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An Approximation of the Steady Gravity Wave Induced by Mountainous Topography
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作者 许鹏程 左群杰 《理论物理通讯:英文版》 SCIE CAS CSCD 2019年第2期253-258,共6页
An approximation of the orography gravity wave, which is induced by mountainous topography, is considered in this study. By assuming that the horizontal wind is a linear function with respect to the height, the approx... An approximation of the orography gravity wave, which is induced by mountainous topography, is considered in this study. By assuming that the horizontal wind is a linear function with respect to the height, the approximating equation for the orography gravity waves is obtained. Four topography functions are considered in this study and the orography gravity wave are obtained. The dynamics of the orography gravity wave is then discussed by considering the effect of the surface topography and background horizontal wind. 展开更多
关键词 GRAVITATIONAL WAVES extreme-mass-ratio-inspirals supermassive black hole
龙卷生成动力学初探 预览
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作者 左群杰 杨帅 《气象科技进展》 2018年第2期24-27,35共5页
初步探讨了龙卷生成的动力学因素,其中包含垂直运动的产生、能量的集中和释放以及涡旋的发展.强对流中的强垂直运动取决于对流层中层水平运动的风速,对流层中层大风的出现是强对流发展的信号,也是一种预报指标.同时,大的垂直运动必造成... 初步探讨了龙卷生成的动力学因素,其中包含垂直运动的产生、能量的集中和释放以及涡旋的发展.强对流中的强垂直运动取决于对流层中层水平运动的风速,对流层中层大风的出现是强对流发展的信号,也是一种预报指标.同时,大的垂直运动必造成大气中层及其以下的强辐合,因此中层以下的强辐合区也是一个预报积云发展的重要指标.在能量分析过程中最主要的是寻找能量辐合线.如果这条辐合线遇到了较大的垂直运动上升区,会使能量在这条辐合线的垂直运动最大上升区处得以释放,使积云系统进一步发展.在较平坦的地带如果辐合线及能量极值线上出现较大的浮力旋度,则会产生涡旋.这种涡旋又进一步引起速度的变化及垂直运动的形成,促进旋转区垂直运动的加强,形成极小范围的涡旋柱,即出现龙卷. 展开更多
关键词 龙卷 动力 涡旋
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一次辽东湾飑线过程的观测与数值模拟分析 预览
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作者 张哲 周玉淑 《大气科学》 CSCD 北大核心 2018年第5期1157-1174,共18页
利用观测资料和高分辨率数值模拟资料对2014年6月26日发生在辽东湾北部的一次飑线过程进行了分析。本次飑线发生发展期间,对流层中层存在正在发展加深的槽,近地面则是偏南暖湿气流和西北干冷气流交汇形成的辐合线,天气尺度环境强迫较强... 利用观测资料和高分辨率数值模拟资料对2014年6月26日发生在辽东湾北部的一次飑线过程进行了分析。本次飑线发生发展期间,对流层中层存在正在发展加深的槽,近地面则是偏南暖湿气流和西北干冷气流交汇形成的辐合线,天气尺度环境强迫较强,有利于强对流的触发和发展。此次飑线发生发展于地面辐合线的南段。对比分析表明模拟结果和实况观测较为一致。对辐合线北段对流较快消散,而南段对流得以继续发展成为飑线的原因进行了分析。结果表明,与北段相比,南段环境水汽更为丰富,对流有效位能大,水平风的垂直切变适宜。此外,南段环境还受海风锋导致的增湿、降温以及辐合带来的弱上升气流的影响。以上因素是导致辐合线北段对流较快消散而南段对流可以较长时间维持,并发展成为飑线系统的主要原因。本次飑线在成熟时期的气压场成显著的"高—低"结构分布。对流云区中部存在一个中高压,而尾流低压区位于对流云区后部与层状云区交界处。高压后部是一个强烈的地面辐散区,风速较大。飑线成熟时期中主要存在两支气流,前向入流在飑线前方低层流入,带入暖湿空气并在对流云区抬升,随后分成两支在飑线高层向前向后流出。后向入流在飑线后方中层流入,带入干冷空气并下沉,随后在近地面辐散流出。对飑线的对流云区、尾流低压区、层状云区及飑线后方的模拟探空展现了飑线不同区域的环境场特征。 展开更多
关键词 飑线 发展机理 中尺度结构
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青藏高原上空一次重力波过程的识别与天气影响分析 预览
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作者 李驰钦 左群杰 +1 位作者 鲁蓉 《气象学报》 CSCD 北大核心 2018年第6期904-919,共16页
应用再分析资料、多套卫星反演资料和WRF中尺度数值模拟资料,识别了2005年1月10日青藏高原上空一次重力波过程,以及重力波对青藏高原西部降雪的影响.结果表明,此次重力波位于急流出口区的左方,以西南-东北走向覆盖青藏高原大部分地区.... 应用再分析资料、多套卫星反演资料和WRF中尺度数值模拟资料,识别了2005年1月10日青藏高原上空一次重力波过程,以及重力波对青藏高原西部降雪的影响.结果表明,此次重力波位于急流出口区的左方,以西南-东北走向覆盖青藏高原大部分地区.大尺度的冷暖平流相间分布和不断增强的非平衡流为重力波的形成提供了有利背景场.小波交叉谱分析显示垂直涡度与水平散度在对流层中层满足重力波的极化性质,在青藏高原西部的上升支对应有降雪过程发生.WRF可以较好地再现这一过程,并且能够模拟出再分析资料中无法分辨的中尺度重力波.数值模拟表明,青藏高原近地面强烈非绝热加热使得低层大气静力不稳定,在近地面暖区触发对流后引起高层凝结释放潜热,低层融化冷却,有利于激发重力波,并在其上升支产生固态凝结物,随后到来的冷气团提供了有利的水汽输送条件,大范围的弱抬升运动取代了原间隔进入降雪区的强对流上升支,使得固态凝结物得以落至地面,最终在青藏高原西部形成本次降雪过程. 展开更多
关键词 重力波 WRF模式 青藏高原 冬季降雪 对流
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气候系统模式对南亚高压气候特征的模拟比较研究 被引量:2
5
作者 董敏 吴统文 +1 位作者 左群杰 《高原气象》 CSCD 北大核心 2018年第2期455-468,共14页
应用国家气候中心气候模式(BCCCSM1.1)CMIP5和AMIP试验结果对模式模拟南亚高压的能力进行了评估。结果表明,BCCCSM1.1模式对作为北半球高层大气环流活动中心的南亚高压有较好的模拟能力。它能够模拟出南亚高压的气候平均状态、季节变... 应用国家气候中心气候模式(BCCCSM1.1)CMIP5和AMIP试验结果对模式模拟南亚高压的能力进行了评估。结果表明,BCCCSM1.1模式对作为北半球高层大气环流活动中心的南亚高压有较好的模拟能力。它能够模拟出南亚高压的气候平均状态、季节变化,对南亚高压脊线的位置、高压中心的位置及其季节变化也有较好的模拟。模式存在的主要问题是高度场和南亚高压强度的模拟结果较观测明显偏弱;模拟的脊线位置在冬半年要比观测略偏南;模拟的南亚高压中心在某些月份与观测有出入,例如,5月南亚高压中心的模拟较观测偏西,夏季南亚高压的双中心的位置与实际也略有差异;模拟的南亚高压强度偏低与多种因素有关。比较耦合模式与单独大气模式模拟的南亚高压强度发现,在给定观测海温的条件下,模拟的误差减小13%~15%。因此可以认为耦合模式的误差大部分来自大气分量。海洋模拟的改进虽然对总体的模拟结果有所改进但贡献不大;比较T106和T42两种分辨率的模式对南亚高压进行模拟结果发现,分辨率的提高明显减小了南亚高压及全球100 h Pa位势高度场的模拟误差。为验证地形强迫对模拟结果的影响,进行了改变青藏高原地形高度的试验,结果表明青藏高原地形高度对南亚高压的强度有明显的影响,高原高度升高将会促使南亚高压及更大范围的高层位势高度场增强。因此,正确给定高原地形这一模式的下边界条件,对模拟结果的改进有重要作用。 展开更多
关键词 南亚高压 模拟 评估
我国暴雨形成机理及预报方法研究进展 预览 被引量:1
6
作者 周玉淑 冉令坤 《大气科学》 CSCD 北大核心 2018年第4期833-846,共14页
本文分别从华南前汛期暴雨、江淮流域梅雨锋暴雨、华北和东北暴雨以及暴雨预报方法等方面回顾了我国近年来在三大主要雨带的观测、数值模拟、动力机理及诊断分析和预报方法方面取得的进展,指出了华南前汛期暴雨、江淮梅雨锋暴雨及华北... 本文分别从华南前汛期暴雨、江淮流域梅雨锋暴雨、华北和东北暴雨以及暴雨预报方法等方面回顾了我国近年来在三大主要雨带的观测、数值模拟、动力机理及诊断分析和预报方法方面取得的进展,指出了华南前汛期暴雨、江淮梅雨锋暴雨及华北东北暴雨研究取得的新认识,认为华南前汛期暴雨的形成机理主要是发生在低空南风向北推进过程中,由海岸线及地形抬升而产生位势不稳定造成强上升运动,以及由于南风低空急流向北发展时产生急流前部的辐合而发生流线分叉使低层低涡发展,促进垂直运动加强或使正涡度集中促使垂直运动发展而造成暴雨;江淮暴雨生成机制主要与对称不稳定、涡度场变化及β中尺度对流线有关;而华北东北暴雨过程中的非均匀饱和引起的局部湿度集中特点较为明显,中高层干冷空气入侵引起的不稳定和动量下传及高空中尺度急流增强引发的高层局地辐散增强对暴雨发生有重要作用。目前,新型探测资料已经用到暴雨研究和预报中,具有自主知识产权的GRAPES-MESO和GRAPES-GFS系统已经实现业务化,并在集合数值预报方面取得显著进步,且动力因子暴雨预报方法在很多省市气象台得到推广应用。虽然暴雨机理研究和预报已经取得以上诸方面的长足进步,但是也还存在不少问题,需要加强基于观测的暴雨中尺度系统的理论研究、数值模式动力框架和物理过程描述的改进、资料同化理论技术的发展及人工智能技术如何用到大气科学的研究和业务应用等,以期在我国暴雨中尺度系统的三维精细结构、发生发展机理和预报理论和方法研究方面取得更大进步。 展开更多
关键词 暴雨 形成机理 预报方法 研究进展
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台风“彩虹”(2015)高分辨率数值模拟及涡旋Rossby波特征分析 预览
7
作者 焦亚音 冉令坤 +2 位作者 李娜 周冠博 《物理学报》 EI CSCD 北大核心 2017年第8期335-354,共20页
采用中尺度数值预报模式对2015年22号台风"彩虹"进行高分辨率的数值模拟,成功地模拟出台风"彩虹"的移动路径、强度和降水分布,尤其是在台风登陆前后,模拟结果与实况比较接近.以此为基础,利用模式输出资料,分析台风的动力、热力精细... 采用中尺度数值预报模式对2015年22号台风"彩虹"进行高分辨率的数值模拟,成功地模拟出台风"彩虹"的移动路径、强度和降水分布,尤其是在台风登陆前后,模拟结果与实况比较接近.以此为基础,利用模式输出资料,分析台风的动力、热力精细结构和台风雨带的宏观特征.眼墙处具有低层径向入流、高层径向出流的动力配置.在眼墙附近,同时存在切向风速高值区、垂直上升区、正温度距平区,并随高度向外侧倾斜,雷达回波较强,对流系统比较深厚.次级雨带、主雨带和远距离雨带的雷达回波相对较弱,对流系统垂直厚度略小.再利用尺度分离方法,得到涡旋Rossby波的扰动场资料,进一步分析涡旋Rossby波的特征.1波、2波同时朝切向和径向传播,1波的振幅明显大于2波.研究结果表明,1波、2波正涡度扰动对应强雷达回波,存在强对流活动.降水区上空的垂直涡度扰动呈上正下负的配置,与水平散度扰动的垂直配置相似时,会加强低层辐合和高层辐散,有很强的垂直上升运动,有利于对流系统发展,降水增强.1波、2波扰动的动力配置影响了对流系统的发展,并对降水强度和分布有一定的诊断作用. 展开更多
关键词 涡旋ROSSBY波 螺旋雨带 台风
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2008年初东亚高空急流变化的可能原因及其对我国南方低温雨雪冰冻灾害的影响 预览 被引量:2
8
作者 左群杰 孙效功 《气候与环境研究》 CSCD 北大核心 2017年第4期381-391,共11页
利用欧洲中期预报中心再分析数据和中国气象局提供的降水数据分析了2008年1月到2月初东亚急流对我国南方雨雪冰冻灾害的影响,并给出东亚急流变化可能的原因。东亚急流强度和位置的变化引起其入口区的垂直运动的变化,从而使得我国南方降... 利用欧洲中期预报中心再分析数据和中国气象局提供的降水数据分析了2008年1月到2月初东亚急流对我国南方雨雪冰冻灾害的影响,并给出东亚急流变化可能的原因。东亚急流强度和位置的变化引起其入口区的垂直运动的变化,从而使得我国南方降雨的位置和强度发生改变。为了研究灾害发生期间东亚急流变化的原因,利用扰动动能方程分析了与东亚急流有关扰动动能以及方程各项的变化,结果表明:扰动动能的变化能够很好的表示东亚急流的变化;扰动位势平流对扰动动能的发展至关重要。东亚急流北部弱风区存在较小的扰动动能中心,位势通量矢量将这个中心的扰动动能输送到东亚急流的入口区并辐合,使得东亚急流增强。 展开更多
关键词 雨雪冰冻灾害 垂直运动 扰动动能 扰动位势通量
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登陆台风“凡亚比”(1011)合力散度特征诊断研究——垂直分布特征 预览
9
作者 许娈 崔晓鹏 +1 位作者 任晨平 《大气科学》 CSCD 北大核心 2016年第5期920-932,共13页
本文利用2010年1011号台风“凡亚比”登陆过程高分辨率数值模拟资料,诊断分析了“凡亚比”台风环流合力散度的垂直分布及其演变特征。结果指出,合力散度的显著区一直与台风系统相伴随,可以有效地示踪热带气旋(Tropical Cyclone,简称TC... 本文利用2010年1011号台风“凡亚比”登陆过程高分辨率数值模拟资料,诊断分析了“凡亚比”台风环流合力散度的垂直分布及其演变特征。结果指出,合力散度的显著区一直与台风系统相伴随,可以有效地示踪热带气旋(Tropical Cyclone,简称TC)的移动,并能较好地识别TC强度、结构的发展演变。台风中心偏东一侧流入层的合力散度异常信号首先出现并发展,反映出环流的非对称特征。随着台风趋于成熟,合力散度逐渐增强,高度扩展,对称性也逐渐增加;台风中心上空为合力辐合,外围为合力辐散,垂直方向上合力辐合与辐散相间的结构对应上升运动极值区及强降水,即对应台风眼墙位置。合力散度面积指数和强度指数的分析指出,垂直方向上辐合与辐散面积指数负相关;各层的合力辐合强度指数普遍大于辐散强度指数,垂直方向上两强度指数呈显著的正相关关系;结合面积指数与强度指数,可知垂直方向上合力辐合与辐散此消彼长。运用合力散度方程对该垂直分布特征的成因展开分析,发现风速u分量平流随经度变化项和风速v分量平流随纬度的变化项是TC眼区合力辐合部分的主要贡献项,垂直运动项决定了TC眼墙的合力辐合与辐散相间的垂直分布特征。 展开更多
关键词 台风 合力散度 垂直分布 模拟诊断
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降水定量分析规范体系及应用研究 预览
10
作者 李小凡 翟国庆 《气象科技进展》 2016年第3期62-66,共5页
简明介绍降水定量分析规范体系及其成功应用于研究降水系统结构、发展新的对流层状降水分解方案、合理定义最大降水和降水效率、解释热带降水日变化和降水对辐射及冰云响应的物理机制和分析降水模拟时空上限。结果表明,以地面降水方程... 简明介绍降水定量分析规范体系及其成功应用于研究降水系统结构、发展新的对流层状降水分解方案、合理定义最大降水和降水效率、解释热带降水日变化和降水对辐射及冰云响应的物理机制和分析降水模拟时空上限。结果表明,以地面降水方程为核心的降水定量分析规范体系,为定量降水分析研究提供了动力、热力和云微物理过程统一的物理框架。 展开更多
关键词 定量降水分析 规范体系
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The Mesoscale Balance and Imbalance and the Corresponding Potential Vorticity Inversion from the View of Helicity
11
作者 周菲凡 左群杰 《气象学报:英文版》 SCIE CSCD 2016年第4期559-571,共13页
The static balance and the geostrophic balance are the common balances in meteorology.All the synoptic systems and most of the mesoscale systems satisfy the above two balances.However,due to the strong convection and ... The static balance and the geostrophic balance are the common balances in meteorology.All the synoptic systems and most of the mesoscale systems satisfy the above two balances.However,due to the strong convection and non-geostrophic feature,many mesoscale systems usually present as static imbalance,and the quasi-geostrophic approximation is no longer attainable.This paper tried to find out a kind of balance that exists for mesoscale convective system.To do this,the concrete mathematics definitions for balance and imbalance equations were defined.Then,it is proposed that the new balance equation should include the divergence,vorticity,and vertical motion simultaneously,and the helicity equation was a good choice for the basis.Finally,the mesoscale balance and imbalance equations were constructed,as well as a new balance model that was based on the helicity,horizontal divergence,vertical vorticity,continuity,and thermal dynamic equations under same approximations.Moreover,the corresponding potential vorticity(PV)inversion technique was introduced.It was pointed out that by using the PV conservation and the potential temperature conservation,the flows of the mesoscale balance model can be deduced,and their comparison with the real fields would give the degree of the imbalance. 展开更多
关键词 HELICITY mesoscale balance mesoscale imbalance PV inversion
台风莫拉克动力结构的高分辨率数值模拟及诊断分析 预览 被引量:3
12
作者 周冠博 冉令坤 +1 位作者 李娜 《气象》 CSCD 北大核心 2015年第6期727-737,共11页
本文利用中尺度非静力数值模式WRF对2009年8号台风莫拉克进行了高分辨率数值模拟,模拟过程采用三重嵌套,最高分辨率为2 km,共积分72 h(3 d)。对实际观测资料与模式模拟结果进行了细致对比和验证分析,结果表明,"莫拉克"台风... 本文利用中尺度非静力数值模式WRF对2009年8号台风莫拉克进行了高分辨率数值模拟,模拟过程采用三重嵌套,最高分辨率为2 km,共积分72 h(3 d)。对实际观测资料与模式模拟结果进行了细致对比和验证分析,结果表明,"莫拉克"台风的发展演变以及登陆过程得到了较好模拟再现,模拟的台风路径与观测路径较为一致,同时"莫拉克"台风的强度演变过程以及主要的雷达回波特征也有较好再现。利用物理量广义波作用密度因子对"莫拉克"引发的暴雨过程进行诊断分析,结果表明,波作用密度的异常值区始终伴随着降水区的发展而起伏变化,两者在水平分布和时间演变趋势上都较为相似,表明"莫拉克"台风降水活动受波动影响明显,广义波作用密度能够综合表征莫拉克台风降水系统动力场和热力场扰动的典型垂直结构,对强降水落区有较好的指示作用。 展开更多
关键词 台风 数值模拟 诊断分析 波流相互作用
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2008年1月贵州冻雨的数值模拟和层结结构分析 被引量:7
13
作者 张昕 王瑾 《高原气象》 CSCD 北大核心 2015年第2期368-377,共10页
针对2008年初发生在贵州地区的严重冻雨过程,分别从环流背景、低空急流和水汽输送条件等方面分析了准静止锋维持的原因,并选取本次灾害最严重的第3次过程为典型个例,利用WRF模式针对准静止锋影响下的贵州冻雨进行数值模拟来研究冻雨的... 针对2008年初发生在贵州地区的严重冻雨过程,分别从环流背景、低空急流和水汽输送条件等方面分析了准静止锋维持的原因,并选取本次灾害最严重的第3次过程为典型个例,利用WRF模式针对准静止锋影响下的贵州冻雨进行数值模拟来研究冻雨的发生机制。模拟结果较好地反映出高低空环流形势场特征,强雨雪降水带的走向、落区,以及地面温度的分布,均与观测基本吻合。通过分析高分辨率模式的模拟结果,揭示了准静止锋上贵州地区冻雨的层结结构特征及云物质在冻雨区的分布特征。研究结果表明,贵州中部的冻雨区除一般的三层结构(包含冰晶层、暖层和冷层)外,还具有典型的两层结构特征,即:高空的固体降水粒子稀少,900~600 h Pa深厚的逆温层和0℃以上的暖层使中低空存在大量液态粒子,下落的液滴经过近地面的浅薄冷层,形成大量过冷却雨滴,而后降落至地面迅速冻结。 展开更多
关键词 贵州冻雨 数值模拟 云物理过程 两层结构
台风“鲇鱼”(1013)路径突变过程的成因分析 预览 被引量:4
14
作者 许娈 崔晓鹏 +1 位作者 黄永杰 《大气科学学报》 CSCD 北大核心 2015年第5期658-669,共12页
利用NCEP提供的GFS(Global Forecast System)再分析资料,对2010年西北太平洋最强台风"鲇鱼"(1013)路径突变的成因开展诊断分析,研究其影响系统、引导气流的演变特征等,并运用CPS(Cyclone Phase Space)方法对其生命史中的热力结... 利用NCEP提供的GFS(Global Forecast System)再分析资料,对2010年西北太平洋最强台风"鲇鱼"(1013)路径突变的成因开展诊断分析,研究其影响系统、引导气流的演变特征等,并运用CPS(Cyclone Phase Space)方法对其生命史中的热力结构演变过程进行定量描述,重点分析路径突变前后各因子的变化。结果表明,"鲇鱼"移入南海后,冷空气南侵导致其热力结构发生变化,台风环流右侧较暖,此时引导气流微弱,"趋暖"运动占主导,首先引起路径向右偏转,随后引导气流转为西南气流并逐渐增强,在二者共同作用下,"鲇鱼"路径持续右转,逐渐向东北方向移动,完成路径突变。 展开更多
关键词 台风“鲇鱼” 路径突变 引导气流 热力结构 诊断分析
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北京“7.21”暴雨的不稳定性及其触发机制分析 预览 被引量:20
15
作者 刘璐 冉令坤 +1 位作者 周玉淑 《大气科学》 CSCD 北大核心 2015年第3期583-595,共13页
本文利用WRF模拟的高分辨率资料对2012年7月21日北京特大暴雨过程的对流不稳定和条件对称不稳定性及其触发和维持机制进行了诊断分析.分析结果表明:(1)在临近暴雨发生时刻及暴雨初期,大气低层主要以对流不稳定为主,随后对流触发,不... 本文利用WRF模拟的高分辨率资料对2012年7月21日北京特大暴雨过程的对流不稳定和条件对称不稳定性及其触发和维持机制进行了诊断分析.分析结果表明:(1)在临近暴雨发生时刻及暴雨初期,大气低层主要以对流不稳定为主,随后对流触发,不稳定性减弱,而低空急流和湿斜压性的增强,使得条件性对称不稳定加强,维持和加强了暴雨的不稳定性.(2)分析表明,在暴雨过程中主要由于较强的水平风的垂直切变造成湿位涡的斜压分量异常,从而导致条件性对称不稳定的产生.(3)本文分别对暴雨发生过程中的对流不稳定与条件对称不稳定的触发机制进行了分析,主要结论如下:暴雨初期对流性降水阶段,切变线上有利的垂直上升环境与地形的强迫抬升相互配合,触发了对流性降水.另外,北京上空的干冷空气入侵,也增强了大气的对流不稳定性,更易触发对流;对称不稳定导致的降水阶段,主要是由于北京上空冷暖空气的长期对峙,冷空气逐渐深入到暖湿空气下方,使得暖湿气团沿冷气团爬升,从而触发对称不稳定,造成持续性降水.此次暴雨过程中0900~1300 UTC时刻暴雨增幅的重要原因是0900 UTC北京风向突变,转为偏东风,且风速骤增,北京西北侧的喇叭口状的地形的强迫抬升作用,与上空750 hPa移来的切变线上的垂直运动相互叠加,形成中尺度涡旋,产生了强烈的上升运动,触发不稳定,产生大暴雨. 展开更多
关键词 暴雨 对流不稳定 条件对称不稳定 地形 冷空气入侵
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一个新动力因子在登陆台风“凤凰”强降水过程中的应用 预览
16
作者 周冠博 冉令坤 《大气科学学报》 CSCD 北大核心 2014年第6期786-793,共8页
根据波动和风场辐合辐散与登陆台风强降水密切相关的特点,利用高分辨率的数值模拟资料,采用分别表征强降水区波动特征和辐合辐散特征的两个动力参数——位势散度波作用密度和散度垂直通量,对登陆台风“凤凰”的强降水过程做诊断分析;同... 根据波动和风场辐合辐散与登陆台风强降水密切相关的特点,利用高分辨率的数值模拟资料,采用分别表征强降水区波动特征和辐合辐散特征的两个动力参数——位势散度波作用密度和散度垂直通量,对登陆台风“凤凰”的强降水过程做诊断分析;同时结合波扰动和辐合辐散两特征,发展了一个新的物理量——热力切变散度参数,并据此对台风“凤凰”的强降水过程做进一步诊断分析,结果表明在整个研究时段内,地面雨区被热力切变散度参数的异常值区始终覆盖,二者具有较一致的空间分布和时间演变趋势.基于GFS(Global Forecast System)预报产品的动力释用分析表明,利用数值预报场计算的热力切变散度参数的强信号出现在强降水区,而弱信号出现在非降水区,该参数对强降水落区有较好的指示作用. 展开更多
关键词 散度垂直通量 位势散度波作用密度 热力切变散度参数 垂直速度
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贵州冻雨形成的环境场条件及其预报方法 预览 被引量:18
17
作者 张昕 +2 位作者 王瑾 杜小玲 邓涤菲 《大气科学》 CSCD 北大核心 2014年第4期645-655,共11页
在冬季风暴各种降水类型中,冻雨的预报是其中最有难度,也最具挑战的一种.贵州湖南冻雨是在对流层高、中、低层各纬度天气系统相互作用下形成的,其中最直接和主要的影响系统有:高层的副热带高空急流锋区、低层的云贵准静止锋以及中低层... 在冬季风暴各种降水类型中,冻雨的预报是其中最有难度,也最具挑战的一种.贵州湖南冻雨是在对流层高、中、低层各纬度天气系统相互作用下形成的,其中最直接和主要的影响系统有:高层的副热带高空急流锋区、低层的云贵准静止锋以及中低层的西南低空急流.在这种复杂的天气背景下,为了准确地分析并预报出冻雨的发生区域,在仔细分析研究冻雨发生的大气背景和天气特点后,我们探索性地提出一套冻雨的诊断预测方法,即“动力因子”和“三步判别法”相结合的方法.同时,我们把该方法应用到中国冻雨最为频发的贵州地区,首先利用动力因子垂直积分的斜压涡度参数(qBsum)找到未来因斜压性较强而易发生弱降水的区域,再结合预报场的单站探空资料,进行三步判断方法,就能比较全面地判断冻雨发生的区域,对冻雨进行准确预报. 展开更多
关键词 冻雨 环境场 动力因子 三步判别 诊断预报
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2011年初贵州持续低温雨雪冰冻天气成因研究 预览 被引量:16
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作者 杜小玲 彭芳 《大气科学》 CSCD 北大核心 2014年第1期61-72,共12页
2011年1月贵州再次出现仅次于2008年初的低温雨雪冰冻天气,过程长达32天,伴随3次明显的冷空气影响,具有持续时间长、间断性突出、中期降雪突出的特点。本文利用NCEP(美国国家环境预报中心)10X10再分析资料、2.5°×2.5&#... 2011年1月贵州再次出现仅次于2008年初的低温雨雪冰冻天气,过程长达32天,伴随3次明显的冷空气影响,具有持续时间长、间断性突出、中期降雪突出的特点。本文利用NCEP(美国国家环境预报中心)10X10再分析资料、2.5°×2.5°再分析资料、MICAPS(气象信息综合分析处理系统)观测资料,对2011年1月发生在贵州的低温雨雪冰冻天气进行了分析。分析表明:(1)2011年1月北半球极涡呈偶极型分布,极涡偏于东半球,亚欧地区位势高度距平呈“北高南低”;亚欧中高纬度出现了2次强大、稳定、持久的阻塞高压:(2)副热带南支锋区活跃,12月31日~1月2日、1月9~11日、17-20日、27-29日有4次活跃期,水汽输送具有间断性特点;(3)维持在25。N附近的低层切变为低温雨雪天气的发生提供了辐合条件,地面上稳定持久的准静止锋是低温雨雪天气发生的重要影响系统;(4)强冻雨、冰粒及降雪天气的温度场、锋区结构、大气运动状况等存在差异。出现强冻雨天气时,锋面逆温高度最低、逆温梯度最大、逆温厚度最薄,逆温区有较厚的暖层,云层伸展高度在600hPa以下,气流上升区高度低,具有暖云降水的特点。出现冰粒天气时,锋面逆温高度较低、逆温梯度大、逆温厚度较薄,逆温区有浅薄的暖层,云层伸展高度较高,气流上升区高度较低,也具有暖云降水的特点;出现降雪天气时,锋面逆温高度较高、逆温梯度最小、逆温厚度薄,逆温区无暖层,云层伸展高度超过500hPa,具有深厚的垂直上升运动和冷云降水的特点。 展开更多
关键词 低温雨雪 阻塞高压 副热带南支锋区 准静止锋 锋面逆温
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渤海湾海风锋触发雷暴的观测和模拟分析 被引量:10
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作者 王彦 梁钊明 《高原气象》 CSCD 北大核心 2014年第3期848-854,共7页
利用天津多普勒天气雷达观测资料和中尺度数值模式,对比分析了2007年8月13日海风锋触发雷暴天气的发生、发展演变特征。结果表明,数值模拟和多普勒天气雷达观测海风锋起始生消时间、形态特征和位置基本吻合。数值模拟能够更清晰地显示... 利用天津多普勒天气雷达观测资料和中尺度数值模式,对比分析了2007年8月13日海风锋触发雷暴天气的发生、发展演变特征。结果表明,数值模拟和多普勒天气雷达观测海风锋起始生消时间、形态特征和位置基本吻合。数值模拟能够更清晰地显示海风锋的物理量特征,也能反映出海风锋前端是东南风和东北风交汇的辐合带,在850 hPa以下向内陆推进过程中呈气温降低和湿度增加的特点,并逐渐形成增厚的热内边界层。从水汽和温度的水平分布来看,海风锋前端为温度和湿度等值线的密集区,海风锋背后为冷湿气团。另外,虽然未能模拟出阵风锋的细线回波,但模拟出阵风锋为干冷气流。雷暴四周均存在低层辐散下沉气流,只是雷暴主体前部阵风锋的辐散气流较强,而多普勒天气雷达仅能观测雷暴主体前部的阵风锋。多普勒天气雷达探测海风锋与阵风锋碰撞后,在碰撞交叉处形成雷暴天气,数值模拟揭示了碰撞交叉处形成雷暴天气的物理量特征,即:有明显的垂直运动和散度特征;广义理查逊数的分布特征也较显著,其厚度在1.0 km左右,CAPE值明显增加。 展开更多
关键词 渤海湾 海风锋触发雷暴 数值模拟
湿热力平流参数在一次华北暴雨模拟诊断中的应用研究 预览 被引量:2
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作者 王成鑫 +1 位作者 梁钊明 梁莉 《气候与环境研究》 CSCD 北大核心 2014年第6期753-762,共10页
对2011年7月24~25日发生在华北地区的一次暴雨过程进行了分析,并以NCEP资料为初值场对此次暴雨过程进行了数值模拟,结合实况对模拟结果进行对比分析。分析表明:模式对本次华北暴雨的模拟比较成功,基本反映出了本次暴雨过程的降水... 对2011年7月24~25日发生在华北地区的一次暴雨过程进行了分析,并以NCEP资料为初值场对此次暴雨过程进行了数值模拟,结合实况对模拟结果进行对比分析。分析表明:模式对本次华北暴雨的模拟比较成功,基本反映出了本次暴雨过程的降水分布特点。利用湿热力平流参数对本次华北地区的降水落区进行了诊断分析。分析指出,湿热力平流参数纬向平均的垂直剖面图上,湿热力平流参数的高值区及大值中心与地面的强降水雨区对应得较好,其梯度大小及向上延伸高度均可以定性地指示降水的强弱;垂直积分的湿热力平流参数与地面6h强降水落区具有较好的对应关系,而在示踪弱降水区时效果并不是很好,其大值中心并不与强降水中心完全重叠,而是其梯度大值区与降水中心相对应;垂直积分的湿热力平流参数与6h累积地面降水的空间分布特征和时间演变趋势比较相似,并且其变化趋势能反映降水的发展和消弱。 展开更多
关键词 华北暴雨 数值试验 湿热力平流参数
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