水、陆不均匀条件下大气边界层结构的模拟研究

应用2004年白洋淀野外观测实验资料,对白洋淀地区水、陆不均匀分布条件下的大气边界层开展了数值模拟试验,结果表明:由于下垫面的热力差异,在360多km2的白洋淀地区,地表特征分布的不均匀可以引发弱的局地环流,影响大气边界层内温度和湿度的空间分布;在500m高度以下,下垫面不均匀分布对湍流动能有明显影响.最后将模拟结果与观测资料进行了对比检验.     

1998年7月河套气旋强烈发展时的暴雨过程分析

采用位涡理论对1998年7月4—7日的一次河套气旋强烈发展中的暴雨过程进行分析。结果表明:此次夏季河套气旋的强烈发展是在高层正位涡平流和低层暖平流的共同作用下产生的。高空双急流结构产生的强烈辐散加强了低层辐合，有利于气旋的加强。强降水出现在河套气旋强烈发展过程中，是由高层冷空气与季风涌带来的西南暖湿气流辐合而引起的大尺度降水过程。在这次气旋强烈发展过程中，对流层低层到中上层均出现强的上升气流，使得南方深厚的暖湿空气不断随西南风流入暴雨区上空。暴雨发生时，华北地区处于地面Ω型的θ_se高能舌之中，其上空500 hPa存在一个由大尺度动力强迫形成的东北—西南向的非地转湿 Q 矢量辐合带，对流云带与 Q 矢量辐合中心有非常好的对应关系。     

重视探究过程 引导发现之旅

大气环流是全球性有规律的大气运动，它使高低纬之间、海陆之间的热量和水汽得到交换，对全球的热量和水量平衡有重要作用，也是天气和气候形成的重要因素。为了突破难点，可以将本课分解成6个小环节，一步步地引导学生探究和发现。首先探究地表均匀、地球没有自转、只考虑地球各纬度冷热不均时的全球性大气环流，让学生发现“冷热不均使其动”；其次探究考虑地转偏向力因素时的全球性大气环流，让学生发现“地转偏向力使其偏”，全球最终形成6个风带、7个气压带；第三步探究太阳直射点随季节变化而南北移动时气压带和风带的变化，让学生发现“太阳直射点季节变化使其移”；第四步探究地表不均如海陆分布对气压带的影响，     

农林复合系统生态边界层特性的三维数值模拟

该文介绍了一个包含地形起伏和地面植被效应的三维生态边界层模式,与经典的边界层气象学模式相比,模式更加细腻地考虑了与农林作物生长过程有关的热力、动力学作用,诸如植被冠层引起的辐射减弱,叶面气孔引起的水汽蒸腾,以及不同土壤质地引起的热量传输等。模式较成功地模拟了我国黄淮海平原中心区大面积农林复合生态系统的生态边界层结构及其热力、动力学特性,模式的输出结果与野外的低空探测实验作了比较,其一致性是令人满意的。     

贵州MCC的诊断分析

在对3个影响贵州的MCC个例卫星云图特征进行统计分析的基础上,用准地转Q矢量及其散度、旋度、准地转锋生函数和位势涡度对其进行了诊断分析,发现这些诊断场的强度变化与MCC及其暴雨的发生及发展有很好的对应关系。     

均匀基流中非线性行波解的稳定性及其存在条件

本文利用地转动量近似＾「１」并结合行波解的方法,研究了均匀基本气流中的层结大气非线性波动,首先由绝热无磨擦的闭合方程组导得关于垂直Ｐ速度的单一变量的非线性方程,然后讨论了非线性方程解的稳定性,并求得近似的非线性方程的椭圆余弦波和孤立波解及其存在条件。     

沿海地区大气边界层扩散特征探讨

利用辽东湾近地层三轴风速仪资料分别计算不同稳定度的大气扩散参数及湍流强度。并将不同情况下的大气扩散参数及湍流强度进行了比较。结果表明 :在地形相对平坦的辽东湾 ,在不同的稳定度下 ,σy 和σz值均略大于同级布里格斯公式的计算值。在不稳定条件 (C、B类 )下 ,湍强值最大。     

静止均匀环境中气泡射流特性的研究--数学模型及试验资料的分析(Ⅰ)

已往对气泡射流的理论研究,主要集中在半经验和积分模型方面,对流动结构揭示很少.给出了气-液两相流两方程湍流模型.为了加深对气泡射流规律的理解和为数值计算建立对比基础,提出了一组参考量,对Sun和Faeth的试验资料进行了整理.     

来流速度型对立方体顶部湍流回流区影响的数值分析

为了研究不同上游来流速度型变化对立方体顶部表面是否会在前角附近产生分离、分离程度和附着情况,在对有关的实验数据进行分析比较的基础上,使用标准k-ε模型,说明立方体顶部在什么情况下会出现回流和附着,并提出附着长度Z_R和上游来流速度型u=y^1/m直接相关。同时计算结果表明：Z_R随着m的减小而增大;当m大于7时,在立方体块上部产生较严重的分离而不会有附着,这时出现Z_R>1.0。     

风沙流中沙粒随机运动的数值模拟研究

通过对描述沙粒垂向运动速度脉动分量的随机微分方程的直接求解,获得了风沙流中沙粒运动的随机轨迹。结果表明,由于沙粒垂向脉动速度的影响,沙粒的轨迹与不考虑其垂向脉动速度的情形存在明显不同。在此基础上,通过对大量轨迹的统计计算,得到了沙粒浓度的分布规律。