考虑地表热平衡方程的中尺度数值模式

本文通过用地表面热量平衡方程,作为热力学第一定律中非绝热加热项,经过数值模拟。得到了在复杂地形的动力和热力作用下,近地面大气流场和温度场的分布特征,并得到适于计算滇中地区地面温度的方法。     

山脉地形对云南冷锋切变型强降水的影响

利用多种资料对2014年6月2829日云南省冷锋切变型强降水进行诊断分析,并利用WRF中尺度模式,对此次过程进行地形敏感性数值试验.结果表明去除山脉地形后,全省区域降水量明显减弱,大雨、暴雨的落区急剧缩减;降水量的变化差异主要由降水强度的变化引起.山脉对低层冷空气的引导和阻挡作用最为显著,四川东部到贵州一带的东北气流经乌蒙山加速进入到滇中地区,受哀牢山、无量山和横断山脉的阻挡,与青藏高原东南侧沿横断山脉南下的冷平流汇合,在滇中及以东、以北地区盘踞;夏季来自南海的东南气流及来自孟加拉湾的偏西气流均具有高温高湿性质,在山脉的引导和阻挡作用下,与南下受阻的冷空气交汇,形成锋面降水;山脉的强迫抬升机制迫使其周边出现显著的垂直上升运动,强度约0.4~0.7m/s;在山谷相间的区域,特别是山脉的迎风坡处,水汽通量辐合,其增量可达(0.02~0.07)10-6gs-1cm-2hPa-1,有利于当地大雨、暴雨的发生.     

兰州附近地区地面风场的数值模拟实验

本文用一个考虑了小尺度地形和摩擦作用的一层原始方程模式计算兰州附近地区地面风场.将计算结果与实测风比较表明.该模式能模拟出复杂地形条件下地面风场的基本特征.     

滇中地区夏季城市热岛效应的数值模拟研究

为了探究滇中地区不同城市化程度和湖泊下垫面对城市热岛效应的影响,利用中尺度气象模式WRF(the weather research and forecasting model)对昆明等城市的夏季城市热岛效应进行模拟研究。结果显示,夏季夜间,昆明等城市的热岛现象具有明显的下游效应,城市的扩张使得城市热岛下游效应的影响范围扩大,但热岛的强度不会明显地增强。城市的存在会增加地表的粗糙度,使得夜间的近地面风速减小。在白天,湖泊和城市下垫面主要通过改变局地的热力差异影响近地面的风速,城市的存在会加强湖泊与陆地间的热力差异,促进湖陆风环流,进而加大近地面的风速。城市的存在还会减少下垫面对低层水汽的供应,但城市面积的增加对低层水汽的影响相对较小。清晨,城市地区表现为湿岛(湿度较周边地区略大),这与城市地区的近地面辐合流场有关;而在其他时段,城市地区多为干岛(湿度比周边地区低),且干岛现象也存在下游效应。     

关于地形绕流作用的数值模拟

本文的目的是为了研究复杂地形中的尺度环流特征，在统计分析黑龙江省地形－环流－暴雨关系的基础上，应用一层σ坐标中尺度模式对局部复杂地形进行数值模拟。选取的个例是一次北上台风和西风带冷空气相结合的暴雨过程。模拟结果表明，有一明显的中尺度地形辐合带（１００－２００ｋｍ）与暴雨中心相对应。最强的辐合带出现在喇叭口地形附近。另外，在一些山包装风坡也有较强的辐合带。理想的椭圆形孤立山地的试验，更清晰看出地形周     

京津冀地区局地大气环流耦合效应与区域可持续发展的战略思考

本文针对京津冀地区局地大气环流耦合效应和大气环境可持续发展问题,应用中尺度非静力模式MM5.V3,采用三层双向嵌套技术,模拟了京津冀地区山谷风、海陆风和城市热岛环流的耦合效应及其形成的该区域的复杂的大气环流特征。模拟结果表明:在弱天气系统控制下,该地区大气边界层中可同时存在海陆风、山谷风和城市热岛环流及其明显的耦合效应;海陆风环流极盛时可深入陆地200公里左右,山谷风环流的影响最大可覆盖北京区域内的平原地区,而城市热岛环流则发生在城市中心几十公里的范围内,并对前两个环流起明显的削弱作用;三环流均存在日变化特征,海陆风、山谷风环流的相位相差约6个小时左右;三环流的耦合结果使一年内京津冀地区边界层环流形势大致可分成春夏型与秋冬型,在一天内又可分为凌晨至上午的平原风和下午至深夜的山地风;三环流的耦合在该地区西北部山地与平原的交接地带形成一条大致沿地形等高线走向的风场辐合带。这条水平风辐合带几乎常年存在,其下端一直向西南方向延伸直到和另一条平行于太行山走向的水平风辐合带汇合,从而对京津冀地区大气污染物的积聚与输运过程及大气环境质量可能产生重要影响。     

滇中夏季冰雹天气背景及防雹作业时机的分析研究

 应用Micaps常规资料和FY-2卫星资料,对2002,2003年夏季滇中玉溪地区出现的15次冰雹天气过程进行分析,得出夏季滇中玉溪地区产生冰雹天气的天气形势环流特征为两高辐合型、低压环流型、副高南侧偏东气流型3种,物理量特征温度对数压力图为潜在不稳定,K指数最低为36℃,SI指数均在0℃以下;根据昆明CINRAD-CC多普勒雷达观测资料,详细分析了15次冰雹天气过程降雹前雹云的回波强度、回波高度、水平尺度、速度场及液态含水量变化,得出40dBz回波高度在7km,且回波顶高度在9.5km以上,0℃上下层30dBz回波水平尺度之比≥0.6,且随着降雹过程的来临,0℃上下层30dBz回波水平尺度之比逐渐增大,速度场上辐合最大高度应在7km(-10℃层)以上,VIL值逐渐增加时,预示着地面可能产生降雹过程.     

应用WRF模型模拟分析风力发电场风速

风能的规划和设计中需要比较准确地确定所选厂址区域的风力资源分布,要有先进而准确的分析手段.论文选用美国WRF中尺度模式,分别选用4种不同的陆面过程方案（SLAB、Noah、RUC和Pleim-Xiu）,对2008年6月16日08：00至6月23日08：00（北京时间）贵州乌江源地区某风电场区域进行水平分辨率1,km的数值模拟,对比分析了近地面风场以及4种陆面过程对模拟结果的影响.结果发现：WRF模式较好地模拟出了该区域近地面风场的变化特征.Noah方案模拟的风速最大值与实际测站的风速最大值较接近;SLAB方案与Noah方案模拟的7,d的风功率密度更接近实际测站的风功率密度.可见,WRF模式能够较好地反映该区域的近地面风场情况,且模拟结果受到地形及地表粗糙度的影响较大.     

北京区域夏冬季风场、温度场的观测研究

用北京及市郊地区共14个地面气象观测站的全月数据顺序文件“D文件”提供的风场及温度资料,采用逐时月平均的方法对北京及周边地区的冬夏两季的风场,温度场特征进行了研究。研究结果表明:（1）北京区域夏季边界层风场受西北特殊地形的影响,夜间低层大气流场常表现为由北向南的下坡风,白天逐渐转为由南往北的上坡风。而在冬季,这种山地—平原的局地环流的现象消失。（2）夏季,城市西部海淀到丰台一带处在一个高温区,构成北京“热岛”的一个主要区域。而在冬季,海淀及海淀以北到丰台南部的地区是夜间的高温中心。     

兰州市东部地区冬季低空风场和温度场分析

根据１９９６ 年１２ 月２０ 日至３０ 日在兰州市东部峡口附近地区进行的大气边界层探测试验得到的资料,分析了该地区的低空风、温场垂直分布特征及随时间的演变特征．分析表明：兰州市东部地区从地面到１５０ ｍ 高度的低层风场在受向市中心辐合的热岛环流和不同尺度地形的山谷风影响下,盛行偏东南风,２００ ｍ 高度以上的层结受高空西风的影响盛行偏西北风．白天（０７ 时至１９ 时） 的平均风速比夜晚（１９ 时至０７ 时） 小,而且风速的最小值出现在白天的１５０ ｍ 高度以下．逆温持续时间长、强度大、厚度大,混合层顶在中午１３ 时左右达到最大高度,约３００ ｍ ．另外,通过比较发现：下垫面条件、夜间人工热源、天气系统以及大气的稳定度状况等均对混合层的发展有一定影响．     

“2010.6.26”云南东部特大暴雨天气过程分析

利用NCEP资料、常规气象资料和云南省闪电定位系统资料,对2010年6月25日20时～26日08时发生在云南东部的特大暴雨天气过程进行分析.结果表明:700 hPa的暖式切变是主要影响天气系统;高空风切变和中低层的水汽辐合是造成云南东部特大暴雨天气过程的主要原因;气层上冷下暖、上干下湿的位势不稳定区,是云南东部短时强对流天气的有利条件;卫星云图、云南闪电定位资料与特大暴雨天气过程有着较好的对应关系.     

滇东一次局地特大暴雨的中尺度特征和地闪特征分析

 利用雷电定位资料、多普勒雷达资料和FY-2E卫星红外资料对2010年6月25-26日发生在马龙的一次局地特大暴雨过程进行分析,结果表明:高层冷空气和低层暖湿气流在滇中以东地区交汇,形成明显的辐合是本次局地特大暴雨过程的主要影响系统.多普勒雷达上表现为2条带状回波合并加强,后部小单体快速东移合并入同一地点,在马龙上空形成明显的"列车效应",中尺度低空急流和逆风区的出现使得抬升辐合运动加强,触发了马龙上空对流不稳定能量的释放,产生了特大暴雨.卫星云图上,多个MCS合并为中-β尺度对流云团再发展为中-β尺度对流云带,产生强降水的过程始终保持较大面积的低于-60℃的冷中心,冷中心长时间在马龙上空维持.暴雨过程伴随着频繁的地闪活动,地闪密集地出现在单体回波合并后的强回波区域、对应着径向速度≤10 m/s的辐合区和逆风区后部及≥15 km的回波顶高位置,TBB和地闪的峰值超前于强降水1~2 h.     

云南楚雄市的发展对气候及气象灾害的影响

以楚雄市气象站1978～2000年的气候资料作为城市气候资料，以楚雄市西郊的南华气象站1978～2000年的气候资料作为郊区气候资料进行对比分析，探讨楚雄市城市的发展对气候及气象灾害的影响，并揭示其变化规律。结果表明，进入20世纪80年代以来，楚雄市热岛效应和干岛效应日趋明显，随着楚雄城市的发展扩大，城区的气温逐渐升高，湿度逐渐减少，降水呈递增趋势，风速呈递减趋势。楚雄市城市发展对主要灾害性天气的影响表现为，城市的暴雨日数呈增多的趋势；大风发生次数逐渐减小，霜冻日数楚雄市区比郊区南华少，且随着城市的发展呈递减趋势。     

2012.8.6云南省大雨过程诊断分析

 分析了2012年8月6日云南省大雨过程的影响系统、物理量特征.结果表明：此次全省性强降水过程的主要影响系统是登陆减弱后的热带低值系统外围的偏东气流;降水开始前,云南上空是能量的高值区且大气处于不稳定状态;从水汽条件看,过程开始前云南大部处于高湿区,滇西北的湿度条件较好,但过程开始后偏东气流给滇西北以外的大部地区输送了大量水汽,对降水的维持提供了有利的水汽条件;过程开始前及主要降水时段,滇中及以东地区有水汽辐合且这种辐合维持时间短.在强降水发生时段,垂直运动提供了有利的动力机制,上升运动释放了不稳定能量.     

云南5月雨量与全球海温的关系分析研究

 通过对海温与云南全省、云南东部和云南西部5月雨量的相关分析发现:海温对云南5月降水在时空上有很好的相关.5月降水与头年11月和同期太平洋海表温度存在有相同的‘-+-+’的相关分布型.印度洋北部对云南东部的影响更显著,而大西洋北部对西部的影响更显著.西部5月雨量与海表温度的相关总体不如东部的好,西部与东部最大的差异是在热带太平洋上.通过头年1月南大西洋海温可对来年云南5月降水进行预测.     

干侵入在云南一次全省性暴雨中的触发作用

利用常规观测资料和NCEP再分析资料,对2013年8月2425日发生在云南的强降水事件进行诊断分析.结果表明热带低压西行过程中来自中高层的干冷空气侵入造成了大范围强降水的发生.稳定而持续的水汽输送和水汽辐合是暴雨形成的重要因素,高层冷空气南下并向低层渗透造成的对流抬升又使得对流加强,利于暴雨的产生.冷空气与偏东急流长时间交汇于滇东北,造成滇东北暴雨维持时段较长;而滇西南干舌与热带低压交汇时段和区域正好对应着暴雨时段.干舌前侧与暴雨落区有较好相关性,暴雨发生在干空气与湿空气交界处,暴雨区与MPV异常值对应关系较好.     

云南2009—2012年4年连旱的气候成因研究

利用云南124个气象站逐月降水资料、NCEP/NCAR大气环流再分析资料、全球海表面温度(SST)资料以及向外长波辐射(OLR)资料,分析了云南2009—2012年连续4年干旱的气候特征,并从异常大气环流、海温、局地对流等方面分析了4年连续夏季干旱发生的成因.结果表明:①云南2009—2012年干旱是一次持续时间长,跨越春、夏、秋、冬四季、影响范围广的全省性严重干旱,最严重的区域主要是滇中及滇东南.并且是发生在云南降水减少的气候背景下.②2009—2012年夏季500 hPa欧亚地区高、中、低纬度的高度场分布不是很相似,但4年的环流配置形势表明东亚冷空气路径偏东,影响中国西南地区的冷空气偏弱,不利于冷空气南下影响云南.另外2009年和2010年副高位置偏西偏强,云南在其控制之下,不利于降水;而2011年和2012年副高位置偏北偏东,其外围的水汽不易输送到云南.③2009—2012年云南大部地区及其南侧的孟加拉湾地区高度场持续偏高,孟加拉湾附近的印缅槽不活跃或偏弱,也不利于南方水汽向云南界内输送.④El Nino事件发展期、La Nina事件衰弱期以及印度洋海温偏暖时都有利于云南干旱的发生和发展.⑤2009—2012年夏季云南局地及其以南大部地区基本维持低层辐散、高层辐合的垂直散度场配置,不利于上升运动的生成和发展.孟加拉湾及南海一带基本为西北或偏东气流控制,向北输送的水汽较常年偏弱,是造成云南连续4年夏季干旱少雨异常气候的直接原因之一.⑥2009—2012年连续4年夏季云南局地对流相对常年偏弱,这也是云南降水偏少的重要因素之一.     

一次低空急流影响下滇西地区冬季强降水天气分析

利用常规观测资料和大理边界层风廓线资料,对2008年1月26～27日低空急流影响下滇西地区冬季强降水天气进行分析.结果表明:南支槽是主要影响系统,槽前的西南低空急流一方面为强降水区输送源源不断的暖湿空气,另一方面在暴雨区产生强辐合,强降水发生在水汽通量散度小于-20×10-8 g.hPa-1.cm-2.s-1的区域,水汽辐合与辐散相伴出现,强降水落区与水汽通量大值区及全风速大值区有很好的对应关系.低空急流出现最强时低层辐合、高层辐散及垂直速度也达到最强;高低空急流的脉动对强降水有一定的指示意义,低空急流的脉动与强降水之间存在密切关系,高空急流较低空急流的下传明显提前2～3 h,低空西南急流向下扩展的同时,可能存在动量下传,引起低空扰动加强.     

2010年云南“6.25”特大暴雨中尺度特征及成因的数值模拟分析

 使用1°×1°NCEP再分析资料、TBB黑体亮温资料和自动站逐时降水资料,应用MM5V3.6中尺度数值模式对2010年6月25日发生在云南曲靖马龙罕见的特大暴雨进行数值模拟,主要从动力结构和不稳定机制研究本次特大暴雨的中尺度特征及其成因.研究表明：降水发生期间中低层有较强的水汽辐合柱存在,强降水发生前中低层积累了较大的对流不稳定能量,近地层辐合线的形成诱发中低层辐合的产生,强烈的垂直上升运动促使对流不稳定能量迅速释放,触发强对流降水,高层辐散中低层辐合形成的“抽吸作用”以及利于垂直上升运动和降水的维持.地形敏感试验表明,近地层辐合线出现的位置与云南地形有很大的关系,从而影响强对流暴雨的落区.