锋面滑升运动的物理机制

锋面滑升运动是形成锋面降水的重要原因,弄清锋面滑升运动的物理机制对锋面降水的预报是必要的。依据大气动力学原理,对锋面滑升运动的物理成因进行了研究。已知暖空气沿锋面的滑动与暖空气垂直于锋面的风速(u_w)和锋面移动速度(c)之差有关。当暖空气垂直于锋面的风速小于锋面的移动速度(u_wc)时,暖空气向上滑动;当暖空气垂直于锋面的风速大于锋面的移动速度(u_wc)时,暖空气向下滑动。因为锋面的移动速度小于锋后冷空气垂直于锋面的风速(cu_c),所以,暖空气沿锋面的滑动与锋区中垂直于锋面方向的风速的分布有关,当锋区中有(?)u/(?)u0时,暖空气必定向下滑动;暖空气若向上滑动,锋区中必为(?)u/(?)x0。本文依据大气动力学原理给出了锋面坡度公式,通过演绎该式,得到了分析锋区中(?)u/(?)x的公式,结果表明:(1)当锋面坡度增大时,大气沿锋面向上滑动,反之向下滑动。(2)锋面强度加强时,大气沿锋面向上滑动,反之向下滑动。(3)暖平流时上滑,冷平流时下滑。(4)当锋面上出现气旋式涡度增大时,大气沿锋面向上滑动,反之向下滑动。(5)当垂直于锋面方向的地转风沿锋面由下向上增大时,大气沿锋面向上滑动,反之向下滑动。     

引发东北极端暴雪的黄渤海气旋爆发性发展机制

利用高分辨率观测资料和ERA5再分析资料, 分析造成2021年11月7—8日东北极端暴雪的温带气旋结构特征及爆发性发展机制, 结果表明:温带气旋发生在高空冷涡背景下, 地面气旋在黄海形成后出现爆发性快速增强并沿东北地区东部北上。地面降雪区主要分布在气旋西侧, 且降雪强度与气旋的发生发展密切相关;地面气旋在爆发性发展后由叶状云系演变为逗点涡旋云系, 并表现出明显的锋面断裂和暖锋包卷;其垂直结构也先后出现高空锋区断裂、干暖核形成和中性锢囚锋区加强;西伯利亚高压脊、华北高空槽和东北高压脊3个异常中心构成Rossby波列, 随着高度异常中心不断东移及波能量向下游地区频散, 华北高空槽区的波作用通量明显增大导致华北冷涡快速增强, 涡度因子的急剧增大有利于地面气旋爆发性发展;随着平流层位涡高值区沿等熵面不断向南发展和向下传播, 导致中层冷涡快速发展并向下伸展, 诱发地面气旋爆发性增强。     

锋面通过台湾海峡时引起的快速成长波高推算

每年冬季因中国北方冷空气前缘东移出海南下而形成的锋面是造成台湾海峡内恶劣海况的原因之一，锋面的到临常引发快速增高的波浪，这种海况是目前作业化数值预报模式在操作上不易反映的。经验证明根据元素波模式推衍所得的面积风域法推算波浪，适合于推导季风期间海况的一种方法。本文将锋面期间风域是移动的特性结合面积风域理论，作为推算锋面抵达时推算波高的方法。本文提出加权风场内插法计算各时刻各网格点的风速，使得面积风域理论简化为在网格点上的离散计算。文中根据锋面期间实际观测数据计算波能传播速率与风能传播系数等参数，经由案例分析的结果显示这个离散化面积风域法可以合理地推算锋面期间快速成长的波高。     

一次春季冰雹过程的成因分析

从不稳定条件、水汽条件、抬升触发条件出发,利用高时空分辨率的LAPS局地再分析系统资料和地面加密自动站信息,对2009年4月15日湖北省西部大范围降雹过程进行了分析。结果显示:当高层有干冷空气,低层暖湿气流发展,垂直温度递减率明显增大,配合对流层低层切变带来的动力抬升作用,易形成降雹;冰雹天气主要不稳定能量来源于地面到对流层低层,地面干线(露点不连续线)及锋面是不稳定能量释放的主要触发条件;冰雹落区主要位于对流层低层及地面高能区重合区域,且易发生在靠近露点及温度的不连续线一侧;垂直风切变越大,越有利于产生尺寸较大的冰雹。     

Detection of the Kuroshio frontal instable processes (KFIP) in the East China Sea using the MODIS images

The Kuroshio frontal instable processes (KFIP) in the East China Sea (ECS) not only have a great impact on the hydrologic characteristics,the pollutants drift,the distribution of seafloor sediment and the ships navigation of the ECS,but also are closely related to the climate changes of the coastal areas of the ECS.However the frequency and area of occurrence of the KFIP have not been studied fully and detailedly.Because of its high spatial and temporal resolution,MODIS data is a kind of very good data source for surveying and researching the KFIP in the ECS.The aim of this study is to detect the KFIP in the ECS by using MODIS data,and to study the frequency and region of occurrence of the KFIP in the ECS.The selection has coverage of level 2 data of MODIS SST and Kd490 ranging from July 1,2002 to June 30,2009 of the ECS when there was no cloud impact or little.By using of the data,the minimum standard of the Kuroshio temperature fronts and the diffuse attenuation coefficient (Kd490) fronts of the ECS are given.Based on these standards and the curvature distinguish methods,the standard of curvature distinguish for the KFIP in the ECS are put forward.By making use of this standard,we study a total of 2073 satellite-derived images,and discover that as long as there is no cloud impact from January to May and October to December,the KFIP in the ECS are surely found in MODIS satellite images.From June to September,the frequency of occurrence can also reach to 82.9% at least.Moreover,it is obtained that there are three source regions of these instability processes,namely,(26°N,121.5°E) nearby,(27°N,125°E) nearby and (30°N,128°E) nearby.The differences of the characteristics of these instability processes which are generated in different regions are analyzed in the present study.     

长江口及其邻近海区环流和温、盐结构动力学研究III 温度结构

数值模拟结果表明: 冬季长江口及其邻近海区温度分布为近岸低, 外海高; 近岸和海底地形变化缓慢区温度呈垂直均匀分布, 海底地形变化显著的陡坡区生成温度锋; 外海深水区的中上层温度低且呈垂直均匀分布, 底层温度高并形成弱的分层。春季, 近岸温度高、外海低; 近岸温度大致呈垂直均匀分布, 外海出现明显分层; 长江口以北温度表层低、底层高; 长江口及其以南表层和底层温度低, 而中层高; 陡坡区至外海生成温度锋, 随着温度锋自陡坡至外海的下移,锋面以上温度逐渐变为垂直均匀分布, 而锋面以下温度却大致呈水平均匀分布。夏季, 海区的温度分布和春季一样, 为近岸高、外海低; 长江口及其以南近岸浅水区温度呈垂直均匀分布; 长江口以北和长江口及其以南的外海温度自表层至底层由高变低且大致呈水平均匀分布, 并在表层至次表层生成强温跃层, 跃层强度随水深增加迅速减弱, 深底层温度几乎呈均匀分布且保持低温特征。秋季, 海区的温度分布与冬季相同, 也为近岸低, 外海高; 在长江口以北, 近岸温度为表层高, 底层低; 外海底层温度低且大致呈水平均匀分布, 而底层以上温度高且大致呈垂直均匀分布; 长江口及其以南, 近岸温度呈垂直均匀分布, 陡坡至外海的表层至底层生成弱的温度锋,随温度锋自陡坡至外海的下移, 锋面以上温度逐渐变为垂直均匀分布, 长江口以南陡坡区的底层温度几乎呈均匀分布。     

南海北部反气旋涡旋边缘的次中尺度动力过程分析

广泛存在于上层海洋的次中尺度过程能有效地从平衡态的中尺度地转剪切中汲取动能, 并通过非地转斜压不稳定正向串级能量至小尺度的耗散过程, 从而对海洋物质能量输运、中尺度过程变异以及混合层再层化等产生重要影响。文章利用高分辨率(500m)的区域海洋数值模式ROMS(Regional Ocean Modeling System)模拟结果, 并结合理论分析, 对南海北部冬季典型反气旋涡的次中尺度动力过程进行了初步探讨。研究结果表明, 典型中尺度涡边缘存在显著的锋面, 锋面海域强烈的水平浮力梯度能有效地减小Ertel位涡, 有利于诱发次中尺度对称不稳定(symmetric instability); 锋生作用是引起该中尺度涡边缘发生对称不稳定的主要动力机制之一。同时, 次中尺度过程及其不稳定引起的垂向次级环流显著增强了混合层垂向物质能量交换, 最大垂向速度可达95m·d^-1, 影响深度最深至80m。     

山东半岛近海不同粉砂粒级含量分布的空间差异性及其沉积学意义

粉砂是现代陆架和河口沉积物最主要的粒级组分,但由于其复杂的沉积动力学行为,我们对于不同粉砂粒级的沉积学特征和行为并没有完全掌握。本文分析了山东半岛近海表层沉积物中不同粉砂粒级组分含量的空间分布特征,探讨了其控制因素。结果表明,山东半岛周边近海沉积物类型以泥质沉积为主,但不同粉砂粒级组分具有明显的空间分布差异性。极细粉砂、细粉砂与黏土组分的含量变化一致,表明了其相似的沉积动力学行为。粗粉砂组分的含量空间变化最大,在山东半岛的北部泥质条带、东部“泥楔”和南部近岸具有明显的高含量,其含量与其他各粉砂组分具有明显的负相关性。从表层沉积物的粒度组分与分布规律,可以证明研究区表层沉积物主要以黄河携带物质为主,但流入本区的一些中小型河流也明显提供了部分物源,只是其提供物质的扩散范围有限。结合水动力分析和物理海洋学等方面的认识,我们认为造成不同粉砂组分空间分布差异性的原因主要受物源、区域水动力学条件、局部地形（底形）等因素控制。另外,还发现了山东半岛“泥楔”沉积物的粗粉砂组分含量偏高、现代沉积速率也偏大,这些现象在空间上与“海洋锋面”位置一致,对于海洋锋面的沉积学意义还需要进一步的调查研究和数值模拟工作。     

一次典型的锋面低槽暴雨分析

１９９６年５月下旬,一次典型的锋面低槽南压,造成了广东中、西部一次大范围的暴～大暴雨。本文从环流背景、影响系统和数值预报产品等方面对这次暴雨过程进行分析。１　环流背景１－１　５００ｈＰａ５月下旬初,东亚５００ｈＰａ为两槽一脊型,中纬度环流正在调整。９６０３号热带风暴由南海向东北方向移入太平洋,连续数日华南上空盛行西北气流,中南半岛～海南岛为副热带高压控制。影响本地的西风槽,２３日０８时在格尔木～玉树之间是一个很弱的小波动。这个短波小槽向东南移的过程中,由于高原的重力作用不断发展,至２５日０８时…