黄土高原复杂地形上边界层低空急流对近地层湍流的影响

利用中尺度气象数值模式（Weather Research and Forecasting Model,WRF）模拟风场,结合兰州大学半干旱气候与环境观测站（Semi-Arid Climate and Environment Observatory of Lanzhou University,SACOL）湍流观测资料,分析了黄土高原复杂地形上稳定边界层低空急流对近地层湍流活动的影响.黄土高原复杂地形上稳定边界层低空急流的形成与地形作用引发的局地环流有关.低空急流对近地层湍流活动有强烈影响,剪切作用使小尺度湍涡活动加剧,湍动能增大,同时非平稳运动被压制.低空急流发生时,观测数据有87.3%是弱稳定情形（梯度理查森数小于0.25）;而无低空急流时,对应时段的观测表明65.4%属于强稳定层结（梯度理查森数大于0.3）,非平稳运动造成湍流功率谱在低频端迅速增大.与无低空急流和弱低空急流情形相比,强低空急流发生时,近地层湍动能增大1倍,湍动能在垂直方向上的传递增大1个量级,且方向向下,约为-3 × 10^-3 m³·s^-3,湍流在上层产生并向下传递.     

洱海湖气界面水汽和二氧化碳通量交换特征

基于2012年涡动相关法取得的洱海湖气之间湍流通量资料,计算了湖面反照率、空气动力学粗糙度和整体输送系数等湖气交换过程的基本物理参数;分析高原湖泊表面动量通量、感热通量、潜热通量和二氧化碳通量的变化特征及其主要的控制因子;采用神经网络法对缺失蒸发量数据进行填补,估算了洱海湖面全年蒸发量。2012年全年蒸发量为（1165±15）mm,大于年实际降水量（2012年的年降水量为818mm）。洱海局地环流在全年范围内较显著;全年主导风向为东南（谷风／湖风）和西北风（山风／陆风）。高原湖泊感热通量通常只有每平方米几十瓦,通常午后感热通量为负值;即湖面向大气输送热量。夏季湖泊大气界面感热通量最大值出现在清晨,与湖气温差的出现时间一致;在白天湖面的有效能量主要分配为潜热通量;湖气温差和水汽压差分别是感热通量和潜热通量日变化的主要控制因子。湖气界面二氧化碳通量除夏季存在弱的吸收外,其余季节（冬季）表现为弱的排放。湖面反照率的季节变化规律与太阳高度角的季节变动有关,同时湖面反照率与水的浑浊度等有关。与实际观测得到的湖面反照率相比,CLM4湖泊模式在冬季低估（夏季高估）了湖面反照率。     

一次东北冷涡暴雨的水汽输送特征和位涡分析

通过对2010年7月27~29日吉林省一次较大范围的冷涡暴雨、大暴雨过程进行诊断分析,建立了此类暴雨的天气概念模型：200 hPa呈现“两脊一槽”型,高空急流呈辐散状位于吉林省上空,急流中心最大风速≥60 m/s;500 hPa东北冷涡强烈发展,鄂海阻高稳定维持是此次强降水发生的重要天气系统,中心最大风速≥20 m/s的偏西风急流带横穿吉林省中部;850 hPa风速≥12 m/s的3条急流带在吉林省中东部地区交汇,形成低层辐合、高层辐散的气旋性涡度柱,较强的垂直上升气柱一直向上伸展到500 hPa附近,极有利于对流的发展和强降水的维持。通过计算整层水汽通量与吉林省逐6 h平均降水量的相关矢量场,结果表明：偏西、偏南及偏北3条水汽通道在吉林省中南部汇集是此次强降水发生的重要条件,暴雨落区与整层水汽通量汇合区密切相关,水汽输送以经向(南北方)水汽流入为主。暴雨期间具有较好的动力、热力及能量条件,特别是湿对流有效位能明显偏强,强降水出现在对流有效位能 (CAPE)值由极大值开始下降的过程中。干侵入是激发冷涡发生、发展的动力条件之一,≥1 PVU(位涡单位)的高位涡舌在下降的过程中,同时南移,与中部地区强降水落区自北向南移动相吻合。     

一次梅雨锋暴雨与中-β尺度低涡及小高压的关系

利用NCEP再分析资料、常规观测资料和WRF中尺度数值模式,对2010年6月19—20日江西特大暴雨过程进行数值模拟及诊断分析。结果表明,此次过程中,中-β尺度小高压的维持和破坏对雨带的生成与发展有显著的影响。由于小高压的存在,阻挡了北方弱冷空气南下,不利于强降水发生。当小高压减弱消失时,冷、暖气流的交汇引发强烈辐合上升运动,从而触发强降水。中-β尺度小高压的产生维持、消亡与高空急流的非地转质量调整有关。中尺度低涡的稳定维持、弱冷空气南下、高空急流动量南扩、低层西南急流维持等多个因素共同导致了大暴雨的产生。     

台风“达维”迅速加强数值模拟研究

利用WRF模式（V311）对0518号台风“达维”(Damrey)进行了72 h的数值模拟。重点分析了影响台风强度迅速加强的可能机制,结果表明：①缓慢加强阶段,东风波与台风高层环流相互作用形成一条东北—西南走向的外流通道,加强台风高层辐散流出,有利于台风强度加强;垂直风切变在积分前12 h减小,台风迅速加强与垂直风切变减小间存在滞后性。②迅速加强阶段,低层指向台风中心的水汽通量大大增加;海表面热通量、潜热通量和水汽通量持续增强,海表面潜热通量对台风的能量贡献远大于热通量。③台风眼壁附近的条件性对称不稳定机制激发斜升气流,倾斜涡度发展引起中心附近相对涡度增大,台风整体强度得到加强。     

台风远距离影响下的大暴雨对流涡度矢量分析

利用常规观测资料、NCEP再分析资料、自动站资料和卫星云图资料,对2010年7月16-19日台风远距离影响下的川陕大暴雨天气过程从对流涡度矢量进行诊断分析.结果表明:高θε区位于西南涡偏南侧暖湿气流端,大暴雨区即位于此处;大暴雨中心等θε线随高度近于垂直分布,θε高值区呈“漏斗”状结构,从低层到对流层顶均为90％的相对湿度.东北—西南向的倾斜高空急流加强了急流入口区右侧的高层辐散,造成大暴雨区强而深厚的垂直上升运动.强降水中心低层为东南风,中层为西南风,高层为西北风,对流不稳定性很大;西风分量u在中层垂直切变较大,南风分量v在中高层垂直切变较大.大暴雨出现在对流涡度矢量(CVV)垂直分量和气柱云水量二者大值重合区.     

用涡度场捕捉台风“鲇鱼”的动态

用涡度场跟踪"鲇鱼"台风的移动过程,揭示出涡度场能提前捕捉台风"鲇鱼"的动态变化,具有超前的预报能力。     

2011年9月河南省持续性连阴雨天气特征分析

依据常规观测资料和风云卫星射出长波辐射以及地面入射长波辐射资料,利用客观分析方法,对2011年9月河南省持续性连阴雨天气进行了综合分析。结果表明：在500hPa乌拉尔山阻塞高压稳定维持、西太平洋副热带高压带西伸的环流背景下,700hPa低空切变线和低空西南急流共同作用造成持续性连阴雨天气。我国南海和印度洋的两条水汽输送带为连阴雨天气提供了充沛的水汽和热量。极涡偏向西半球,有利于西伯利亚高压脊的发展。亚洲东北部上空低槽稳定维持,有利于引导暖湿空气在黄河以北地区聚集。OLR负距平,表示与历年同期相比,降水强度越强和持续时间越长。SSI日累积值越低,表明降水强度越大,地面接收的入射长波辐射越小;SSI日积累低值中心的移动与雨区中心的移动相吻合。     

2012年夏季西南涡加密观测科学试验

在2010、2011年西南涡加密观测科学试验的基础上,中国气象局成都高原气象研究所又成功实施了2012年我国西南涡加密观测科学试验。本文总结了2012年西南涡加密观测科学试验的总体方案,重点介绍了这次西南涡加密观测科学试验在西南区域天气预报业务、数值天气预报中的具体应用,最后指出:西南涡加密观测科学试验的实时业务应用,对于提高灾害性天气预报能力具有重要作用。     

Simulation of Volume and Heat Transport along 26.5°N in the Atlantic

The observed meridional overturning circulation (MOC) and meridional heat transport (MHT) estimated from the Rapid Climate Change/Meridional Circulation and Heat Flux Array (RAPID/MOCHA) at 26.5°N are used to evaluate the volume and heat transport in the eddy-resolving model LASG/IAP Climate system Ocean Model (LICOM). The authors find that the Florida Current transport and upper mid-ocean transport of the model are underestimated against the observations. The simulated variability of MOC and MHT show a high correlation with the observations, exceeding 0.6. Both the simu-lated and observed MOC and MHT show a significant seasonal variability. According to the power spectrum analysis, LICOM can represent the mesoscale eddy characteristic of the MOC similar to the observation. The model shows a high correlation of 0.58 for the internal upper mid-ocean transport (MO) and a density difference between the western and eastern boundaries, as noted in previous studies.