一种新型高度地形追随坐标在GRAPES区域模式中的实现:理想试验与比较研究

将一种新的高度地形追随坐标(Klemp坐标)引入了GRAPES区域模式,并与传统追随坐标(Gal-Chen坐标)和平缓地形追随坐标(SLEVE,Smooth Level Vertical coordinate)进行了比较。对不同坐标下气压梯度力的计算误差通过理想静止大气试验进行了评估,结果表明:与Gal-Chen坐标和SLEVE坐标相比,Klemp坐标有效地减小了气压梯度力的计算误差。理想重力波模拟试验表明,Klemp坐标下对重力波的模拟相比其他两种坐标也更接近于解析解。模式进一步采用了Mahrer气压梯度计算方案减少了计算误差,并提高了模式的精度和稳定性。实际个例试验与理想试验的结论相似。     

一种风暴轴逐日监测的方法及应用

提出了一种风暴轴逐日监测的方法, 可以获得逐日的风暴轴变化情况。并且采用了动态阈值定义了新的风暴轴的强度和位置指数, 从而可以有效对比不同层次、不同区域、不同时间的风暴轴变化情况。利用NCEP/NCAR再分析资料进行了监测结果的诊断分析。结果表明:各气象要素滤波结果都能表现出两个风暴轴主体, 但有位置上的差别。同时可以利用逐日检测的结果求得逐候、逐月的风暴轴监测结果。在不同高度的风暴轴中, 250~300 hPa高度的风暴轴强度最大, 850 hPa有极小值出现, 各层风暴轴强度呈现准正压结构。采用500 hPa高度场风暴轴监测结果做代表, 讨论了两大洋上各自的风暴轴偏强/偏弱、偏东/偏西、偏北/偏南时同期大气环流的500 hPa高度场和300 hPa纬向风场差异。     

河南一次西南涡暴雨的大气排熵指数特征分析

应用耗散结构理论,基于广义相当位温构建大气排熵指数,利用常规观测资料、地面加密自动站雨量资料、NCEP/NCAR 1°×1°再分析资料等,对2008年7月21—23日一次西南低涡东移造成的河南省大范围暴雨过程的大气排熵指数进行诊断分析,结果表明:大气排熵指数的演变与此次西南涡暴雨落区和雨强关系密切,暴雨落在负排熵指数中心偏南一侧,大雨以上降水分布在排熵指数负值中心轴线附近及其偏南侧;强降水开始前,排熵指数明显减小,强降水持续时间与排熵指数低值维持时间联系紧密;雨强不仅与排熵指数低值有关,且与低值维持时间、6h变化量也有密切关系。排熵指数低值中心位置和中心值的强弱变化与该个例中西南低涡中心位置和其强弱变化具有较好一致性。     

西北太平洋热带气旋生成数在1990年代中期发生突变的气候环境特征分析

利用CMA热带气旋(TC)最佳路径资料和NCEP再分析资料,分析1949—2013年西北太平洋(包括南海)TC生成数的变化特征,发现在1995年前后发生由偏多到偏少的显著突变。对影响TC生成的主要气候环境要素场进行对比分析表明,在1995年之后,虽然赤道西太平洋海表温度偏高,热带太平洋为类La Ni?a的异常海温型,但垂直上升运动减弱、对流层纬向风垂直切变幅度增大、海平面气压升高,均不利于TC的生成,其综合影响导致TC数目显著减少。对1995年前后两个时期TC生成多、少典型年份海洋大气环境场的对比分析表明,1995年以前热带海洋表面温度对TC生成有相对重要的影响,而1995年以后风场环境对TC生成的影响作用更重要。      

火山气溶胶的辐射影响

本文应用辐射传输计算研究了火山气溶胶,特别是大的火山爆发后短时期及火山周围地区内的火山气溶胶,对到达地面的向下的总的太阳辐射通量、行星反照率及大气加热率的可能影响.     

大气动力学的随机性与长期预报问题

一般认为,有三种解决长期天气预报问题的途径:天气学的、统计学的和流体动力学的.事实上,天气学途径正如Б.П.Мулъ-     

中尺度对流系统形成的中层气旋性涡旋

尽管每年美国中部有许多对流系统出现,但一些对流复合体的碎云砧消散或移走之后,在卫星云图上只有少数可以很好地确定为典型的中层涡旋.本文介绍1981-1988年中尺度对流系统生成涡旋(MCV)事件的气候分析结果,并讨论涡旋环流明显时的天气背景.针对许多个例,用最近的探测资料考查了卫星云图判别的MCVs每个发展阶段的运动学和热力学特征.对MCVs的形成和维持似乎有益的大尺度环境场特征包括弱的气流、弱的垂直切变、弱的环境相对涡度以及强的水平和垂直湿度梯度.可以用涡度方程的形变项解释观测到的中尺度涡旋快速生成的情形. 大多数MCVs出现在MCC型(即圆形的)系统中,但所有记录的个例(1981-1988出现在美国中部的24次事件)中只有一半起源于那些在大小和生命期上满足Maddox严格的MCC判据.此外,因为一些MCVs从尺度小且生命期相对短的对流系统中出现,所以,天气背景以及潜热释放的数量可能成为决定MCSs是否导致MCVs产生的重要控制因子.大多数MCVs(80%)首先在40°N以南观测到.既然许多对流系统在40°N以北形成,所以,MCVs在偏北地区稀少的现象并不是该地区缺乏对流系统的结果.     

大气核爆炸对平流层臭氧含量影响的模拟

本文探讨了百万吨级大气核爆炸对臭氧天然浓度局地短期变化的影响,其中考虑到了核爆炸火球紫外线和γ射线辐射,核爆炸蘑菇云中的光化学反应以及在其上升过程中和稳定之后的漫射扩散等对大气中臭氧生成的影响。本文对北半球平流层臭氧含量在核爆炸尘埃和氮氧化物注入情况下的变化进行了估算,其中考虑到了爆炸尘埃对平流层大气的加热因素和大气天然的自洁作用。