甘肃河东一次区域性暴雨天气过程分析

2008年7月20～22日甘肃河东出现了一次区域性暴雨天气,对这次过程的环流形势演变、主要影响系统和物理量场特征进行分析.结果表明:在有利的环流形势下,高原低涡东移发展是造成此次强降水的主要系统;低空急流为此次暴雨提供了充足的水汽;低层辐合、高层辐散的流场形势引起强烈上升运动,为暴雨的发生和维持提供了很好的动力条件,保证了降水云系的发展和维持;比湿和假相当位温分布对暴雨落区预报有一定的指示意义.     

Intermittent Bursting of Turbulence in a Stable Boundary Layer with Low-level Jet

The atmospheric stable boundary layer (SBL) with a low-level jet is simulated experimentally using a thermally stratified wind tunnel. The turbulence structure and flow characteristics are investigated by simultaneous measurements of velocity and temperature fluctuations and by flow visualization. Attention is focused on the effect of strong wind shear due to a low-level jet on stratified boundary layers with strong stability. Occasional bursting of turbulence in the lower portion of the boundary layer can be found in the SBL with strong stability. This bursting originates aloft away from the surface and transports fluid with relatively low velocity and temperature upward and fluid with relatively high velocity and temperature downward. Furthermore, the relationship between the occurrence of turbulence bursting and the local gradient Richardson number (Ri) is investigated. The Ri becomes larger than the critical Ri, Ri_cr = 0.25, in quiescent periods. On the other hand, the Ri number becomes smaller than Ri_cr during bursting events.     

季风爆发前后青藏高原西部改则地区大气结构的初步分析

通过2008年青藏高原西部改则地区季风前(FM)和季风爆发阶段(MJ)两个加强观测期的无线电探空资料发现: 青藏高原西部改则地区对流层顶以第二对流层顶为主。冬季多表现为双对流层顶或复对流层顶。到了夏季, 第一对流层顶 (极地对流层顶) 较少见, 基本只有第二对流层顶。季风前第一对流层顶高度为10752 m, 温度为219 K, 气压为245.2 hPa, 第二对流层顶高度16826 m, 温度为202 K, 气压93 hPa。季风爆发阶段, 第一对流层高度为10695 m, 温度229 K, 气压256.7 hPa; 第二对流层顶高度为17360 m, 温度198 K, 气压89.4 hPa。由两个观测期的月平均温度的升温情况可以判断出第二对流层顶温度夏低冬高, 第一对流层顶温度为夏高冬低。从小时的时间尺度上发现, 第二对流层顶的高度变化和对流层顶温度、气压、风速的变化均为反位相变化; 对流层顶升高时, 对流层顶气压、温度、风速、湿度随之降低, 反之也成立。第一对流层顶对地表向上的热量输送及云顶有很好的阻挡作用, 进而对大气加热有显著影响。从靠近地面的月平均风速均匀混合特征, 判断出季风爆发阶段改则地区边界层高度能达到3500 m左右。西风急流在高原改则地区有明显季节变化。冬季西风急流最强, 几乎没有东风带出现。季风爆发阶段西风急流逐渐离开改则地区并向高原北部移动, 在该地区表现为减弱。同时东风带逐渐北移到改则地区, 在该地区上空表现为逐渐增强, 并位于西风带之上。     

郑州市两次不同背景下特大暴雨诊断分析

利用NCEP资料,根据降水实况分布及各物理量分层平面分布,每隔6 h对特大暴雨中心区所在经、纬向带各物理量场作经、纬向垂直剖面图,结合高空观测图对郑州市两次特大暴雨发生的大环流形势场、触发特大暴雨发生的各物理量场进行诊断分析。结果表明:1)连续性特大暴雨区出现在低空急流轴的前方,一方面是由于低空急流前方水平辐合较强,另一方面低空急流对暖湿空气的输送,使大气不稳定度加强;局地短时性特大暴雨过程主要是冷空气侵入使冷暖湿空气团在郑州上空交汇,其对流不稳定能量释放所致。2)辐合线对暖湿空气的抬升运动起到动力加强作用,是触发中尺度雨团的根源,也是特大暴雨产生的根源。3)连续性暴雨发生、发展时,高空的反气旋起主导作用;局地短时性暴雨发生时,中低空的气旋辐合起主导作用。4)短时性特大暴雨天气,前期有较强的不稳定层结;连续性暴雨天气刚发生时,其前期存在较强的不稳定层结,在暴雨连续发生过程中不一定有强不稳定层结。5)连续性暴雨需要较强的水汽输送带,局地短时性暴雨不要求有明显的水汽输送。     

河南省黄淮气旋暴雨的天气特征及个例诊断

通过对1990-2001年6-8月影响河南省的18个黄淮气旋暴雨个例进行统计得知:影响河南省的黄淮气旋暴雨6月最多,7月次之,8月最少。黄淮气旋暴雨产生有两个源地,一个在河南省三花间略偏南一带,另一个在河南省南部和湖北的交界处,气旋的形成与两地向东开口的喇叭口地形有关。黄淮气旋暴雨发生前24-12 h,地面图上影响系统可分为西路冷空气影响型和倒槽顶部发展型两种;高空图上,河南多受高压脊控制,700 hPa影响系统有"人"字型切变和低槽型两种,但与地面影响系统没有直接对应关系。为了进一步揭示黄淮气旋暴雨的发生机理,利用NCEP再分析资料,对2007年7月12-15日黄淮气旋引发的暴雨天气过程进行了诊断分析,结果表明:黄淮气旋暴雨的发生、发展是大气斜压性强烈发展的结果,500 hPa高空急流和700 hPa低涡的移动方向对地面气旋的移动有引导作用。     

低纬高原罕见“雷打雪”中尺度特征分析

应用常规高空资料、FY-2C卫星红外和水汽图像、加密自动站地面观测资料,结合新一代多普勒雷达探测资料,综合分析了2008年2月28日夜间至29日凌晨发生在云南的"雷打雪"罕见天气现象.结果表明:南支槽和冷空气、西南低空急流的共同影响,是其发生的有利天气背景,其中强对流天气就发生在急流与锋面相互作用的湿度锋湿区内斜压不稳定的环境中.中-γ尺度对流云团生成并逐渐增强为中-β尺度对流云团是形成此次复杂对流天气的直接中尺度系统.多普勒雷达回波中,PPI上有回波强度达25～33dBz的"人字形"回波、钩状回波以及阵风锋的出现,相应VPPI上出现逆风区、低层零线"S"形暖平流及"牛眼"结构是"雷打雪"天气中降雨转为冰雹、阵雪过程中,中尺度对流系统由弱变强的典型特征.地面逐时温、压、湿、风的迅速演变特征表现为雷暴发生前增温增湿和增压,温度、气压出现峰值,且气压曲线显示为圆顶状的中尺度雷暴高压特征;风的变化则表现为风向呈逆时针旋转,偏北风增大并出现风速峰值.雷暴过境时,要素显示为降温增湿,出现露点锋.     

初夏至盛夏东亚副热带西风急流突变早晚与东亚环流异常的关系

利用1961-2004年NCEP／NCAR再分析逐候资料和全国160站月平均降水资料,分析了初夏至盛夏东亚副热带急流北跳和急流中心西移发生早晚对7月东亚大气环流和我国降水的影响。结果表明,急流北跳时间与7月长江中下游地区降水异常正相关,急流中心西移时间则与7月淮河流域降水异常正相关,与华北和河套地区降水异常负相关。急流北跳时间与南亚高压和西太平洋副热带高压南北位置异常及高纬贝加尔湖以东高压脊强度相关;而急流中心西移时间与南亚高压和西太平洋副热带高压的东西伸展及贝加尔湖以西高压脊强度相关,在急流中心西移偏晚年,南亚高压西缩,贝加尔湖西南侧高压脊增强,南下至华北和河套地区冷空气偏强,且西太平洋副热带高压东撤,冷暖空气在淮河流域交汇,使得华北和河套地区降水减少而淮河流域降水偏多;偏早年情况与偏晚年情况相反。     

Vortical mechanism for generation of astrophysical jets

A vortical mechanism for generation of astrophysical jets is proposed based on exact solutions of the hydrodynamic equations with a generalized Rankine vortex. It is shown that the development of a Rankine vortex in the polar layer of a rotating gravitating body creates longitudinal fluxes of matter that converge toward the vortex trunk, providing an exponential growth in the angular rotation velocity of the trunk and a pressure drop on its axis. The increased rotational velocity of the vortex trunk and the on-axis pressure drop cease when the discontinuity in the azimuthal velocity at the surface of the trunk reaches the sound speed. During this time, ever deeper layers of the gravitating body are brought into the vortical motion, while the longitudinal velocity of the flow along the vortex trunk builds up, producing jet outflows of mass from its surface. The resulting vortices are essentially dissipationless. Dedicated to the 100-th birthday of Academician V. A. Ambartsumyan __________ Translated from Astrofizika, Vol. 51, No. 2, pp. 201–218 (May 2008).     

有限空间中三维壁面紊动射流流动特性试验研究

为了研究三维壁面紊动射流前方布置的垂直挡板对时均流动特性的影响,采用粒子图像测速技术对不同雷诺数和淹没水深条件下的流速场进行了测量,统计分析了U速度剖面分布、速度半宽值变化和最大速度衰减规律。结果表明:沿射流方向具有3个明显不同的衰减区,依次划分为自由边界下的三维壁面射流区（Ⅰ区）、垂直挡板影响区（Ⅱ区）和近壁区（Ⅲ区）。在重点分析的Ⅱ区内,3个特征物理量的分布规律均与雷诺数无关;在垂直挡板影响下,速度半宽值扩展率明显加快,发展更为充分;在水深H~1.75H范围内,射孔中垂面内速度半宽值扩展率为0.043,同时0.5H的递增对射孔中心水平面内速度半宽值的分布较为敏感,其扩展率由0.205增至0.270;最大速度衰减对水深的改变并不敏感,且在Ⅱ区加速衰减,衰减指数为1.095。通过与半无限空间中三维壁面射流径向型衰减区的流动特征比较,Ⅱ区与之相似,将Ⅱ区视为提前进入径向型衰减区。     

Contrasting Regional Responses of Indian Summer Monsoon Rainfall to Exhausted Spring and Concurrently Emerging Summer El Ni?o Events

The inverse relationship between the warm phase of the El Ni?o Southern Oscillation(ENSO) and the Indian Summer Monsoon Rainfall(ISMR) is well established. Yet, some El Ni?o events that occur in the early months of the year(boreal spring) transform into a neutral phase before the start of summer, whereas others begin in the boreal summer and persist in a positive phase throughout the summer monsoon season. This study investigates the distinct influences of an exhausted spring El Ni?o(springtime)...