Turbulence Closures In Neutral Boundary Layer Over Complex Terrain

In this work, three turbulence closure models, Mellor andYamada level 2.5, E - l and E - implemented in a circulation model, are compared in neutral condition over complex terrain. They are firstly applied to a one-dimensional case on flat terrain and then to a schematic two-dimensional valley. The simulation results, in terms of wind field and turbulent kinetic energy, are tested against measurements from a wind-tunnel experiment. The empirical constants defining the characteristic length scales of the closures are modified based on turbulence parameters estimated in the experiment. The formulation of the diffusion coefficients is analysed to explain the differences among the various closures in the simulation results. Regarding the mean flow, both on flat and complex terrain, all the closures yield satisfactory results. Concerning the turbulent kinetic energy, the best results are obtained by E - l and E - closures.     

成熟台风边界层作用的数值研究

利用ＴＬ６模式，在对一次台风过程成熟阶段进行成功模拟的基础上，通过各种对比试验，研究了成熟台风边界层的作用。结果表明：在２４小时内，台风边界层内各种通量的垂直输送对其路径影响很小而对成熟台风的维持却有非常重要的作用。其中，潜热输送成为成熟台风的主要能源，其影响最为重要。感热输送对成熟台风几乎无影响。边界层的动量垂直输送具有双重作用，摩擦辐合使上升运动增大，但明显对下层涡旋有削弱作用，这近似于在台风     

济南市岩溶水动态变化的神经网络模拟及泉水喷涌趋势预测

本文根据影响岩溶水位的因素,利用改进的BP神经网络建立一个能够反映济南市泉域岩溶地下水动态变化的随机模型,并进行检验,与运用多元回归模型预测的结果相比较,结果表明:BP神经网络模型进行岩溶地下水动态变化预测是可行的,该模型具有较强的学习、容错和联想功能,对岩溶地下水动态变化的预测精度大大的提高。最后在模拟的基础上,又对泉水喷涌的宏观趋势作了进一步的预测和分析。     

副热带北太平洋SST在ENSO冷暖位相转变中的作用

2015/2016年发生的极端El Ni?o事件,与1997/1998年El Ni?o事件具有可比拟的强度,但是2016年事件转变为弱La Ni?a,而1998年事件则为强La Ni?a。本文通过对比这两次极端El Ni?o事件,揭示其转变为不同强度La Ni?a事件的物理机制。混合层热收支分析的结果表明,在El Ni?o衰减年的4~11月,2016年平流反馈和温跃层反馈相对较弱,混合层温度衰减速率慢,其产生的主要原因是赤道中西太平洋的东风异常较弱。进一步分析表明,赤道中西太平洋的东风异常与副热带东北太平洋的海表温度异常（SSTA）有关,该地区的SST在1998年表现为冷异常,2016年为暖异常。副热带东北太平洋冷的SSTA有利于信风加强,从而加强中西太平洋的东风异常;而暖的SSTA使得赤道以北出现西南风异常,从而削弱中西太平洋的东风异常。此外,合成分析也表明,副热带东北太平洋SSTA与转变的La Ni?a的强度具有关联,El Ni?o转变为强La Ni?a的情况在位相转变期伴随着副热带北太平洋冷的SSTA,而El Ni?o转变为弱La Ni?a的情况没有明显的冷SSTA。     

一次梅雨锋结构及锋区强度对锋面结构影响的数值模拟

利用中尺度模式MM5对1999年6月下旬发生在长江中下游地区的一次锋上西南低涡发展的梅雨锋暴雨过程进行了研究。通过敏感性试验, 探讨了低涡对锋强、 锋生的敏感性, 锋生、 锋消与低涡发展演变的时间空间上的联系等问题\.结果表明, 低涡对中层锋面强度的变化敏感, 中层锋强发生改变会导致整层涡度发生同位相的变化。中层系统对梅雨锋气旋的发展起主要作用, 中层锋面对低涡发展的影响比边界层锋更关键。中层锋面强度改变会激发出中低层的垂直次级环流, 低层的辐合上升运动发生改变, 最终影响到低涡强度的发展。敏感性试验证明, 锋面强度变化对低涡发展造成的影响有超前性, 中层锋面先发生变化, 6 h左右以后低涡强度发生改变。锋区强度和低涡强度发生变化的地理位置基本在同一经度上, 锋强变化的位置在涡强变化位置的北面。     

Constraint inversion Algorithm of Lidar Equationfor Deriving Aerosol Optical Property

1.IntroductionLidarisincreasinglyusedinmeasuringtheopticalpropertiesofaerosolsandcloudssincethe1960's.Ithasbeenshownthatthedeterminationoftheextinctioncoefficientasafunctionofheightisfeasible(Klett,1980;Fernald,1984;LuDarenetal.,1977;Spinhirneetal.,...     

Ekman动量近似下中间边界层模式中的风场结构

发展了一个准三维的、中等复杂的边界层动力学模式，该模式包含了EKman动量近似下的惯性加速度和Blackadar的非线性湍流粘性系数，它进一步改进了Tan和Wu(1993）提出的边界层理论模型。该模型在数值计算复杂性上与经典Ekman模式相类似，但由于包含了Ekman动量近似下的惯性项，使得该模式比传统Ekman模式更近于实际过程。中详细地比较了该模式与其他简化边界层模式在动力学上的差异，结果表明：在经典的Ekman模式中，由于忽略了流动的惯性项作用，导致在气旋性切变气流（反气旋性切变气流）中风速和边界层顶部的垂直速度的高估（低估），而在半地转边界层模式中，由于高估了流动惯性项的作用，结果与经典Ekman模式相反。同样，该模式可以应用于斜压边界层，对于Ekman动量下的斜压边界层风场同时具有经典斜压边界层和Ekman动量近似边界层的特征。     

海岸线熏烟扩散模式

该文导出一个无需作常涡扩散系数或“面源”假设的海岸线熏烟扩散模式。根据二维理论和观测资料对热力内边界层（TIBL）高度公式进行了简化。分析和预测结果表明:在海岸线附近,应尽可能将高污染源设置在远离海岸或靠近海岸线处,避免设置在有效源高度与当地TIBL高度相等的地点附近。     

基于BJ-RUCv2.0预报系统对大雾形成和发展关键条件的数值分析

为了弄清北京地区持续性雾-霾天气过程的演变规律、揭示大雾形成和发展的关键条件,利用常规气象观测资料、高速路自动气象站观测资料和大气成分观测资料分析了2013年1月26~31日雾-霾天气过程的演变特征和有利于大雾形成和发展的天气形势。在此基础上,采用先进的北京快速循环同化中尺度数值预报系统（BJ-RUC v2.0）开展数值模拟,分析大雾形成的水汽、动力和热力条件,得出:模式对1月30日夜间至31日前半夜的雾区模拟较好,但对28日夜间至29日白天（大雾天气伴严重大气污染）雾区的模拟偏差较大。发现近地层的持续性东南风使950 hPa以下湿度增大是大雾形成的关键条件。上层（975~800 hPa）的明显暖平流导致逆温层的加强和维持,使大气层结稳定度增强,是大雾天气发展和维持的重要条件。另外,近地层950 hPa以下为风场辐合、其上层为风场辐散的结构有利于雾的进一步发展。     

A Simple And General Subgrid Model Suitable Both For Surface Layer And Free-Stream Turbulence

A new and general approach is presented to allow standard subgrid schemes to besuitable both for surface layer and free-stream turbulence. Simple modificationsto subgrid schemes are proposed and derived for any vertical stabilityconditions. They are simple to implement in models and are suitable for morecomplicated simulations such as large-eddy simulation with inhomogeneoussurface conditions or complex topography. They are also applicable to mesoscaleand large-scale models. These modifications are physically justified by recentmeasurements of spectra close to the ground. The spectral analysis presentedshows how the energy deficit of blocked turbulence for a given dissipation(`anomalous dissipation') dramatically affects the coefficients to be used insubgrid schemes. As shown for neutral and convective cases with wind shear,these changes allow us to substantially improve the prediction of profiles for themean quantities in the surface layer. Agreement with similarity laws in the unstablecase is found up to about 0.2z_i, for simulated shear, stabilityprofiles and dissipation rates of turbulent kinetic energy.