江淮暴雨期一次低涡切变线过程的降水特征分析

本文通过对１９９１年７月江淮特大暴雨期的一次低涡切变线过程进行热源和水汽汇的诊断，揭示了造成这次大范围洪灾的降水是大面积存在的强对流降水，加热区位于对流层中上部，而主要减湿区则位于对流层中下部，表现在视热源Ｑ１和视水汽汇Ｑ２的分布上出现了Ｑ１和Ｑ２的垂直积分形热非常相似，极值中心重合且大小近似相等。     

FY2C水汽通道资料反映的西藏高原水汽特征

本文利用2007-2009年逐时FY2C静止气象卫星水汽通道观测资料、T213垂直速度分析场分析了西藏高原水汽的空间分布,指出西藏高原有3条水汽通道,水汽来源来自孟加拉湾、南海和阿拉伯海;高原水汽日变化特点是昼弱夜强,与西藏地区降水昼晴夜雨的特征一致;地形影响水汽分布形式,进而影响降水分布特征,分析西藏高原降水分布时应该综合考虑这三者之间的联系。     

Community Climate Model 3气候模式在东亚季风区产生虚假降水的一种可能原因

通过分析NCAR CCM3气候模式的15年积分结果,从形成降水的垂直运动和水汽供应条件的角度,试图揭示该模式在东亚季风区产生不合理虚假强降水的可能原因.与观测的降水分布相比,CCM3模拟的东亚季风区降水中心位置偏西,雨量偏强,其中对流降水占虚假降水中心总降水量的82%左右.进一步分析发现,对流层上层200 hPa副热带急流南侧的散度季节变化与110°E以西的虚假降水季节变化具有较好的对应关系,急流入口区附近的直接垂直环流上升支位于青藏高原东北部,同时由于急流南侧对流层上层辐散引起的抽吸作用,加强低层的垂直运动,从而为虚假的强对流降水形成提供上升运动条件.分析对流层低层的水汽(比湿)分布和水汽输送表明,模拟的青藏高原地区大气的水汽含量比NCEP/NCAR再分析的水汽含量高,经过高原从孟加拉湾输送到虚假降水中心地区的水汽偏强,从而为虚假的强对流降水形成提供了充足的水汽条件.因此,在改进气候模式对东亚季风区虚假降水的模拟性能时,除了对模式物理过程做改进外,在青藏高原附近地区的水汽分布和水汽输送以及对流层上层西风急流位置和强度模拟的合理性方面也需要引起足够的重视.     

“810■”号登陆台风暴雨的诊断研究

本文在统计华南登陆台风暴雨的基础上,着重对8107号台风登陆后的强度变化及其暴雨过程进行了诊断研究.结果表明,华南登陆台风及其降水的强度变化主要取决于水汽输送条件的变化,Q_1、Q_2的变化则表明,积云对流及其潜热加热的反馈作用是登陆台风及其暴雨维持和加强的主要机制.     

库姆塔格沙漠大降水环流分型及不同环流型典型天气过程分析

利用1960-2014年最靠近库姆塔格沙漠的4个气象观测站的逐日降水资料、2.5°×2.5°的NCEP/NCAR再分析资料和1°×1°的FNL再分析资料,在库姆塔格沙漠大降水500 hPa环流分型的基础上,运用物理量场诊断分析方法对不同环流型的典型大降水过程进行诊断分析,并运用HYSPLIT后向轨迹模型追踪其水汽来源.结果表明:大降水的500hPa环流型可分为低涡切变型、新疆低槽型和贝加尔湖至新疆横槽型;大降水的水汽路径主要分3支:西风气流携带的来自大西洋、里咸海和极地北冰洋的海源水汽,沙漠南侧西南气流携带的来自印度洋-孟加拉湾的暖湿水汽,华中一带东南气流携带的来自孟加拉湾-南海和西太平洋的暖湿水汽;库姆塔格沙漠上空区域平均水汽通量随高度增加而递减,各层中以700 hPa水汽通量最大.大降水期间垂直上升运动强,为大降水的发展和维持提供动力条件.     

近地层大气颗粒物垂直分布特征——以北京某高校为例

为了解多种气象因素对近地表PM_(2.5)质量浓度变化的影响及对PM_(2.5)垂直分布规律的影响,2014年9月1日—5日在首都师范大学本部和北一区的3个不同高度(5、20和30 m),得到1 min平均的PM_(2.5)连续质量浓度数据(观测时间段为早6:30—21:30),并对气象因素进行同步观测.结果表明:(1)近地表日平均PM_(2.5)质量浓度垂直分布规律明显,为随高度增加而减小.(2)分时段分析PM_(2.5)质量浓度可发现,在日出日落时分(早6:30—10:00和晚19:00—21:30),受地表与上空空气温差影响,PM_(2.5)垂直分布无明显规律;10:00—19:00期间PM_(2.5)日平均值垂直分布规律为随高度增加而减小.(3)气压突降和降水会影响并改变PM_(2.5)垂直分布规律.     

丽江市汛期2次暴雨天气过程对比分析

利用地面加密观测资料和NCEP 1°×1°再分析资料,对2010年和2013年丽江市2次暴雨过程进行对比诊断分析.结果表明:虽然2次过程的影响系统不同,但降水都具有明显中尺度特征,突发性明显,局地性强,降水持续时间短,强度大的特点.由于"0717"过程先后受不同系统影响,地面降水还表现出分段降水的特点.2次过程的强降水发生之时,由于"0717"过程近地层冷平流弱于过程"0609",因此"0717"短历时强降水强度弱于过程"0609".2次强降水过程中的水汽来源不同,"0717"过程中降水峰值出现在水汽通量强辐合时段内,"0609"过程中降水峰值出现在水汽辐合高度向上扩展期."0717"过程中第1次降水峰值出现在强上升运动期,而"0609"过程,地面短历时强降水出现在上升运动增强期.2次降水过程发生前低层都由高能气团控制,在短时强降水出现之前,均有不稳定能量积聚的过程,不稳定能量累积得越强,相应地面降水越强烈."0717"过程短历时强降水出现在高能区,"0609"过程短历时强降水产生在低层能量锋区过境过程中.2次短时强降水过程均由成熟阶段的中尺度对流云团造成,不同的是"0717"过程为MαCS云团,"0609"过程为MβCS云团,短时强降水均产生于云团外缘TBB等值线梯度较大位置移动过程中,且TBB等值线梯度越大,地面降水越剧烈.     

渤海西岸一次短时强降水天气特点分析

利用常规探测资料、多普勒雷达资料和1°×1°NCEP 再分析资料,对2010年6月17日发生的一次短时强降水天气进行了分析和诊断。这次降水属于典型的低涡前部暴雨形势,强烈的垂直风切变和 SWEAT 指数对降水有很好的指示意义;低层偏东风的嵌入时间和发展强度、高度都与强降水的开始、发展和结束具有很好的相互联系;不同于区域暴雨的水汽形势,强对流天气中的相对湿度并不很大,降水发生期间的相对湿度仅在50-6%左右;水汽辐合带以及能量锋区均位于天津的西南侧,和低涡槽前对应,造成这次短时强降水。     

一次大雪过程大尺度热量、水汽和动量收支分析

一、引言84年1月17—18日长江中下游地区发生一次罕见的大雪过程,雪区呈东西带状(图略)。此过程的天气形势特点为:高空东亚环流平直,低空风场水平扰动明显,饱和湿层之厚、范围之广,确实为冬季少见。本文分析了该过程的热量、水汽和动量收支,从而得到积云对流加热和动量垂直输送的垂直分布特征。     

黄石地区梅雨期一次持续暴雨过程的诊断与分析

利用降水实况数据和NCEP（1°×1°）再分析资料对黄石地区2010年7月11日暴雨过程分别从水汽、热力、动力条件着手进行了诊断分析。分析结果表明：本次梅雨期暴雨的水汽累积过程从10日开始,降水期间上空有水汽通量辐合中心存在,并有低空急流与水汽辐合中心配合;暴雨期间,湿层厚度一直延伸至600hPa：850、700、500hPa的假相当位温θse在鄂东南均超过了350K,且500hPa与850hPa的θse差值为正值,表明该次降水是一次稳定的暴雨过程;暴雨期间中低层形成了明显的θse能量锋区;湿位涡分析表明：湖北黄石处于高温高湿的对称不稳定区,不稳定能量大量释放,产生强烈的上升运动,造成暴雨。     

一次江淮暴雨的热量与水汽收支诊断分析

利用MM5中尺度模式对一次江淮地区的暴雨过程进行了数值模拟,应用模拟结果诊断分析了降水区热量和水汽收支的变化。结果发现：当有强对流发生并伴有强降水时,就会有强的视热源Q1和视水汽汇Q2出现,而强的Q1与Q2和强降水区基本是对应的。在对流层深厚的中空加热层是积云对流活跃和强暴雨持续发生、发展的一种重要热力机制;对流层上半部的相对冷层为暴雨区上空积云对流提供了极为有利的热力不稳定条件。     

华南大尺度空中水资源时空演变特征

用1958—2004年NCEP／NCAR再分析资料和中国160站月降水量资料分析了华南年平均大尺度大气水汽汇的时空变化.结果表明：华南地区年平均水汽汇的主要变异区在华南中、东部地区以及华南西南地区、华南中、东部的年平均水汽汇与该地区的年平均降水一样，存在增加的气候变化趋势，而该地区的蒸发量则有减少的趋势。华南西南部的年平均水汽汇则以年际变化为主。华南中、东部以及西南部的水汽汇偏强（弱）时，东亚沿海上空水汽输送异常强（弱）导致这些地区的垂直积分的水汽通量辐合的增强（减弱）。     

亚洲夏季风区大气能量谱分析

用1979年FGGE—Ⅲb资料,对亚洲及其邻域的总能量、大气显热源和水汽汇进行谱分析.结果表明:准40天振荡是亚洲夏季风区的主要特征振荡.振荡方差贡献的分布以及振荡源中心位置反映出在印度、孟加拉湾、南海和东亚大陆上空夏季风系统具有一定的独立性。长江以北地区主要受中纬度系统影响,华南沿海和云贵地区则分别受南海和孟加拉湾地区夏季风系统的影响.振荡从主要振荡源向外传播,东亚季风区振荡主要从东南向西北传播.总能量和水汽汇振荡的传播还表明,从南半球有明显的向北传播通道.这些通道与越赤道气流通道大致相对应.大气显热源的振荡则无此特征,但它对大气环流准定常状态的维持有一定的影响,孟加拉湾湾头和南海既是热源中心,亦为准双周振荡的源区.     

潜热对梅雨系统降水功能的调整—数值试验研究

本文用数值试验的方法，讨论了梅雨降水潜热对梅雨系统降水功能的影响．有无潜热的对比试验表明：与梅雨强降水伴随的潜热变温场能引起雨带内外不同层次诸多天气系统的强度和位置变化，造成各系统间相互配置状况的一系列调整，并使整个梅雨环流系统降水功能增强，从而构成潜热对梅雨降水多途径影响形式．     

竹材组合墙体构件热湿耦合迁移特性

 以多孔介质传热传质学为基础,建立以湿度梯度为热源或热汇,以温度梯度作为湿源或湿汇的建筑构件内热湿耦合迁移的动态数学方程。提出用传递函数分析方法研究建筑构件内的热湿耦合过程,利用Laplace变换方法求解耦合方程。使用该方法对竹材组合墙体构件竹板进行了热湿耦合过程的分析计算,得到了竹板内温度和含湿量的动态分布特性。计算结果与实测值吻合较好,表明本文建立的数学模型和求解方法合理可信,有利于竹结构组合墙体的特性研究,也有利于竹材作为一种新型建筑材料的发展。     

建筑构件内热湿耦合过程分析中的传递函数解析法

建立了建筑构件内耦合的传热传湿动态数学模型，鉴于材料吸湿在传热传湿相互作用中的重要性，在能量方程中考虑湿度梯度作为热源或热汇，在质量方程中把温度梯度作为湿源或湿汇。首次提出用传递函数分析方法研究建筑构件内的热湿耦合过程，并以玻璃纤维板为例应用该方法进行了热湿耦合过程的分析计算，得到了板内温度和含湿量的动态分布特性。计算结果和实测值吻合较好，表明本建立的数学模型和求解方法合理可信。     

CO2/N2高压密相输送弯管压降特性实验研究

在高压密相气力输送实验装置上,研究了兖州烟煤在CO2和N2作为输送介质时,输送管路中水平弯管和垂直弯管压降的特性,以及云南褐煤煤粉含水率对水平弯管和垂直弯管压降的影响.结果表明:在系统压差相同,输送介质为CO2和N2时,水平弯管压降随表观气速U的下降而逐渐减小,CO2时煤粉体积分数比N2时小;垂直弯管压降随U的下降而减小,当U下降至5.3 m/s时,N2下垂直弯管压降达到最小值,CO2下没有出现压降最低拐点,CO2时垂直弯管的压降比N2时略高.由实验还发现,煤粉中水的质量分数增加会导致煤粉颗粒间相互粘黏、团聚,致使N2和CO2下水平弯管压降增大,垂直弯管压降小幅降低.通过模化理论和实验分析获得了不同输送介质下水平、垂直弯管的固相附加压损系数的拟合公式,由该式得到的弯管压降与实验吻合良好,误差在±5％以内.     

城市化对昆明一次强降水过程影响的数值模拟研究

为了探究昆明地区城市化对降水的影响,利用中尺度气象模式WRF(the weather research and forecasting model)耦合单层城市冠层模块,对2012年5月24日夜间发生在昆明城区西部的一次强降水过程进行数值模拟研究。通过与卫星观测得到的降水空间分布进行对比,发现WRF模式能较好地再现此次降水过程。城市的存在会较显著地改变城市地区的潜热和低层垂直运动,使得位于城区的降水中心降水强度略有减小,而城区下风向的降水有所增加,降水增加的区域与750 hPa高度上的水汽通量辐合加强的区域相对应。城区降水中心降水量减少可能是由于城市下垫面抑制了低层大气的水汽供给。城区下风向降水增加的可能原因是该区域相对较强的垂直运动使得更多的水汽被输送到高层大气中,有利于降水的增强。在目前的城市化水平上,若昆明地区的城市进一步扩张,城区下风向地区的垂直对流运动和大气不稳定度均会增强,但城市下垫面对低层水汽供给的抑制作用也会增强,这两种作用的同时存在会使得城市下风向地区降水的变化存在不确定性。     

PM2.5浓度湍流特征和通量获取的实验研究

利用PM_2.5质量浓度测量仪E-Sampler的1 Hz高频采样功能, 采用涡动相关法, 计算山东省德州大气环境实验站2018年12月27日至2019年1月7日多次污染事件的PM_2.5浓度脉动和湍流通量, 探讨PM_2.5浓度湍流特征。结果表明, 实验观测期间PM_2.5浓度湍流通量均值为0.026 μg/(m²·s); 不同污染过程中PM_2.5浓度湍流通量传输方向不同, 表明不同污染过程的污染源汇属性不同。随着湍流统计特征量(如湍流动能、水平风速标准差、垂直风速标准差、水平风速、动量通量和感热通量)增大, PM_2.5湍流垂直通量呈现指数型减小的趋势, 即先急剧减小, 然后随各变量的增长变化不大。随着PM_2.5浓度增大, 其湍流通量绝对值呈现增加趋势, 因此PM_2.5浓度湍流通量的大小与PM_2.5浓度和湍流强弱有关。不稳定条件下, PM_2.5浓度归一化标准差与稳定度参数ζ = z/L 遵循-1/3幂次关系, 即 σ_c/C_* = 6.7(-ζ)^-1/3; 稳定条件下, 实验结果相对离散。另外, PM_2.5浓度脉动方差谱曲线在高频段满足-2/3幂指数率, PM_2.5浓度脉动与垂直速度脉动的协方差谱曲线在高频段满足-4/3幂指数率。研究结果表明, 利用E-Sampler的PM_2.5浓度1 Hz高频采样功能可以得到连续且有效的PM_2.5浓度湍流通量。