中国大气中的感热平均输送及源、汇的分析

我们采用了全国100余个探空站1960—1969年10年的平均资料,计算分析了我国大气中(从地面到100mb)全年和各月的感热平均纬向和经向输送,感热的合成输送方向和输送量,以及感热的辐合、辐散量(源、汇)的分布。主要结果如下: 1.我国年平均整层大气感热输送最大值在长江流域中、下游南部地区。纬向感热输送主要是西风输送。南、北经向感热输送的汇合线(即零值线)大致沿30°N纬度。 2.我国全年整层大气感热辐合和辐散区的界线(即零值线)大政沿黄河,其北边为辐散区而南边为辐合区。我国西部为辐合压,但其辐合量不大。     

斯堪的纳维亚臭氧亏损及其可能机制

卫星资料分析表明:北极地区的一个重要臭氧亏损区域位于斯堪的纳维亚(Scandinavia)上空,冬季臭氧总量亏损为50DU,相当于当地臭氧总量的15%.研究表明:冬季北大西洋暖流向北输送热量造成斯堪的纳维亚附近的高海温是该地区臭氧局地亏损的原因.冬季北大西洋东部的高海温对大气进行局地加热,使得整层物质抬升,进而在330K等熵面高度附近造成臭氧辐散,使得该区域整层大气臭氧总量减少.     

对流圈上层与平流圈下层动能位能的转换及其间的能量交换输送

本文挑选了一个适当地区适当时段,对於平流圈下层和对流圈上层的动能位能转换及穿越对流圈顶的动能、位能、可感热进行实际计算。发现在平流圈下层仍存在使位能转换为动能的过程,但有动能向位能的淨转换。在对流圈上层有位能向动能的淨转换。在40°—55°N纬带内,巨大的动能、位能和可感热的输送从平流圈进入对流圈,其南及其北的纬带内所有能量则从对流圈输入平流圈。计算结果指出:关於对流圈中能量平衡问题,是不能把对流圈孤立处理的,而必须要考虑到和平流圈及中圈大气的联系问题。     

中国大气中的潜热平均输送及源、汇分布

本文采用了全国约100个探空站1960—1969年10年平均资料,计算和分析了我国大气中(从地面到100mb,共11层)全年和各月潜热平均纬向和经向输送,潜热合成输送方向和输送量以及潜热的辐合、辐散(源、汇)的分布特征。主要结果如下: 1.我国大气中潜热输送的来源主要是三个方向:(1) 来自孟加拉湾和印度洋的西南气流;(2) 来自大西洋和北冰洋的西北气流;(3) 来自我国南海(包括东海)的偏南气流。 2.全年整层大气潜热输送量最大的地区在长江以南的两湖平原地区和西南横断山区及云南一带,纬度为24—27°N的范围内。 3.潜热输送与我国环流特征及季风进退有密切的关系。不同气流组成的潜热输送交汇线与我国的干、湿气候分界线很一致。 4.我国全年潜热辐合量零值线大致沿纬度32～34°N,潜热源、汇的分布与我国降水量的分布特征很一致。     

多普勒雷达在冬季人工增雪中的应用

利用常规探测资料及大同多普勒雷达探测资料,对2011年4月1日至2日发生在大同地区的强降雪天气过程进行分析,根据大范围稳定性降水的速度回波演变情况,得出系统加强、维持、消散的图象特征。整层为暖平流,上层为西南气流且有明显的垂直风切变时,系统维持时间较长,低层风场出现暖平流加辐合特征相结合时,系统加强且持续时间较长,流场特征适宜实施飞机人工增雪作业。     

南极瑞穗站大气光学特征研究

本文利用南极瑞穗站１９７９年太阳可见光波段直接辐射的分光测量和微气象观测资料＾［１－２］。分别计算了整层大气、分子大气、臭氧和气溶胶的散射和吸收所构成的光学厚度τｔ（λ）、τＲ（λ）、τ０３（λ）和τａ（λ）及埃斯屈朗浑浊度系数β和波长指数ａ，并与北京和拉萨的相应值进行了比较＾［３－５］。文中对波长指数和埃斯屈朗浑浊度系数及整层大气垂直光学厚度与大气稳定度参数、湍流热通量的关系也进行了讨论。     

一个欧拉型污染物沉降的中尺度模式

本文提出了一个欧拉型的污染物中尺度数值模式,用以研究大气中污染物的输送、转化和干、湿沉降。模式以Anthes等人发展的中尺度气象模式为基础,加入了污染物质量守恒方程组。在方程中包括了源发射率、物质的平流和湍流输送和参数化的气相化学转化和干沉降。作为这一模式的特点是在三维的中尺度模式中嵌入一个一维时变的雨云物理和化学模块,用以研究污染物的湿沉降。用这个模式讨论了湿沉降规律和中国东部地区的污染物浓度和干湿沉降的分布。     

地形、摩擦和加热作用在ω方程中数值贡献的计算方案

本文提出一个把斜压垂直运动区分为各种强迫机制的数值计算方案。在给出的总ω方程中有六项强迫函数。这些强迫函数是:1、实测风的微分涡度平流;2、实测风热力平流的拉普拉斯;3、地形作用;4、摩擦应力作用;5、潜热作用:6、地面感热输送向大气的作用。这些强迫函数能由日常观测的气象资料决定;相应的ω方程的数值解能由超张弛法得到:同时,从四个位面(200mb,400mb,600mb和800mb)上得到区分形式的垂直P-速度。     

剧烈燃烧型污染事故大气扩散规律的研究

通过黄磷剧烈燃烧事故对土壤污染规律的研究,分析剧烈燃烧型污染事故大气污染物浓度分布趋势,选择复杂地形上三维平流扩散方程数值模式进行计算,并绘制出水平流场和垂直剖面流场以及地面浓度分布图     

鲁西一次持续大雾过程分析

利用 NECP 资料和常规观测资料对2011年12月初鲁西持续大雾过程进行诊断分析，结果表明：本次大雾期间环流形势稳定少变，前期天气晴好，温度日较差大，辐射冷却作用强，以辐射雾为主；后期天气以阴或多云为主，辐射冷却作用弱，偏东风的作用使得雨区暖湿空气移动到冷下垫面上冷却形成雾，平流冷却作用强，以平流雾为主。诊断分析发现：上干暖下湿冷的边界层湿度条件；稳定的大气层结条件；充沛的暖湿水汽输送；低层（1000-900 hPa）较弱的上升运动都有利于大雾的发展和维持。当上升运动发展到整层一致且强盛时，湍流运动会阻碍大雾的发展。     

平流输送数值方案的对比试验

为了分析目前被有限区数值模式所常常采用的平流差分案对计算结果的可能歪曲，如短波分离，位相偏差和振幅哀减等误差特征，给出了二阶（和四阶）—中心、Ｌａｘ－ｗｅｎｄｃｏｆｆ等八种常用方案及一种高精度二阶矩守恒方案的测试结果，给出不同精度方案引入著名的区域模式（ＭＭ４）和１９层输送模式（ＥＭ３）的实例试验结果，结果表明：模式的模拟能力对平流输送过程（模式方程组的非线性平流项）的数值计算精度十分敏感，采用高精度计算方案对改进模式的模拟能力起有重要作用。     

保定市一次大风天气过程诊断分析

利用常规气象观测资料、NCEP/NCAR1°×1°再分析资料和风廓线雷达资料,对2020年3月18日保定市一次大风天气过程进行诊断分析,探讨此次大风过程的成因,结果表明:这是一次偏北路径冷空气南下形成的大风,主要影响系统为高空槽、地面冷高压以及冷锋;贝加尔湖冷高压分裂南下,河北地区气压梯度大,变压强;负涡度平流产生较强下沉运动,有利于槽后较高动量的冷空气向下传送;高空急流的抽吸作用使整层垂直运动加强,高空急流入口区次级环流的形成加速了大气的上下交换,"漏斗"状北风强风速带向地面伸展,激发了地面大风的出现;锋区明显,冷平流强,大气层结极不稳定,有利于高空动量下传,形成地面大风。     

基于全球天气预报系统对河套周边地区低云量精细化预报

基于2008-2013年全球天气预报系统(GFS)预报场资料,构造了30个云预报因子,分析了其与低云量的相关关系,采用多元逐步回归预报方法建立了黄河河套周边地区低云量0～168 h逐小时精细化区域预报,评估了预报模型的预报效果.结果表明,低云量与水汽类因子整层湿度和整层相对湿度具有较强的正相关性;与大气可降水量、低层温...     

珠江三角洲城市群一次区域性污染过程气象特征数值模拟

利用美国宾州大学和美国国家大气研究中心（PSU／NCAR）联合开发的MM5三维中尺度气象模式,对珠江三角洲城市群一次区域重污染天气过程的气象条件进行了模拟,结合地面常规气象资料、探空资料、天气图、香港科技大学元朗激光雷达资料和粤港珠江三角洲区域空气质量监控网公布的空气质量资料,对城市群污染期间的区域天气形势,局地环流等特征,温湿层结特征,混合层高度特征等要素的关系进行了分析。结果表明：变性高压脊伴随的近地面辐散场和静小风,城市间的相互输送,海陆风、城市热岛环流、山谷风等局地环流的影响,边界层逆温层,稳定层结的弱对流作用,低的混合层高度等不利于污染物的输送扩散的天气条件,是这次空气污染过程的主要原因。     

特征向量数量对反演大气参数的影响

大气温湿信息是天气预报、研究和业务的主要参教。具有通道多、信息量大、光谱窄等优点的AIRS已逐渐成为大气垂直探测的主流和方向。如何从卫星观测到的辐射测值推算出大气参数显得尤为重要。本文运用特征向量法反演晴空大气温度、臭氧廓线,试验不同数量的特征向量对反演晴空大气温度等参数精度的影响。结果表明适当增加特征向量的数量,对改进反演大气温度、臭氧廓线的精度有明显改善。     

珠江三角洲区域大气扩散和输送特征诊断分析

为了深入研究珠江三角洲区域大气扩散和输送特征, 利用2006年珠江三角洲地区460个地面自动气象站的全年逐时气象数据和探空资料, 对自动气象站资料进行质量控制并整理, 使用Calmet模式诊断出逐时气象场。利用逐时风场和72小时轨迹, 对该地区的扩散类型进行分类(系统大风型、弱背景影响型和局地环流型), 并依此对该地区的流动状况进行分析。还根据季节和分类结果对扩散路径进行简单的分类, 并依此研究珠江三角洲地区的大气输送路径以及影响范围。分析结果表明: 珠江三角洲地区大气输送特征具有明显的季风性以及海陆风特征; 该地区春季和冬季的大气输送和扩散能力较好, 夏季次之, 秋季最差; 大气输送轨迹随季节变化明显, 并且在不同的扩散类型之间有显著的差异。     

基于非线性密度流试验的平流差分方案

为考察平流差分方案对高分辨率非静力数值模式的影响,利用非线性密度流试验,对比分析了在不同分辨率情况下气候研究与预报模式中不同平流项差分方案对大气非静力运动的描述能力。结果表明:模式分辨率是影响试验结果的重要参数,提高模式的分辨率有利于提高模拟的结果;无论是水平平流项差分方案还是垂直平流项差分方案,当选取偶数(2,4,6)阶时,模拟结果在下边界都存在不同程度的小尺度扰动,与参考解偏差较大;选取奇数(3,5)阶时的效果明显优于偶数(2,4,6)阶;水平平流项差分方案取5阶,垂直平流项差分方案取3阶时都能得到最好的模拟效果。     

绿洲对其临近荒漠大气水分循环的影响——敦煌试验数据分析

利用"我国西北干旱区陆-气相互作用试验\\"2000年5～6月在甘肃敦煌进行的野外观测资料,分析了西北干旱区临近绿洲的荒漠戈壁大气湿度特征,并根据它们在不同风向下的表现揭示出了绿洲对其临近荒漠戈壁大气水分输送的影响.研究了在绿洲影响下大气的逆湿和负水汽通量与风向和大气稳定度的关系,说明大气逆湿和负水汽通量的出现不一定完全相关,小时平均量有时表现出负梯度输送的特征,并且给出了负梯度输送出现概率的日变化以及大气稳定度对负梯度输送的影响.     

雷达导出参量与南京地区降水过程演变关系的诊断

中国的新一代天气雷达能够提供丰富的降水产品,但缺少反映大气热力和动力状况的产品。利用新一代天气雷达的基数据,计算出局地的温度平流、相对螺旋度、散度、垂直速度和散度垂直通量,并详细研究分析2016年南京地区的两次降水过程中,这些参量与降水演变的关系。研究表明,这些参量的变化都对降水系统的变化有良好的相关性和指示意义,温度平流通过改变局地大气热力结构和稳定度而影响系统发展;相对螺旋度、散度、垂直速度和散度垂直通量反映了局地大气的动力特性,并通过动力过程而影响降水系统的发展。层状云降水的"下暖上冷"温度平流或对流型降水中雷暴后部的"下冷上暖"温度平流结构,有利于降水的加强;相对螺旋度的变化比降水的变化提前2. 5～3. 5 h;超过3 km的散度分布直接影响降水系统的发展;系统内4 km以上的垂直上升速度对降水加强最显著;对流层中上层的散度垂直通量的负值与降水加强相关。可见,这些参量可以用于降水系统发展的雷达临近预报。     

雷达导出参量与南京地区降水过程演变关系诊断

中国的新一代天气雷达能够提供丰富的降水产品,但缺少反映大气热力和动力状况的产品。利用新一代天气雷达的基数据,计算出局地的温度平流、相对螺旋度、散度、垂直速度和散度垂直通量,并详细研究分析2016年南京地区的两次降水过程中,这些参量与降水演变的关系。研究表明,这些参量的变化都对降水系统的变化有良好的相关性和指示意义,温度平流通过改变局地大气热力结构和稳定度而影响系统发展;相对螺旋度、散度、垂直速度和散度垂直通量反映了局地大气的动力特性,并通过动力过程而影响降水系统的发展。层状云降水的"下暖上冷"温度平流或对流型降水中雷暴后部的"下冷上暖"温度平流结构,有利于降水的加强;相对螺旋度的变化比降水的变化提前2. 5～3. 5 h;超过3 km的散度分布直接影响降水系统的发展;系统内4 km以上的垂直上升速度对降水加强最显著;对流层中上层的散度垂直通量的负值与降水加强相关。可见,这些参量可以用于降水系统发展的雷达临近预报。