRF(Weather Research and Forecasting model),耦合Noah/UCM,并采用NCEP FNL 1°×1°每日4次的全球分析场资料作为初始场及南京自动站观测数据等,对南京地区城市下垫面特征对雷暴过程的影响进行了数值模拟。结果表明:模拟的雷暴发生发展过程与该地区城市下垫面有着密切的联系。首先,雷暴发生前期,南京地区热岛效应明显。其次,城市上空的感热通量较高,结合城郊下垫面热力差异造成的城市热岛环流,加强了城区的辐合上升,为雷暴的形成提供了重要的抬升作用。城市下垫面扩张,使其上空边界层高度相应提升,垂直混合高度增加,有助于对流云的发展。此外,城市下垫面加强了大气低层的扰动位温,为雷暴提供了不稳定的层结条件。最后,城市地表较大的粗糙度使雷暴降水在城区低层的迎风面一侧明显增强。     

两种强迫热源对夏季北半球大气低频环流影响的数值试验

利用ＩＡＰ２－ＬＡＧＣＭ模式，做了热带西北太平洋对流层中上层两种强迫热源，对北半球夏季大气低频环流影响的数值试验，结果表明，不同热源可激发出明显不同的遥相关型，与之相联系的低频系统也不同。