1998年和1999年长江流域汛期降水及其季风流管特征

１９９８年６、７月长江中游雨量集中,两月总雨量７３４．７ｍｍ年６月长江中下游雨量分别为３２５．５、６３６．２ｍｍ,安庆、上海月雨量均为１９４９年以来同期最高值。南亚高压东北侧存在一高空急流,中低层西太平洋副热带高压西北侧为一低空急流,两急流轴线间为宽广的近东向垂直上升运动区,并伴为湿舌和涡旋存在,构成季风流管。长江流域受季风流管影响,产生大到暴雨。     

2009年2月辽宁一次暴雪过程动力条件诊断

应用常规观测资料和NCEP/NCAR再分析资料,对2009年2月12—13日辽宁暴雪过程的主要影响系统（850 hPa切变线）进行动力诊断并研究其演变特征。结果表明：辽宁中西部切变线东南侧、江淮气旋顶部暖锋附近对应强降雪中心;切变线与正涡度区相对应,正涡度带合并、发展并向偏东方向移动,影响切变线的加深发展和东移;850 hPa正涡度中心先于强降雪出现,具有一定预报意义;正涡度带及其中心的生成与发展的动力机制主要受总涡源的影响,涡度变率较涡度更能提前并准确地反映暴雪切变线生成、发展的物理过程;涡度垂直输送和绝对涡度的散度效应对于正变涡的贡献显著,而绝对涡度的散度效应是正涡度变率的主要强迫源;正变涡的减弱主要来自扭转项,抑制了系统的发展。     

台风“万宜”螺旋带的数值模拟研究

利用数值模式WRF(V3.1.1)对2007年04号台风"万宜"进行了72h(7月10日00时-13日00时,UTC)模拟。结果显示,WRF模式较好地模拟了台风移动的路径以及强度变化,而且成功模拟了螺旋带的时空演变。模拟的多个要素均呈螺旋带波状特征,但螺旋带中的各物理量的空间分布并不相同。在热带气旋发展初期,螺旋带向眼壁靠拢,眼壁组织化后,螺旋带向外传播,此时,靠近眼壁的螺旋带的涡度、垂直速度等物理量大值区伸展到中高层,而局地激发产生的螺旋带则集中在下层,表现为正、负涡度交替出现的波列特征。     

车载液压振动式土壤采集装置研究

回顾了国内外土壤采样装置的发展 历史,针对国内土壤采集的实际需求,确 定了液压振动式土壤采集装置的总体方 案。为了提高装置的可靠性与稳定性,进 行了液压系统管路的优化设计,设计了 具有双凸结构的采样管,进行了一般土 质与杂硬土质的采样试验。试验结果表 明,该装置既可以进行松软土质的采样, 也可以进行杂硬土质的采样。     

江西东部走廊地形对边界层风场及天气的影响

使用上饶TWP8风廓线雷达、江西WebGIS雷达拼图、地面自动站等资料,对江西东部走廊地形对四类天气的影响进行分析,结果表明：江西东部走廊狭管效应△W以 ≥3.5 m·s-1 数值作为初值。风廓线雷达探测范围受到不同天气系统尺度大小的影响,强对流天气探测半径较小,暴雨天气探测范围较大;强降水对风廓线雷达信号影响很大,虽然信号达到饱和形成大值区或者出现“空洞”造成数据失真,但这种现象往往预示着有强降水或强天气的出现。江西东部走廊对冷空气的影响,表现为高空风比较大,随时间推移慢慢往下渗透;冷空气近地面风向有个转换过程,由偏西风转为偏东风;由于东部走廊狭管效应,冷空气沿东部走廊风速不断加大,且维持数小时。南北走向飑线回波带进入江西后形成弓状回波结构,当移动至东部走廊风场出口处时,峡谷效应使得飑线回波带中段回波发展猛烈,造成雷暴大风和冰雹等强天气。当南侧的西南气流逐渐加强,且当高空西南急流存在动量下传,东部走廊地区的风向转为西南风时,该地区才会出现大暴雨天气。江西暴雪天气风廓线雷达具有：①3 km高度以上为偏西大风区;②0.9～1.2 km高度以下为偏东弱风区;③0.9～3.2 km区间为风向切变区;其中上饶风廓线雷达还存在风随高度顺时针旋转垂直涡旋;风廓线上0.9～3.2 km之间的风切变层与850～700 hPa之间的逆温层关系密切。这些研究成果对了解江西东部走廊峡谷效应对不同天气的影响有所帮助。     

On the dissipation of atmospheric alfvén waves in uniform and non-uniform magnetic fields

Abstract

We deduce the dissipative Alfvén wave equation in a medium stratified in one direction, with a transverse magnetic field, in the presence of dissipation by fluid viscosity and electrical resistance; the dissipative Alfvén wave equation generalizes earlier results for homogeneous (Cowling, 1960) and inhomogeneous (Campos, 1983a) media, and corrects an error in the literature (Heyvaerts and Priest, 1983). The wave equation is solved exactly in two cases: a uniform magnetic field, and a magnetic field decreasing with height. In both cases the mean state is assumed to be isothermal, with a constant rate of ionization, so that the magnetic diffusivity is constant, but the dynamic viscosity increases with height. There are therefore two regions, a low- (high-) altitude region where electrical resistance dominates fluid viscosity (or vice versa), and an asymptotic regime relevant to the uppermost (lowermost) layers. The two regions are separated by a transition layer, across which the wave field is continuous and whose structure is expressible by hypergeometric functions, with different arguments in the low- and high-altitude regions, and over the whole altitude range. These exact solutions allow the amplitude and phase of the wave field to be plotted as a function of height for a variety of magnetoatmospheric mean states. They show that wave dissipation is more localized and intense when the magnetic field decreases with height than when it is uniform.     

Parallel comparison of the northern winter stratospheric circulation in reanalysis and in CMIP5 models

A parallel comparison is made of the circulation climatology and the leading oscillation mode of the northern winter stratosphere among six reanalysis products and 24 CMIP5(Coupled Model Intercomparison Project Phase 5) models. The results reveal that the NCEP/NCAR, NECP/DOE, ERA40, ERA-Interim and JRA25 reanalyses are quite consistent in describing the climatology and annual cycle of the stratospheric circulation. The 20 CR reanalysis, however, exhibits a remarkable"cold pole" bias accompanied by a much stronger stratospheric polar jet, similar as in some CMIP5 models. Compared to the1–2 month seasonal drift in most coupled general circulation models(GCMs), the seasonal cycle of the stratospheric zonal wind in most earth system models(ESMs) agrees very well with reanalysis. Similar to the climatology, the amplitude of Polar Vortex Oscillation(PVO) events also varies among CMIP5 models. The PVO amplitude in most GCMs is relatively weaker than in reanalysis, while that in most of the ESMs is more realistic. In relation to the "cold pole" bias and the weaker oscillation in some CMIP5 GCMs, the frequency of PVO events is significantly underestimated by CMIP5 GCMs; while in most ESMs, it is comparable to that in reanalysis. The PVO events in reanalysis(except in 20CR) mainly occur from mid-winter to early spring(January–March); but in some of the CMIP5 models, a 1–2 month delay exists, especially in most of the CMIP5 GCMs. The long-term trend of the PVO time series does not correspond to long-term changes in the frequency of PVO events in most of the CMIP5 models.     

非轴对称双涡相互作用的研究

在平流动力学的框架内,用准地转正压涡度方程模式实施了19组试验,研究双涡合并的条件及较大尺度涡旋自组织的问题.结果指出:(1)存在着两个影响双涡合并的因素,即初始双涡中心之间的距离和初始涡旋的非轴对称分布.初始两个对称涡旋合并具有明显的临界距离效应,但初始两个非轴对称涡旋能否合并还受到初始涡旋的非对称结构的复杂影响. (2)存在着两类不同的较大尺度涡旋的自组织过程,形成较大尺度涡旋.第一类,初始两个涡旋相同,均呈轴对称分布.双涡作用经历了缓变、快变,以及涡量羽翼的生成、拉伸和发展的过程,合并后呈对称性流型;终态涡内区涡量的堆积来源于两个初始涡,终态涡外区的螺旋带来源于两个初始涡外缘线涡量羽翼的拉伸.第二类,初始两个涡旋不同,一个为椭圆型,一个为偏心型,均呈非轴对称分布.双涡作用中,椭圆涡一边互旋,一边向计算区域中心靠近,同时涡量范围加大,形成了终态涡的内核区;偏心涡一边互旋,一边被不断拉伸,形成了终态涡的螺旋带区;表现出终态涡内区的涡量堆集来源于椭圆涡,终态涡外区螺旋带主要来源于偏心涡的反复拉伸及断裂的特性.     

涡旋强度调整半径对2016年第18号热带气旋路径预报的影响

2016年中国国家气象中心区域台风模式（GRAPES_TYM）对第18号热带气旋（记为TC 1618）的路径预报出现了较大的误差:其平均路径误差显著大于全年的平均误差。分析了涡旋初始化方案（包括涡旋重定位以及涡旋强度调整）对其路径预报的影响。结果显示,涡旋强度调整是造成TC1618预报路径平均误差偏大的主要原因。不同的强度调整半径（r₀=12°,9°,6°,3°）对TC1618路径影响的敏感性试验结果显示,强度调整半径越大,其平均路径预报误差越大。500 hPa副热带高压以及平均海平面涡旋尺度分析发现:较大的强度调整半径（r₀=12°,9°）其初始时刻的涡旋尺度较大,涡旋北侧邻近区域副热带高压等值线相对偏北,副热带高压相对偏弱。尺度大的涡旋其北移速度较大,并且在积分过程中其环流邻近区域副热带高压进一步减弱,导致涡旋环流会更早与其西北侧东移的西风槽结合,移速偏快。