青岛2006年“8．26”暴雨过程的中尺度分析

多普勒天气雷达和L-波段探空雷达在探测中尺度天气方面,各有长处.前者具有较高的时空分辨率,缺点是需要反演.后者数据直接且要素多,但为局地数据,存在代表性的问题.利用多普勒雷达反演风廓线和300 m分辨率的探空数据相结合,可以很好的解释2006年8月26日发生在青岛的一次对流性暴雨过程的演变.在这次过程中,300 m分辨率的探空数据捕捉到了2 km左右高度上的冷平流信息,而多普勒雷达反演数据显示,温度平流对于对流的发生发展和消亡起着非常重要的作用.而且,多普勒雷达反演数据还揭示,在天气尺度影响系统仍然存在的背景下,冷平流的持续作用,引起了青岛上空大气状态的变化,导致整个降水过程结束.     

利用TRMM资料对热带气旋“威马逊”结构及其降水特征的研究

利用NASA提供的热带测雨卫星(TRMM)资料和NCEP/AVN模式的实况分析场研究了热带气旋“威马逊”(2002)的演变过程、结构和降水特征.对要素场及倾斜对流有效位能诊断分析发现,降水的分布和强度对热带气旋的发展有很好的指示作用.针对MM5的几种积云参数化方案进行了数值试验,初步研究了各方案在热带气旋定量降水预报(QPF)中的作用.     

特提斯洋壳在青藏隆升中所起的作用

地幔对流使特提斯洋壳显示为刚性的整体性,并以“抽屉式”插入到青藏陆壳之下,使之第一次隆升,之后受四川盆地,鄂尔多斯盆地和柴达木盆地刚性地块的阻抗,发生强烈的褶,断,叠作用,使青藏陆壳第二次隆升,同时,莫霍面下沉,褶断,从而形成了今天整个青藏高原的地质特征和地理形态。     

渤海海效应暴雪的三维热力结构特征

采用烟台多普勒天气雷达、天气图等观测资料和中尺度模式(RAMS4.4)进行数值模拟,分析了2008年12月4~6日发生的一次海效应暴雪的时空分布和三维热力结构特征。结果表明:(1)渤海海效应降雪并非传统认为的仅发生在蓬莱以东的山东半岛地区,而是广泛分布于山东半岛、莱州湾、渤海中东部和黄海西部洋面上;降雪源地有暖海面和陆地,即莱州湾、渤海中部至渤海海峡和山东半岛。(2)浅层对流是海效应降雪的重要热力特征,当强冷空气流经渤海时,暖海面通过湍流交换等作用向冷空气底层输送感热和潜热,使得低层增温增湿,产生对流层中上层干冷低层暖湿的对流性不稳定。(3)冷空气的强弱影响渤海暖海面及山东半岛地区的垂直热力结构,导致降雪强度在不同时段存在显著差异。海气温差与热通量成正比,初期冷空气弱,对流层中低层的垂直温差小,海面上空的暖湿层浅薄,不稳定能量弱,产生的降雪量小;中后期冷空气强盛,对流层中低层的垂直温差大,暖湿层较为深厚,不稳定能量增强,导致降雪强度和降雪量大。(4)与单一要素温度和湿度相比,对流层低层相当位温的水平分布对强降雪落区具有更好的指示意义,强降雪发生在高相当位温脊线附近。     

取土器几何尺寸对饱和软黏土样结构的扰动研究

基于颗粒流软件模拟,以吹填淤泥为例,分析了取土器的内径、切角、壁厚等尺寸参数对高黏性软土微观动力学特性的影响;通过分层方法,比较了7组土样层间颗粒特征拐点的运动行为。模拟结果表明:土样的颗粒在底部形成对流位移场,对流处上方颗粒主要受拉膨胀,对流处下方颗粒主要受压收缩,由此造成孔隙率的规律变化和层理的弯曲变形。7组参数对应土样的孔隙率曲线与初始孔隙率曲线的交点同颗粒位移场的对流位置存在协同关系。土样层理表现为向下弯曲变形,层间颗粒位移行为存在特征拐点,拐点之间颗粒扰动行为不明显;反之,颗粒扰动行为较大,这种变形特征可拟合为下开口的旋转抛物面,且曲面方程的曲面形状拟合系数a值能初步评估7组土样的扰动程度。层间特征拐点的连线可再拟合为旋转抛物面,抛物面体积与土样体积的比值可用来评估土样的原状性。     

青藏高原上中尺度对流系统东移传播成因

运用1998年夏季日本静止气象卫星探测反演出的红外辐射亮温资料,对青藏高原上的中尺度对流系统(MCSs)进行了自动追踪,进而对移出高原的MCSs进行了分类,在此基础上,运用空间数据挖掘中的决策树方法得到了东移出高原的MCSs与其环境物理量场之间的关系,结果表明,在400hPa上,当MCSs的中心位置位于100°E附近时,移出高原且向东南方向移动的MCSs仅与该等压面上的高度和温度有关;而向东北方向移动的MCSs仅与高度和假相当位温有关;此外,移出高原且方向向东的MCSs主要决定于等压面高度、散度、涡度和假相当位温这4个物理量值。在500hPa上,位于东经104°E以西且最终移出高原的MCSs,决定其是否移向东北方向的环境物理量因素为K指数和水汽通量散度,而影响其向东南及东方向移动的因素则较多。     

华西秋雨变异特征及其成因分析

基于华西地区373站降水数据和美国国家环境预测中心/国家大气研究中心再分析资料研究了华西秋雨的变异特征,并分析了影响华西秋雨的主要环流系统及其作用机理。结果表明,华西秋雨存在显著的年际变化特征。当华西地区秋季降雨偏多时,在对流层低层菲律宾北部存在一个异常反气旋,该异常反气旋西部的异常南风为华西地区输送暖湿水汽（水汽源地位于阿拉伯海北部-印度半岛-孟加拉湾北部-中南半岛地区）。同时在对流层中层,欧洲地区往往存在一个阻塞高压,巴湖附近受低槽控制,此环流配置有利于冷空气向南爆发到达华西地区。在对流层高层,欧亚中高纬地区存在一个显著的大气环流遥相关,该大气环流遥相关对欧洲地区的阻塞高压和巴湖附近的低压槽以及东亚环流形势的维持和发展有重要作用。进一步分析表明,菲律宾和台湾岛附近以及赤道南印度洋上的受抑制的对流活动对菲律宾北部异常反气旋的维持有重要作用。当华西地区秋季降雨偏少时,情况则往往相反。本研究结果加深了华西秋雨年际变异特征和机理的认识并对进一步提高其预测水平具有一定的应用价值。     

青藏高原东南缘次林错岩体晚白垩世—早新生代快速剥蚀

青藏高原东南缘是研究构造、地貌演化和气候变化相互作用的理想场所,前人研究主要揭示了晚始新世—早中新世和晚中新世以来的快速剥蚀事件,缺乏晚白垩世—早新生代时期地貌演化过程的研究。次林错花岗岩已有的低温热年代学数据覆盖了整个新生代时期,为探索该区域新生代早期的剥露演化历史提供了重要资料。该岩体新生代早期冷却事件是岩浆冷却单一作用的结果,还是受快速剥蚀作用的影响,目前仍然存疑,需要定量研究。因此,本文结合已有的岩石地化和年代学数据,对次林错花岗岩开展了锆石饱和温度和一维岩浆冷却模拟研究。锆石饱和温度计算结果表明次林错花岗岩的岩浆结晶温度介于647～705℃之间,属低温花岗岩。一维岩浆冷却模拟结果显示岩体侵位时的最小围岩温度为160～120℃,对应深度约为3.7～5.0 km。结合锆石和磷灰石(U-Th)/He年代学数据,本文认为该岩体在晚白垩世—早新生代时期(67～40 Ma)经历了一期剥蚀量至少为2 km的快速剥蚀事件。已发表成果的综合分析表明,此次快速剥露事件可能是整个青藏高原地区广泛存在的构造剥蚀事件,新特提斯洋的俯冲闭合与印亚板块的初始碰撞可能是触发此次大规模区域剥蚀的主要原因。     

华北地区一次对流激发重力波的卫星观测和数值模拟研究

对流激发的重力波能够向中层大气输送动量和能量,准确获取重力波主要特征对于研究中层大气的动力学和热力学结构非常重要。本文利用COSMIC(constellation observing system for meteorology,ionosphere and climate)资料,结合中尺度数值预报模式WRF(weather research and forecasting),对2010年8月4日发生在华北地区上空的一次对流激发的重力波事件进行分析。结果表明：此次事件激发的重力波在平流层以中低频重力波为主,且在平流层中垂直波长、水平波长分别为9～11 km和650～800 km,约62%的动量聚集在15～25 km高度的低平流层。在对流活动发生期间,低平流层重力波势能密度一直维持较大数值,而上平流层重力波势能密度则在对流减弱后迅速减小,且伴随着下一次对流活动的出现再次迅速增大。平流层不同高度上重力波势能密度对对流活动的响应主要与对流发展高度和背景风场有关,当对流发展较浅时,其激发的重力波在低层西风中易耗散;当对流发展较深到16 km甚至更高时,其激发的重力波接近零风层,并在东风中迅速上...     

春季强对流天气的物理量场特征及超短期预报

本文利用地区级气象台实时常规资料,分析1987年春季华东5次强对流天气过程的结果表明:春季强对流天气在能量和热力因素上反映明显,有边界层大幅度的升温增湿、sum from 350 to 500 θse高能舌、A指数>8℃、SI指数<0℃的不稳定区及地面08时至16时6小时Δθse>15℃急剧增能区等物理量场特征;而动力因素(如散度、涡度、垂直速度等)的规律不十分明显。并据此提出了春季强对流天气的超短期预报流程。