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地表拖曳对斜压波地面锋生的影响
张熠,
中国科学 地球科学 中国科学 地球科学 , 2006,
Abstract: ?利用三维非静力中尺度数值模式MM5模拟了干湿大气条件中纬度典型斜压波及其锋面系统的生成与演变过程,重点讨论地表拖曳对干、湿大气中地面锋结构、锋生过程的影响作用.研究结果表明,在干大气中,地表拖曳力对地面锋锋生具有双向作用,一方面是锋消作用,主要体现在地表拖曳力减慢地面锋锋生、地面斜压波系统发展;另一方面,地表拖曳力导致强的非地转流形成,从而延长了冷锋锋生过程维持时间,有利于冷锋强度增大.同时地表拖曳力可以造成边界层内锋面近乎垂直于地面,导致锋前垂直运动增强,这些结果进一步推广了谈哲敏和伍荣生的理论结果.在湿大气中,地表拖曳过程对锋面雨带分布有重要的影响作用,地表拖曳力可减缓对流上升,从而导致地表能量的耗散减缓.当大气低层湿度较小时,对流不是很强,地表拖曳力可减缓地表水汽、能量的迅速耗散,且在锋后边界层中产生摩擦辐合上升区,这些上升区可逐渐东移到冷锋前,补偿了锋前上升带的强度,有利于冷锋降水的维持.当大气低层湿度场很强时,对流发展比较旺盛,此时地表拖曳对低层水汽与能量的束缚作用相对较弱,相应地表拖曳对锋面及其降水系统影响较小.
旋转流体中的二维惯性重力波-涡相互作用
王NFDA,
地球物理学报 , 2007,
Abstract: 本文利用f-平面浅水模型讨论了二维情况下快速惯性重力波与平衡涡旋之间的相互作用问题.当快速的惯性重力波传入涡旋区域后,波-涡之间发生了相互作用,涡旋可被加深,涡旋区域的风场等可以出现非对称分布,当惯性重力波全部传出涡旋区域并远离之后,涡旋恢复到其初始状态,但此时惯性重力波可以出现非对称结构,这与一维情况不同.在波-涡发生相互作用过程中,其物理量变化的最大区域分布基本与波动传播方向一致,在波动进入或移出涡旋时,相对应存在两个最大物理量变化区域,此外,相互作用导致的物理量的最大变化与波动结构、强度、传播方向以及涡旋特性有关.非线性条件下的波-涡相互作用要强于线性过程.
华北回流暴雪发展机理个例研究
周雪松,
气象 , 2008, DOI: 10.7519/j.issn.1000-0526.2008.1.003
Abstract: 利用新一代中尺度数值模式wrf对2004年11月24—25日发生在华北的一次回流暴雪过程进行了数值模拟,并着重对回流暴雪形成发展的机制进行了分析研究。在回流暴雪形成与发展的过程中,动力锋生机制发挥了重要作用;其产生的锋面次级环流是造成这次暴雪的主要原因;降水过程中,雨雪相态的转变与温度廓线有直接关系,随着降水由雨转为雪,雪水混合比增大迅速且其高度有所降低。地形在此回流暴雪过程中,通过其强迫的、分别位于迎风坡和背风坡的正负垂直速度中心,对降雪起明显的增幅作用,同时对雨水和云水分布产生影响。
一次梅雨锋特大暴雨过程的数值模拟研究:不同尺度天气系统的影响作用
廖捷?,
气象学报 , 2005, DOI: 10.11676/qxxb2005.074
Abstract: 2003年7月4~5日在江淮地区沿梅雨锋有一系列中尺度对流系统相继生成和强烈发展,导致了江淮地区特大暴雨的形成。该研究利用中尺度数值模式mm5对这次梅雨锋暴雨过程进行了数值模拟,在模拟结果的基础上重点分析了不同尺度天气系统相互作用对这次特大暴雨过程的影响作用。在这次特大暴雨过程中,位于梅雨锋北侧的东北—西南走向深厚、稳定的短波槽系统与槽前从西南移来的低涡系统相配合,加强了位于梅雨锋北侧的反气旋性扰动发展,从而导致梅雨锋北侧反气旋性涡旋的形成。该类反气旋性涡旋形成对江淮切变线的加强与维持起重要作用。中尺度对流系统的潜热释放首先导致梅雨锋低层切变线上的中尺度对流性涡旋(mcv)的形成,而中尺度对流性涡旋的形成进一步加强了切变线上的低层辐合,中尺度对流性涡旋消亡后,在切变线上形成低涡。梅雨锋附近主要存在4种不同垂直环流,它在降水的不同阶段具有不同的结构、配置与动力学作用。其中跨锋面、高层非地转两支垂直环流对锋区的对流扰动发展和暴雨形成最为重要,而降水发展可以调整锋区垂直环流的结构、配置,随降水的减弱,梅雨锋区的不同垂直环流统又重新恢复到先前结构。梅雨锋上不同尺度、高度的天气系统之间的相互作用主要通过这些垂直环流系统调整实现。
热带气旋的螺旋度特性
陈华?,
热带气象学报 , 1999,
Abstract: 将螺旋度的概念引入热带气旋,对热带气旋螺旋度的结构特征及其在热带气旋发展过程中的演变过程进行了研究。结果表明,热带气旋这种具有较强螺旋性的天气系统,其发展过程也就是螺旋度增强的过程。螺旋度对热带气旋稳定过程的维持及其长久的生命期具有重要的作用。
β-GMA与边界层动力学特征
,伍荣生
大气科学 , 1992,
Abstract: 本文研究了β平面中的地转动量近似(β-GMA)及其成立条件.利用β-GMA得到了一个描述Ekman动力学特征的动力学方程组.研究了β项和地转动量(GM)对Ekman层动力学的共同作用.结果表明,β-GMA下的解由两部分组成,一部分即为f-GMA下的解,另一部分为β项与GM的相互作用解.这样,一方面,β-GMA解由于β项存在,对一个定常纬向对称的高度场具有纬向非对称结构,而f-GMA解是纬向对称的.利用一个定常、轴对称的圆形涡旋例子计算了Ekman层的水平风速和边界层顶部的垂直速度,并与经典解、f-GMA解
爆炸复合界面波的形成机理
庆明
力学学报 , 1989, DOI: 10.6052/0459-1879-1989-2-1989-285
Abstract: 本文介绍力学研究所在研究爆炸复合界面波形成机理方面的主要进展并评述前人,的有关工作,我们的系统实验和分析说明用卡门涡列比拟或亥姆霍兹失稳来解释界面波的形成是缺乏根据的;而和应变率无关的材料强度对波的形成起着重要作用。我们建议了一个简单的流体——塑性体模型,可以用来解释界面波形成的一些主要特性,用它估算的界面波波长值也和实验值定性吻合。
我国主要地形上空理想定常流的流域分界分析
王其伟,
地球物理学报 , 2006,
Abstract: 本文根据旋转层结流体过山的基本理论,从总体上对影响我国天气、气候形成和发展的主要地形进行了动力学分析,定性地给出了中纬度典型的东西、南北向气流过我国主要地形的整体特征:以绕流还是爬流为主以及地形流动的准地转动力学性质.结果表明我国地形大致可以分成三类:第一类是以爬流为主,满足准地转平衡动力学;第二类是以爬流为主,不满足准地转平衡动力学;第三类以绕流为主,不满足准地转动力学平衡.具体地形流动的整体特征取决于地形特征尺度、过山气流方向、地形高度以及地形的几何形状等.数值模拟的验证结果表明定性分析是可信的.
经典ekman流,ekman层的平衡风场及其扰动稳定性
,伍荣生?
气象学报 , 1993, DOI: 10.11676/qxxb1993.021
Abstract: 本文首先利用变分方法,考察了边界层运动能量的变化,指出经典ekman流是在不可压缩条件下,能量积分达最小值时的一种平衡运动.这对ekman层运动的物理本质有了进一步的认识.其次,讨论了ekman动量近似下的ekman层的平衡风场特征,研究了该平衡风场附近扰动的稳定性问题,结果表明,在自由大气气压场不发生扰动条件下,ekman层中存在一类新的与惯性不稳定相类似的动力不稳定,且其不稳定性可与ekman抽吸相联系,还讨论了一般性条件下的扰动不稳定性问题.
条件不稳定大气中二维小尺度双脊地形上空对流及降水特征
李唐棣?,
气象学报 , 2012, DOI: 10.11676/qxxb2012.044
Abstract: 在条件不稳定大气条件下,二维小尺度双脊钟形地形上空对流触发、传播和降水分布特征主要决定于地形上游基流强度、双脊地形配置形式、地形高度及其山谷宽度。双脊地形在沿基流方向上有两种配置:高脊地形位于上游和低脊地形位于上游。对于高脊地形位于上游的双脊地形,上游高地形将起主导作用,山地上空对流及降水特征与单脊地形类似。对于低脊地形位于上游的双脊地形,上游低地形可明显地改变下游高地形的前方来流,同时,下游高地形也能够对上游低地形背风侧流动产生影响,从而导致出现地形上空复杂的对流传播、降水分布特征。对于低脊地形位于上游的双脊地形,其山谷宽度主要决定了双脊地形与单脊地形之间在对流、降水分布等的差异;当山谷宽度较小时,双脊地形可以近似为一个包络地形,此时地形上空的对流、降水特征与单脊地形类似;当山谷宽度较大时,双脊上空流动相互影响较小,此时双脊地形可以分成两个单脊地形;当山谷宽度在一定范围内,其上空的对流及其降水分布与单脊地形有明显差异。对于低脊地形位于上游、中等山谷宽度的双脊地形上空降水主要呈现4种类型:(1)山谷与低脊迎风坡降水;(2)高脊迎风坡降水;(3)低脊山峰与高脊迎风坡降水;(4)低脊背风侧、双脊山峰准静止降水。
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