潜热和惯性不稳定与气旋爆发性发展关系的数值研究

利用PSU／NCARMM5模式对1981年12月19日20时-21日20时一次太平洋西部气旋强烈爆发过程进行干过程和控制过程对比数值模拟试验，得出：潜热释放使对流层顶和等温面抬高，气流在高层上升冷却形成扰动槽，其适应过程使高层出现惯性不稳定。惯性不稳定总是伴随强惯性稳定区存在，两者产生的加速度场可形成高层辐合、辐散引起气旋加强以及降水加大，降水加强又使潜热进一步加大和扰动槽加强，从而导致惯性不稳定加剧。这种正反馈的过程有利于气旋的加深。     

海洋温带气旋爆发性发展数值试验

利用PSU/NCARMM4对5个西北太平洋温带气旋的爆发性发展进行了一系列数值模拟和敏感性试验,并对重要的物理过程进行了分析和诊断.采用相同物理过程及边界条件的控制试验成功地模拟出了主要的爆发性气旋加深率,为海洋爆发性气旋的业务数值预报提供了可能.敏感性试验获得了湿物理过程、能量频散、SST和海面能通量、日本岛地形及初、边值条件等影响气旋加深率的定量认识,分析表明水的微物理过程,特别是网格尺度的水汽凝结、未饱和层的云滴和雨滴蒸发,是气旋爆发性发展中最重要的物理过程;在高空200～300hPa层的云滴蒸发效应可能是形成相应层气旋中心非绝热冷却峰值的主要原因;由内在热力-动力学过程所决定的潜热释放比对流参数化任意规定的加热分布更接近实际并能产生更好的模拟结果;没有能量频散效应时可减小模拟加深的30%;海面能通量在初始时刻比在爆发性发展时更重要,不计初始时海面能通量将影响模拟加深约25%,而不计爆发性发展时的海面能通量,这种影响不及前者的一半;爆发性发展时的海面能通量呈不均匀分布并能诱导反锋面热力环流在局部抑制气旋的加深;大气模式对海-气边界层能通量交换的变化和海洋增暖产生了显着的热力学响.试验还得出了日本岛地形及初、边值条件影响的重要结论.     

气旋快速发展过程中潜热释放重要性的位涡反演诊断

本文分析了一次爆发性气旋过程中的位涡演变特征,揭示了凝结潜热释放对气旋人上工位涡柱形成所起的作用;通过数值求解位涡反演诊断方程定量诊断出气旋爆发性发展阶段,凝结潜热释放对低层降压和气旋式环流增强的重要影响。     

一次东海气旋爆发性发展数值模拟

在2006年6月1日发生在东海的爆发性气旋的天气学分析基础上,进行数值模拟,以进一步认识其爆发性发展的物理机制。结果表明:这次东海气旋的地面系统来自台湾岛附近的海上倒槽,在浙北沿海遇到高空比较深厚的低槽,大尺度高空槽通过槽前正涡度输送和槽前后冷暖平流对斜压不稳定的加强作用为气旋发展和维持提供有利的环境。同时,高空急流也通过其出口区的辐散和暖平流为气旋发展和维持提供有利的环境。中低层在舟山海域的强涡度平流的抬升作用产生降水,并通过水汽凝结引起潜热释放,进一步造成地面气旋系统的发展,此时气旋和降水形成正反馈机制。潜热释放被高空槽前斜压不稳定和急流出口区右侧辐散共同引起的上升运动激发后,对气旋的发展起着重要作用。     

爆发性海洋气旋生成的模拟与预报

1.引言近十年来,副热带海洋气旋的快速增强受到了气象研究单位的关注.Sanders和Gyakum(1980)把快速发展定义为地转地调整到纬度60°时气旋在24小时内加深24hPa以上.这个问题之所以引起注意,是因为以前的业务模式对这类气旋加深的预报,系统性地偏弱.与此有关的实际问题是爆发性气旋发展给航运带来的危险.科学上的议题是这类风暴是否与一般的气旋有动力上的差别.     

夏季陆地爆发性气旋的模拟与诊断分析

利用观测资料、FY-2C卫星云图和NCEP再分析资料,对2003年6月22—23日黄河下游的气旋爆发性发展过程进行天气学分析和中尺度数值模拟与诊断,研究这次爆发性气旋的发展特征。结果表明：河套高空槽东移与山东南部的切变线合并产生这次爆发性气旋。MM5数值模式可以很好地模拟夏季陆地爆发性气旋发展过程。夏季陆地爆发性气旋发生在与高度场气旋性弯曲相重合的高空急流出口区,气旋从急流出口区右侧向左侧行进的过程中爆发性发展。气旋爆发性发展需要高空有急流,低空有西南和东南风急流为其提供强的暖平流和水汽通道。气旋的爆发性发展伴随着上升运动强烈发展,上升运动区高层强辐散、低层强辐舍。气旋爆发性发展在高能场中,大气具有强对流性不稳定。     

在大西洋快速加强气旋试验期间海面温度分布对爆发性气旋生成的作用

1 引言许多研究者提出墨西哥湾流的暖水对气旋爆发性加深提供了必需的能量,这种爆发性加深是冬季在美国和加拿大东海岸附近的海面上一种经常观测到的海洋气旋生成时所特有的现象。可是,许多研究(Nuss 和 An-thes,1987;Kuo 和 Low-Nam,1990;Kuo     

陆地气旋爆发性发展的动力学分析和数值试验

利用中国地面加密自动站观测资料、北京地区雷达探测资料、NCEP（1°×1°）FNL资料、ECMWF ERA Interim（0.125°×0.125°）逐日再分析资料等,对造成2016年7月19-20日华北极端暴雨中的低涡系统发展演变的结构特征和加强机制进行了研究。华北地区这次特大暴雨过程出现了3个阶段降水,其中与低涡系统强烈发展对应的第2阶段降水是本次华北暴雨过程的主要降水阶段。针对该低涡的分析表明：（1）850 hPa以西南低涡为中心的低压带中,在河南西北部新生低涡系统,并且其在向华北地区移动过程中显著加强,该低涡系统在空间结构上,从倾斜涡柱逐渐发展成近乎直立的、贯穿整个对流层的深厚低涡系统;（2）中低层低涡系统快速发展过程与高低空系统构成耦合作用有关：低层低涡系统显著加强之前,对流层上层（300-200 hPa）首先出现高空槽异常加深并向南发展,该高空槽发展的开始阶段与其本身冷暖平流造成的斜压发展过程对应;而后,随着高纬度平流层高位涡沿等熵面向南运动,造成华北地区对流层上层涡度增强,形成正位涡异常区;当这一正位涡异常区叠加在对流层中低层锋区上空时,造成对流层中低层气旋快速发展并向下伸展,诱发河南西北部的新生气旋;低涡系统的发展进一步强化了低空暖平流,促使低空气旋向东北方向发展\     

用Zwack-Okossi方程对一次爆发性气旋的诊断分析

利用ＥＣＭＷＦ资料作初始场,ＭＭ４模式输出的结果和Ｚｗ ａｃｋ－ Ｏｋｏｓｓｉ方程作诊断工具,对１９８１年１２月２０～２１日生成在西北太平洋的一次爆发性气旋进行了数值试验和诊断分析。得到：气旋的爆发性发展主要是由正涡度平流和非地转场激发,其中涡度平流对气旋发展贡献最大,温度平流的影响则较小,两者主要是在对流层高层起作用,而非地转场则在对流层低层起主要作用。由水汽造成的非绝热加热对本次爆发性气旋的生成影响不大,积云对流潜热的反馈作用更小。另外次天气尺度系统对爆发性气旋形成贡献较小     

非纬向基流中爆发性气旋的数值研究

利用以MM4为基础的自适应网格模式,对1981年月12月20日20时-21日20时一次太平洋西部气旋强烈爆发的过程进行了数值模拟研究得出:(1)气旋强烈爆发的过程是非常短暂的,是非地转调整的结果;(2)气旋爆发过程中基流由西南风转为准西风;(3)基流的反气旋性弯曲和非热成风空间分布不均匀性与气旋的强烈爆发有明显的联系.关键词:自适应网格,爆发性气旋,非地转调整,高空急流.     

不同垂直加热率对爆发性气旋发展的影响

文章着眼于海洋温带气旋爆发性发展热力结构的影响效应问题。通过数值试验的结果表明，温带气旋发展状况对于垂直加热廓线分布具有突出的敏感性，若将垂直加热廓线“形变”，则可能导致海洋气旋的爆发性发展，并构成类似观测到的“气象炸弹”动力，热力结构，即“上干下湿”，“上冷下暖”的不稳定层结或“抽吸”结构，急流轴“断裂”形成的非地转偏差特征。从而揭示了垂直加热廓线特征在海洋气旋发展诸影响因子中的关键作用以及潜热释放分布与海洋气旋动力、热力结构形成的机理。     

不同暴雨系统中潜热反馈作用的对比研究

选择两种类型的暴雨个例用数值试验研究了不同条件下潜热反馈作用的大小，结果发现对于不同的暴雨系统，潜热作用差别很大，“６２６”（１９８６年６月２６日）京津冀暴雨中它使雨量增加约一倍，而“７５８”（１９７５年８月７日）河南暴雨却增加约四倍。此外，潜热反馈对高低空急流强度、位置，以及对上升运动大小的影响程度，也都是在“７５８”暴雨过程中较大。数值试验证明了造成这种差别的重要原因是高空急流强度和风速铅直切     

NUMERICAL EXPERIMENT OF THE EFFECT OF ENVIRONMENTAL FLOWS ON TROPICAL CYCLONE MOTION

A barotropic prirnitive equation model is used to simulate the tropical cyclone motion.Tropical cyclonemovements under different environmental flow backgrounds were examined and sensitivity of tropical cyclonetracks were discussed.Conclusions of practical significance have been obtained in this paper.     

纯斜压基流上斜压波的发展和锋生过程

利用地转动量近似和水平坐标变换建立的三维半地转方程,讨论了具有均匀位涡的基态流上非线性斜压扰动的发展和锋面的形成过程。计算结果表明,对于纯斜压流,斜压波的发展既取决于初始扰动,也与基流的垂直切变有关,垂直切变越大,斜压波增长越快。不同的基流.扰动有不同的增长率。对于某个确定的基流,斜压波在各个时刻的特性仅取决于初始扰动。斜压扰动发展到一定程度,形成大的风速和等温线密集区,即产生锋。     

NUMERICAL EXPERIMENT OF THE INFLUENCES OF HEAT AND WIND STRESS ON THE EQUATORIAL OCEAN CIRCULATION

A time-dependent linear model on the equatorial beta plane is developed in this paper.Its verticalstructure consists of two active layers with equal density and temperature above the thermocline and aquasi-stationary layer with constant density below the thermocline.The results of nurnericat experiments show that the direct influence of heat on the equatorial ocean ismuch smaller than that of wind stress.Nevertheless,through the tropical ocean-atmosphere interaction,the change of wind stress resulting from the thermal forcing may set a determinant effect on the equilibriumand anomalous development of the ocean-almosphere circulation.     

东亚寒潮活动对下游爆发性气旋生成的影响

本文研究了东亚寒潮过程与下游爆发性气旋之间的关系。通过对一个强寒潮过程及随后在西北太平洋上爆发性气旋生成的个例分析发现,寒潮过程相伴随的大环流调整给下游气旋猛烈发展提供了极好的背景条件。当超长波槽与长波槽耦合加深时,槽前气旋迅速发展。大槽的加深使高空急流不断加速,大风区向低层扩展。出口区的次级环流也随着急流的加强而加强,它促使北侧低层气旋发展。对93次爆发性气旋作统计分析进一步证实了上述结论。绝大多数过程皆伴有上游的强冷高压活动。高压中心越强相应的爆发气旋也越强,甚至可以发生连续的爆发。绝大多数爆发性气旋发生在超长波槽前,强高空急流出口区的向极侧。     

关于棉田感热通量和潜热通量的几种计算方法

根据棉田的实测资料,选用四种常用的计算感染热通量的潜热通量的方法进行分析,发现空气动力学方法Ｉ和伯温比－能量平衡法的计算结果较一致,梯度扩散法略小,而布德科方法计算的潜热通量偏高、感热通量过低,因此得出结论：在计算棉花等作物的冠层通量时,选用空气动力学方法Ｉ最合适,其次是梯度扩散法。