基本气流和边界层顶高度对低纬大气数值模拟的影响

本文研究了一个包含波动CISK(Convective Instability of the Second Kind)机制的扰动方程数值模式中,基本气流对低频振荡数值模拟的影响。结果显示,当基本气流为纬向均匀风场U时,振荡周期随U的增加而减小:当U取2 m s-1时,周期从50～60 d减小到30 d;当U减小到-1 m s-1时,振荡周期增加为70～80 d。这是由于低频振荡是从西向东传播,西风基本气流能加快扰动东传,反之东风基本气流会抑制扰动东传,使振荡周期增加。同时,模式中的边界层顶出现误差时,模拟结果会有敏感的响应。若边界层顶取值比标准值高,对流加热反馈作用过大,出现扰动增长过快的现象,传播到80°～90°E附近时,扰动不再继续传播,而是无限增长;而边界层顶取值比标准值低时,对流加热反馈过小,扰动增长小且衰减加快,扰动传播不远便耗散到零,扰动循环周期表现为热源的周期。     

风沙地貌形态动力学研究进展

风沙地貌是广泛分布于干旱、半干旱,甚至部分湿润地区,由风力作用形成的一种地貌类型。风沙地貌学是研究在风力作用下物质运动形成的地表形态特征、空间组合规律及其形成演变的科学,是地貌学中以风为外营力形成的地貌为对象的分支学科。风是风沙地貌学研究的基础,其贯穿整个风沙地貌学研究。风况决定了风沙地貌的形态特征、空间组合特征和演化过程,同时,沙丘表面气流和风沙流控制沙丘的形态演化过程和移动过程。风沙地貌经过100多年的发展,在沙丘形态特征、动力学过程等方面取得了长足发展。从风沙地貌观测方法、分析方法和形态动力学角度出发,总结了近年来风沙地貌形态、形成风况以及动力学方面的研究进展。随着新技术的发展,全站仪、三维地形扫描仪等新的形态观测设备开始应用于风沙地貌形态测量,使得大范围风沙地貌形态精准测量成为可能,为风沙地貌形态动力学研究提供精确的地形特征资料。同时,三维超声风速仪等高频风速观测仪器也广泛应用于风沙地貌动力学观测,从而探讨风沙地貌形态—近地层气流的互馈机制。但是,针对具体的分析方法,如风况与沙丘形态的对应关系,近地层气流的分析方法以及形态—气流互馈关系等方面,目前还没有好的解决办法。     

基本气流的垂直切变对热带行星尺度大气波动的影响

通过一个赤道β平面上的绝热无摩擦的两层模式,讨论了线性垂直切变的纬向基本气流对热带行星尺度大气波动的影响。在长波近似下,当有纬向基本气流垂直切变时,可得到与东传Kelvin波和西传Rossby波对应的不稳定模态。对不稳定的Kelvin波模态,其相速受垂直切变的影响不大,而对不稳定的Rossby波模态,切变越大,西传速度越小。基本气流的垂直切变主要影响热带Rossby波。     

对流风暴的移动和演变对下游地区对流降水影响的个例分析

利用加密自动气象观测站资料、多普勒天气雷达资料、葵花卫星资料及ERA5再分析资料,对2019年海上卫星发射气象保障过程中6月1日上游对流风暴的移动和演变造成山东半岛对流降水的机制进行了分析.结果表明:1)辐合线与干线重合触发新生对流单体形成潍坊风暴,潍坊风暴东移过程中强度增强和聊城风暴进入烟台后转向造成山东半岛一带出现...     

北京地区雹暴气流结构的研究

应用单多普勒天气雷达观测资料、天气实况和卫星云图对1995年6月22日出现在北京地区的冰雹天气过程进行了分析。从单多普勒雷达资料反演出的水平流场和垂直气流结构可以看出这次过程沿着辐合带发生,垂直剖面上的气流有良好的组织,表现出强烈的旋转和上升。这种气流结构不同于传统的超级单体雹暴中的气流模式,有其局地地形特点。     

对流边界层中过山气流的数值模拟

采用ARPS4.0非静力中尺度气象模式模拟了对流边界层中气流过山引起的地形波,讨论了地形及大气条件改变对其的影响.模拟表明,当大气边界层是对流边界层时,气流过山引起的地形强迫,仍能在上部稳定层结中造成足够的垂直扰动,产生向上传播的重力内波,重力内波引起的波动阻力仍不可忽略.     

过水体气流流速的改变

流场如何适应非均匀地表面是微气象学的一个重要问题。本文通过建立一个包含地面过程参数和水温预报方案的非静力平衡中小尺度数值模拟来研究过水体气流流速改变的空间结构和变化规律。结果表明：由于水体使表面粗糙度有脉冲式跃变，当较强气流流过时，形成两个内边界层，这两个内边界层在空间交汇呈“舌状”分布，在此之内流速增大，并且地面粗糙度愈大，流速增大愈多。大气层结明显地影响过水体气流流速的改变，造成流速改变有明显的日变化和季节性变化。过水体气流流向改变不大。     

雹云机理新见解的观测验证和复现

近期的研究结果认为：雹云中存在着冰雹“穴道”，它是由流场和水凝物粒子场相互作用决定的。“穴道”把雹胚形成区和大雹生长区联结成通道，它对冰雹粒子具有明显的动力吸引作用，可使大粒子向这里集中，在宏观上呈现出冰雹粒子的动态累积效果；涵盖冰雹“穴道”的区域即为播撒人工防雹的“作用区”，它一般位于主上升气流边侧的主人流区和相对水平速度接近于零的零域(线)附近的下侧等。这些理论结果尚需观测验证和重复再现，本文利用Doppler雷达观测事例来作验证，并引用前人的工作在此稍作物理加工后复现这些理论结果。     

越赤道气流ISO特征在台风季节预报中的可行性研究

越赤道气流作为南北半球物质、能量和水汽的输送通道,它的季节内变化引起台风水汽源变化,影响台风的生成频数和路径。该文研究了越赤道气流ISO特征在台风季节预报中的可行性。台风路径在传统的分类基础上细分为7种,对不同路径的台风所对应的低频流场进行超前和滞后合成,发现不同台风路径对应着不同的低频越赤道气流通道,低层20°N附近的低频气旋外围气流总是预示着台风路径未来的走向。低层低频流场的演变表明,越赤道气流的振荡周期为准40 d,它的ISO特征影响低纬地区的低频气旋的位置和强度,进而影响台风路径。高层低频流场刚好与低层反向,越赤道气流不再是以通道出现而是呈现区域特征。越赤道气流ISO特征可以作为台风季节预报的参考量之一。     

沙漠-绿洲大气边界层结构的数值模拟

利用美国NCAR新版中尺度MM5V3．6非静力平衡模式,采用三重嵌套的模拟方法,模拟研究了沙漠绿洲的环流及边界层特征。结果表明：在没有西风气流背景的影响下,绿洲沙漠环流和大气边界层结构是对称的。沙漠绿洲改变了原有沙漠地区环流结构及温、湿场的分布,绿洲上空大气下沉,沙漠上空大气上升,从而产生了绿洲上空大气冷干,沙漠上空大气暖湿的边界层特征。绿洲边缘形成了由干到湿的强湿度梯度带围绕着绿洲,起到了保护绿洲的作用。在有西风背景气流的影响下,绿洲沙漠环流和大气边界层结构是非对称的。但是,西风背景气流的存在可以破坏绿洲系统对称的环流结构,不利于绿洲系统的稳定发展。