赤道西太平洋的边界层特性和通量计算

本文用中美海气联合考察3个航次的常规观测资料,分析了西太平洋赤道附近洋面上的边界层特性,平均情况下,ΔT(=T_(10)-T_s)小于-2℃,Δe(=e_(10)-e_s)近于-10hPa,近海面层的温度层结基本上呈现为不稳定层结.用层结订正后的整体输送系数方法,计算了动量通量,感热和潜热通量.在西太平洋10°N—10°S海面上,波纹比β小于0.1,潜热通量远大于感热通量,感热和潜热通量主要是从海面向大气输送.     

多普勒测风声雷达

本文简要地介绍了多普勒测风声雷达的基本原理和探测方法。指出用锁相技术可以较精确地测量多普勒频偏值。根据声雷达观测资料计算了水平风速、风向和垂直风速,并与325米气象塔上直接测量的仪器进行了比较。结果表明,两种方法测量的水平风速、风向的平均值比较接近,声雷达测量的垂直风速比塔上直接测量的结果略有偏高。用声雷达测量的水平风速、风向和垂直风速的方差都比直接测量的大。 我们用多普勒测风声雷达的连续观测资料,计算了垂直风速谱,得到了在对流边界层中垂直速度谱随高度的分布规律。在一定的频率范围内(低频部分)得到了功率谱fP(f)ocf~(+1)的规律,并将240米高度上用声雷达测量的垂直速度谱和直接测量的垂直速度谱进行了比较。     

近水面层温、湿、风廓线和湍流交换规律

本文分析了官厅水库近水面层的温、湿、风廓线规律,指出水面的波浪状况对廓线规律有影响。给出了中性层结时水面粗糙度、动力摩擦速度及阻力系数与风速和浪高的关系。得出了适用于水面的层结订正函数。还分析了不稳定层结条件下的温度廓线规律,并对温、湿、风廓线的相似性问题进行了讨论。     

复杂地形条件下三维海陆风数值模拟

本文建立了一个复杂地形条件下的三维中尺度风场预报模式,其中对边界层参数化作了较精细的处理,并对模式进行了两方面的实验。(1)在假设无系统风的条件下,模拟了复杂地形下海陆风的发生、发展和消亡过程,验证了模式的正确性;(2)以实测资料经客观分析作为模式的初始场,对1987年5月30日浙江宁波沿海地区的风场进行实况模拟,观测和模拟结果基本吻合,表明本模式对复杂地形条件下的海风扰动系统有着很好的描述能力。     

多普勒声雷达测风与直接测量仪器的观测比较

文中对多普勒声雷达测风和325 m铁塔上风速、风向仪及超声风速仪的测量值进行了观测比较。结果表明,当信噪比大于1时,两种方法测量的平均风速、风向的相关较好,风速、风向廓线较为接近;声雷达测量的垂直风速平均值和均方根差比超声风速仪的测量值略偏大。这与国外进行的观测比较结果一致。 需要指出,声雷达和直接测量仪器的观测比较中存在一定差异,特别是对比每一次的观测值就可以看出,在某些情况下还存在明显差异。进一步分析声雷达测风产生偏差的原因,对误差做出合理的订正是十分必要的。     

TOGA-COARE IOP期间的海气通量观测结果

在TOGA－COAREIOP期间用涡度相关法对海气热通量进行了船载直接观测．对垂直风速、温度和湿度湍流脉动观测数据的谱分析显示它们在高频区基本满足"－2／3次方律"．对船体简谐震荡影响的讨论从理论上证明该影响在热通量计算中可被忽略．根据以此方法得到的通量求出了中性层结条件下感热和潜热的整体输送系数分别为2．25×10－3和1．26×10－3．对海气边界层特性的分析表明该海域的近海层主要呈中性或弱不稳定层结．海气通量的变化与背景环流形势密切相关,潜热通量主要受海面风场强度的影响,而感热通量变化除了风场的影响外,层结变化也是一个重要因素．用整体输送法计算TOGA－COAREIOP期间以及TOGA期间8个航次的通量结果而得到的Bowen比约为0．1,显示潜热通量是暖池大气的主要热源．     

声雷达探测与直接测量温度结构系数的对比研究

本文用对比方法研究声雷达定量探测温度结构系数的接收因子和衰减因子,分析了接收因子与某些气象要素的关系。分析结果表明,在63米高度上接收因子E=CT,a2/CT,d2与局地稳定度有关,它随稳定度的增大而增大;E值大小还与水汽量有关,E随水汽量的增大而增大;E值大小还与高度有关,它随高度增大而减小。分析结果还表明,在稳定条件下,衰减因子LE(E160/E63)的大小与160米高度上的水平风速有关,它随风速的增大而增大。文中还对气象条件对声雷达定量探测温度结构系数的影响进行了讨论。     

C_N~2剖面的声雷达探测与直接测量

本文简要叙述了C_N~2的声雷达探测方法和直接测量的计算方法,给出在稳定和不稳定条件下用单点声雷达推得C_(N,a)~2剖面。 在80和140米两个高度的C_(N,a)~2与C_(N,d)~2进行比较,结果指出,C_(N,a)~2/C_(N,d)~2的比值与声折射率谱的斜率差异有关.最后还对谱形及其对C_(N,a)~2/C_(N,d)~2比值的影响作了初步讨论.     

边界层大气水平风速低频谱的垂直分布特征

本文根据320米气象塔上水平风速的观测资料,分析了不同天气条件下边界层大气中湍流的宽谱特性及其垂直分布结构. 结果表明,大气边界层水平风速低频谱的垂直分布是很复杂的,在不同的天气条件下,这种垂直分布特征具有明显的差异.边界层温度和风速的垂直结构也会影响到水平风速低频谱的垂直分布. 在水平风速低频谱中,除了与天气过程有关的4天周期峰值和反映气象要素日变化频率的峰值外,在十几分钟到几十分钟频率范围内还存在着几个峰值,而且有时在不同的高度上,峰值频率有所不同.这可能反映了一些中尺度系统的特征,也可能是这些中尺度系统与局地地形的综合作用所引起的.