CHARACTERISTICS OF 10-DAY MEAN SURFACE SENSIBLE HEAT FLUX VARIATIONS IN THE SCS MONSOON REGION AND POSSIBLE CONNECTIONS WITH THE SCS SUMMER MONSOON ONSET*

The time and space variations of the ten-day mean surface sensible heat flux have been analyzed in this paper based on the data of NCEP/NCAR from January of 1979 to December of 1995 in the South China Sea (SCS) monsoon region.It is found that large variations of the surface sensible heat flux standard deviations exist in the northwestern Indochina Peninsula and the Indian Peninsula regions,and their locations and strength change significantly during the onset period of SCS monsoon.The negative deviations appear evidently earlier in the Indocbina Peninsula than in the Indian Peninsula but the deviation strength in the Indian Peninsula is stronger than that in the Indochina Peninsula.The appearance of the zonal negative mean deviations in the southern part of the Indochina Peninsula corresponds to the date of the SCS summer monsoon onset,while the occurrence of the deviation decrease corresponds to the date of the South Asian monsoon onset.The sensible heat flux increases dekad by dekad before the onset of the summer monsoon in the Indian Peninsula and the Indochina Peninsula and decreases after the monsoon onset.Therefore,the surface sensible heat flux changes in the Indochina and the Indian Peninsula regions maybe have some connections with the SCS monsoon onset and the Indian monsoon onset,and the Indochina Peninsula maybe becomes the sensitive or key region to the SCS monsoon onset and the land maybe plays an important role in triggering summer monsoon onset.     

温度,盐度和风应力对南海海流模拟的影响

用美国普林斯顿大学海洋模式（ＰＯＭ）对南中国海的年平均海流进行了数值模拟,对温盐结构和风应力在海流形成中的作用进行了较详细的讨论。结果表明,仅有温盐水平不均匀分布也可以驱动海水而生成南海海流,但此种海流的结构较乱,最大流速只有３０～４０ｃｍ·ｓ－１。若温盐无水平结构,则在风应力驱动下,南海海流的结构较为有序,且最大流速可增至６０～７０ｃｍ·ｓ－１。在温盐水平分布不均匀并有风应力的作用时,生成的南海海流与仅有风应力作用时的海流场较相似,说明在南海海流的形成中,风应力的作用更为重要。海面自由高度的分析也证明了上述结论。     

青藏高原土壤温度和湿度对T106模式预报的影响

在Ｔ１０６Ｌ１９谱模式中引入青藏高原土壤温度和湿度新近资料,改进模式听地表物理过程参数化方案,作了中期预报数值试验,结果表明,青藏高原土壤温度和湿度对高原本身及我国东部,东北地区高度场和降水预报有一定影响,改进土壤参数能够有效提高模式的预报结果。     

边界层湍流输送的若干问题和大气线性热力学

总结了大气线性热力学基本理论,讨论了大气边界层的能量和物质输送交叉耦合效应,还讨论了大气系统动力过程和热力过程的交叉耦合效应。分析指出：由于动力过程和热力过程的交叉耦合效应,导致大气边界层能量和物质输送过程除了湍流输送外,还应包括大气辐散和辐合运动对能量和物质的输送。非均匀下垫面大气边界层和对流边界层辐散和辐合运动对能量和物质输送是重要的。在这个基础上,讨论了非均匀下垫面和对流边界层地表能量的平衡问题,非均匀下垫面和对流边界层陆面过程边界层参数化等问题。这些研究不仅丰富了大气边界层物理理论,而且为克服当前大气边界层物理应用中所遇到的困难提供了理论依据。     

全球地面天气报数据集错站情况分析及处理方法的研究

全面分析了全球地面天气报数据集区站号存在的问题、错误区站号的存在对使用资料的影响以及错误区站号产生的原因,提出了解决错误区站号的相应处理方法.同时,对处理后的全球地面天气报数据集区站号的情况和原数据集区站号进行比较分析.     

台风“摩羯”和“利奇马”经渤海强度变化特征分析

利用FY 4水汽云图、NCEP/FNL资料、自动站资料和ERA Interim海温资料,分析入海增强台风“摩羯”（1814）和入海减弱台风“利奇马”（1909）经过渤海强度变化特征。结论如下：台风“摩羯”中心入海增强过程伴随着中高层冷空气侵入,冷空气深入“摩羯”云系中心,台风强度减弱并逐渐消亡。台风“利奇马”入海前冷空气已经侵入台风中心,台风入海后强度减弱,暖心结构变得不对称,低层有清晰的斜压特征。“摩羯”入海前渤海上空为强辐散区,“利奇马”入海前渤海上空为弱辐合场,北上前进方向出现高空辐散有利于台风加强。台风登陆前垂直风切变与台风强度反位相分布,北上后台风垂直风切变与台风强度同位相分布。“摩羯”入海后水汽通道出现断裂,其入海增强更多依赖于热力条件和动力条件。“利奇马”水汽通量和水汽通量散度源于自身环流的贡献。台风“摩羯”入海后潜热加热率激增,“利奇马”低层维持弱潜热加热直至台风消亡。     

陆面面积平均通量的参数化问

目前,气候和大气边界层物理研究中一个十分重要的研究方向就是面积平均通量的参数化问题。本文对这一研究方向中存在的问题、可能的解决方法和目前的研究进展情况进行了阐述,简要介绍了非均匀陆面影响的高度及其尺度划分,阐述了混合高度、参考层高度（观测高度和模式第一层高度）、近地层高度、内边界层高度、平衡层高度、粗糙度副层和边界层高度等之间的关系及其在非均匀尺度划分中的作用,并且阐述了整体输送公式在不同尺度的非均匀陆面中存在的问题及相应的可能解决办法。同时还对中尺度的非均匀陆面驱动的一类非经典中尺度环流的参数化,即中尺度通量的参数化问题进行了评述。最后针对内蒙古草原实验和青藏高原实验等具体问题,提出了边界层观测和非均匀陆面参数化方法的几点问题。     

First-Order Chemistry in the Surface-Flux Layer

We have discussed the behavior of a non-conserved scalar in the stationary, horizontally homogeneous, neutral surface-flux layer and, on the basis of conventional second-order closure, derived analytic expressions for flux and for mean concentration of a gas, subjected to a first-order removal process. The analytic flux solution showed a clear deviation from the constant flux, characterizing a conserved scalar in the surface-flux layer. It decreases with height and is reduced by an order of magnitude of the surface flux at a height equal to about the typical mean distance a molecule can travel before destruction. The predicted mean concentration profile, however, shows only a small deviation from the logarithmic behavior of a conserved scalar. The solution is consistent with assuming a flux-gradient relationship with a turbulent diffusivity corrected by the Damköhler ratio, the ratio of a characteristic turbulent time scale and the scalar mean lifetime. We show that if we use only first-order closure and neglect the effect of the Damköhler ratio on the turbulent diffusivity we obtain another analytic solution for the profiles of the flux and the mean concentration which, from an experimental point of view, is indistinguishable from the first analytic solution. We have discussed two cases where the model should apply, namely NO which, by night, is irreversibly destroyed by interaction with mainly O₃ and the radioactive ²²⁰Rn. Only in the last case was it possible to find data to shed light on the validity of our predictions. The agreement seemed such that a falsification of our model was impossible. It is shown how the model can be used to predict the surface flux of ²²⁰Rn from measured concentration profiles.     

边界层参数化对海南岛海风环流结构模拟的影响

利用WRF V3.7详细分析了应用8种边界层参数化方案（YSU、MYNN2.5、MYNN3、ACM2、BouLac、UW、SH、GBM）所模拟的2014年5月25日海南岛海风环流结构的差异,其中YSU、ACM2和SH为非局地闭合方案,MYNN2.5、MYNN3、BouLac、UW和GBM为局地闭合方案。结果表明:对于海风环流水平结构的模拟,15时,YSU、ACM2、BouLac、UW和SH模拟的北部海风较强,SH和GBM的内陆风速偏大。温度与海风发展强度相对应,MYNN2.5与MYNN3模拟的岛屿温度偏低,海陆温差小,海风相对较弱。对于海风环流垂直结构的模拟,09时海风开始,但强度较小,且存在残余陆风,向内陆传播距离较短,YSU、MYNN2.5和SH方案的海风相对较强。12时,海风已呈现出较为清晰的环流结构,YSU和ACM2的海风厚度及向内陆传播距离相对强于其它方案,MYNN3的环流结构则不太明显,且向内陆推进距离短,海风相对较弱。15时,海风发展强盛,MYNN2.5和MYNN3方案模拟的海风垂直强度较小,ACM2方案的海风垂直环流特征最为明显。18时,海风的强度和扰动均有所减弱,ACM2、BouLac和UW的整体海风相对强于其它方案。21时海风已基本转为陆风,BouLac与UW的陆风环流结构最为清晰。位温、水汽及海风垂直环流强度的发展变化与海风的演变过程基本一致。造成ACM2模拟海风偏强的原因是其边界层垂直混合偏强,形成了足够的湍流混合强度所致。对于边界层高度的模拟,ACM2的边界层顶最高,这与此方案所模拟的海风强度偏大相吻合,其它方案的边界层高度与海风强度并不完全一致。      

一次极端寒潮天气过程等熵位涡分析

利用2016年1月1日至31日的FNL资料,对一次极端寒潮天气过程进行了等熵位涡分析。结果表明:高位涡主体由极涡分裂而来,前面低位涡区的阻挡与后侧低位涡大气的北上加强了位涡的经向交换,高位涡空气不断由极地向南输送,使得高位涡主体不断加强维持。高位涡在由北向南移动的同时,也由对流层顶向下输送。此次寒潮过程主要有3股冷空气由上而下发展,位置均在高空急流轴的北侧,最南端的一股下沉气流最旺盛,这是其与高空急流相互作用的结果。强盛的冷空气下沉使得寒潮影响范围触及我国华南地区。随着高位涡的向南向下传输,一方面引起对流层中高层低涡系统迅速发展,当它移到中国东部地区时,东亚大槽迅速加深,使槽后强冷空气迅速向南爆发;另一方面,在高位涡输送的过程中,其后侧有强烈的下沉运动,使得地面冷高压快速发展,导致强寒潮天气的爆发。