积云参数化方案的发展和改进及其在季节气候预测模式中的应用

在研究英国气象局的Gregory积云参数化方案特征的基础上, 根据我国区域降水的特点, 发展和改进了Gregory积云参数化方案. 首先, 在总体云群模式中, 直接考虑了低层大尺度辐合对积云对流的影响, 即在云模式中, 加入了有组织的卷入和卷出; 其次, 调整了积云对流初始的质量通并考虑了过冷水存在对饱和水汽压的影响; 最后, 调整了向下拖曳气流的强度. 在改进Gregory积云参数化方案后, 对我国近年来典型年份的夏季降水进行了预报实验, 结果表明: 发展和改进后的Gregory方案能较好地模拟出我国的降水形势, 取得了较好的预报效果.     

影响长江地区夏季洪涝的大气环流因子研究

提出用条件相关矩信噪比,研究大气环流对长江地区夏季洪涝的影响,以及研究在不同时间尺度上它们之间的非线性关系,并建立相应概念物理统计模型.发现在上年大气环流指数值偏高时,对长江地区夏季洪涝影响最强烈的大气环流因子是:下半年南海副高面积和南海副高强变,第4季度西太平洋副高面积和南海副高面积,以及7月份亚洲区极涡强度和8月份北美太平洋副高面积.大气环流指数值偏低时,其影响因子是:5月份和上年度西太平洋副高西伸脊点累积值,以及下半年北半球副高北界对该地区洪涝有显著影响.还发现,对长江地区夏季洪涝影响的大气环流因子中,指数值偏低时的影响不如偏高时强烈.     

大地形强迫下背风涡旋的实验研究

利用转槽的实验装置, 基于相似定律, 研究了大气层结流体越过大地形时所激发的背风涡旋. 研究结果表明, 无量纲数中Froude数是最重要的参数. 在无旋转情况下, 在Froude数和层结适当时, 可以形成背风涡旋; 在旋转的情况下, 背风涡旋更明显和更易形成. 旋转的作用不仅能引发下坡流, 而且其生成的地转涡度能促使背风涡旋的形成. 在背风涡旋的形成机制上, 旋转的情况与无旋转情况是不同的. 对于非旋转的过山气流而言, 扰动涡度的倾斜项是产生背风涡旋的主要原因. 而对于旋转的过山气流而言, b 效应及扰动速度的水平辐合是产生背风涡旋的更重要原因.     

重力波上传破碎对中层纬向平均流拖曳的参数化方案

回顾了McFarlane关于重力波破碎对纬向平均气流拖曳作用的参数化理论. 针对McFarlane参数化方案中没有考虑重力波破碎耗散作用的问题, 对该方案进行了改进, 不仅考虑了重力波破碎后尚存的动量通量对纬向平均流的拖曳作用, 而且考虑了在重力波破碎区, 耗散作用造成的动量损失对纬向平均气流的影响. 从理论上得到了比较完整的描写定常重力波破碎对纬向平均气流拖曳作用的参数化方案.