利用MM5模式对河西大到暴雪过程的数值模拟

利用MM5模式对2010年3月6~8日出现在甘肃河西西部的一次暴雪天气过程进行模拟。结果表明：MM5模式都能很好地模拟出这次暴雪天气过程。这次暴雪天气过程产生在从低空到高空的急流轴附近;700hPa至600hPa辐合上升,促使近地面上升运动产生,从而促使地面低压系统的形成;相对湿度最大值不在近地面层,而是在700~600hPa之间,表明暴雪天气的水汽输送在600hPa附近有一条水汽输送通道,它与高空急流相对应。     

东亚沙尘暴的数值模拟：（Ⅰ）模式建立

在有限区域模式ＭＭ４的基础上，发展了一个沙尘暴传输扩散模式，对模式中源汇的处理作了精细考虑。用１９９１年４月３０日的实况资料检验模式的性能，结果表明，模式能够模拟沙尘暴的总体特征。     

“95.1”高原暴雪及其中尺度系统发展和演变的非静力模式模拟

为了对青藏高原暴雪进行深入的数值模拟研究,在对1995年1月17-18日（“95.1”）高原暴雪进行天气分析的基础上,利用非静力中尺度数值模式MM5对该次暴雪过程进行了数值模拟。数值模拟结果和客观分析结果的比较表明,非静力中尺度数值模式MM5有能力再现地面以上大、中尺度环流系统和热力场;同时MM5能够成功地模拟出复杂大地形条件下“95.1”高原暴雪中尺度低涡的发生、发展及结构演变。模拟的运动场和云微物理量场的时空演变表明,垂直运动场与水汽场的耦合是水汽凝结和冻结成雪的运动学条件;气旋性涡柱和上升运动及深厚湿舌的耦合是暴雪形成的一种重要动力机制;模拟的流场演变表明流场更能表征高原上的中尺度系统。     

地形对于对流云发展条件的数值模拟

本文采用地形坐标系，设计了复杂地形热力和动力作用下中尺度天气系统对流云发展的二维数值模式，由模拟试验得出了与理论和观测事实完全一致的结果，即地形的动力热力抬升作用及充沛的水汽源和不稳定层结有利于对流云的发生发展。     

2019年7月10日四川一次暴雨过程的数值模拟与诊断分析

利用探空资料、0.25°ERA-Interim和0.25°FNL再分析资料以及多普勒天气雷达资料,对2019年7月10日发生在四川的一次暴雨过程进行诊断分析,进一步结合中尺度天气预报数值模式进行数值模拟,对观测资料诊断结果进行验证和对比分析.结果 表明,四川上空500 hPa由"槽后脊前"转"槽前脊后"的环流形势有利于...     

2016年7月长江中下游一次暴雨过程的诊断分析与数值模拟

使用美国国家环境预报中心1°×1°再分析FNL资料,利用中尺度天气预报模式对2016年7月长江中下游地区的一次暴雨过程进行了模拟.对24 h累积的降水模拟量、C_ape值、涡度场、相对湿度等有关暴雨诊断分析所需的物理量场进行了分析.选择MICAPS资料作为实况数据,与模拟结果进行分析对比.结果表明,中尺度天气预报模式能较好地模拟此次降水过程,模拟雨带与实际位置大致相同,均在长江中下游,但遗漏了重庆东北部的暴雨及重庆以西地区的降雨,且模拟的雨带范围与实况相比较小,位置有所偏差.有利的不稳定条件、较好的水汽条件、高层辐合、低层辐散的形势为暴雨的发生提供抬升的动力条件,是此次暴雨发生的重要原因.     

利用三维云模式对一次强暴雨微物理过程的数值模拟

利用三维准弹性中小尺度云模式，对武汉地区1998年7月的一次强降水过程进行了数值模拟，研究了产生强降水云的微物理过程和降水机制，揭示了暴雨云高效率降水的基本原因。结果表明，这次暴雨过程的最大特点是降水持续且降水强度大，云内上升速度的长时间维持和云内较大水凝物含量为特大暴雨的产生提供了条件。这次暴雨过程中，云雨的自动转化碰并过程以及霰的融化致雨过程相对于其它物理过程更为重要。     

山地对流云的数值模拟

采用地形追随坐标，首先建立了一个包含复杂地形的完全弹性三维中尺度暖云模式。利用该模式，主要模拟了地形抬升对云的触发作用，并进一步研究不同地形对已发展的对流云的动力影响。分析结果表明：在适宜的温湿条件下，一定高度的地形抬升能够生成较强的对流云；对于较弱的对流云，上坡地形能够使其发展增强，而下坡地形则会使其减弱。以上结论与观测事实和文献[4，5]结论相符，同时也证明了此模式引入地形后的动力学框架的合理性。     

西北东部一次暴雨天气过程的数值模拟研究

利用较高分辨率非静力中尺度数值模式MM5,对2003年8月28日西北东部一次致洪暴雨天气过程进行了数值模拟,重点研究了中-α和中-β尺度系统的发生发展和演变过程,对影响暴雨的物理量场进行了诊断分析.结果表明:中-α尺度低涡越山后迅速生成发展,历时约14 h,少动,并激发了多个中-β尺度系统,在这些不同尺度系统相互作用下,形成了这次区域性暴雨.强降水主要出现在低涡系统的发展与成熟阶段.700 hPa以上稳定的大气层结,抑制了水汽和能量的垂直扩散,有利于水汽和能量沿低空向雨区输送.在暴雨区上空,水汽和能量以垂直输送为主,同时伴有大量潜能释放.暴雨区上空有明显的正涡(位涡)柱和发展旺盛的上升气流区,低层辐合中心位于650 hPa,高层辐散中心位于400 hPa,无辐散层位于500 hPa.     

岩石破裂过程中声发射模式的数值模拟

利用数值模拟软件RFPA2D对在单轴压缩加载条件下3种不同均质度的岩石试件破裂过程进行了模拟研究,讨论了整个破坏过程中的声发射时间序列和空间分布规律以及相关的震源特征和前兆异常等·实验结果表明,随着均质度的增加,岩石在主破裂之前非线性逐渐减弱而脆性逐渐增强·3个岩石试件的声发射规律分别表现出群震型、前震主震余震型和主震型3种模式,结果和地震观测到的地震模式有很好的一致性     

三维冰雹云模式对重庆一次冰雹天气过程的数值模拟研究

利用三维冰雹云模式对2007年4月17日凌晨发生在沙坪坝的冰雹天气进行了数值模拟,结果显示:模式能够反映云体发展进程中的宏观动力学过程以及微物理过程.宏观方面:能够模拟出冰雹云发生、发展、成熟、消散的过程,在发展初期,对流层低层为气旋上升区,在冰雹云发展的成熟阶段,低层辐合达到最大,之后随着云体的消散,低层出现辐散下沉气流;微物理方面:能够模拟出各阶段的水汽混合比,固体水成物粒子之间的转化、增长过程.在80 min时,对累积量分析可知,霰粒自动转化为冰雹、雹碰冻云水增长、雹碰冻霰增长三种过程是形成雹的主要过程,分别占到雹总生成量的84％,9％,4％;固态水成物粒子的积累过程和融化过程对降水有重要贡献.     

青岛海陆风三维结构的数值模拟

本文采用1个陡地形影响修正的三维中尺度流体静力的气象学模式，对青岛地区海陆风的日变化规律和三维结构进行了较细致的分析，结果显示，青岛有多支海陆风存在，且每支海陆风出现的时间，强度和向内陆伸展的距离有很大的不同，这其中沿岸山地的机械和热力作用扮演着重要的角色，在观测站，模拟结果和实测资料等方面有较好的一致性。     

采用WRF模式模拟风场分析中尺度暴雨

2005年6月9-10日江苏省中部发生了一次比较突兀的较强降水过程。采用一般常规资料不能清楚得显示其降水的中尺度特征,本文借助于最新的WRF中尺度模式对此次过程进行了数值模拟,暴雨落区及降水量与实况比较接近,说明模拟的效果是令人满意的。接着仅用得出的风场资料进行了分析,结果清楚得揭示了此次降水的中尺度特征,说明WRF模式能准确得模拟出中小尺度天气系统。本文采用的WRF模式参数设置对于模拟我国江淮地区夏季暴雨具有一定的参考价值。     

一个改进的海气耦合模式及其数值模拟

基于“线性统计修正”同步耦合方案,把中国科学院大气物理研究所两层大气环流模式同具有较高分辨率的热带太平洋环流模式耦合起来,长期数值积分表明,模式不但能够模拟出真实合理的平均气候状态及其季节变化,还能模拟出与观测接近的年际气候变率,这种年际变率在热带太平洋表现为海温在次表层达到其是大值并一在赤道上的沿斜晶层自西向东传播而在赤道两侧则自东向西传播,从而构成了主周期为４ａ左右的循环过程。     

MM5中尺度模式对一次冷锋天气系统模拟结果的评价

运用MM5模式对2001年3月6-9日华东和华南地区一次冷锋天气系统进行了模拟,模拟的冷锋向南推移进度比观测的锋面大概滞后2～4h。模拟的海平面气压场和观测结果基本吻合。香港3个站点的模拟近地风场在积分的第35～40h时间段的值比观测结果稍偏北、偏大,但总体趋势一致。模拟的相当位温场能较好反映此次冷锋线的位置及南移趋势。500和850hPa位势高度场及风场的模拟结果反映出这段时期华西北-华北高压带的增强、南移及华西南-华中一带低压区的逐渐减弱过程。低压槽在一定程度上对冷锋的南下提供动力上的支持,冷锋的南下加速了低压槽的消散进程。     

颗粒起动过程的数值模拟

目的采用欧拉-欧拉方法研究不同粒径沙尘颗粒起动规律。方法采用数值模拟的研究方法。结果在雷诺数为1.7×105时,分别计算了1.00,0.50,0.08 mm 3个粒径的沙粒起动过程。数值模拟的结果能够模拟出沙尘颗粒的3种运动过程,和实验现象吻合。结论对于粒径为1.00 mm和0.08 mm的颗粒来说,颗粒的起动总是首先发生在风速突变的地方;粒径越小的颗粒起动越快,即更容易发生起动过程。     

2003年江淮连续梅雨暴雨过程的中尺度数值试验

为了分析天气研究及预报WRF(weather research and forecasting)模式对我国天气现象的适用性,利用WRF模式对2003年淮河汛期的3次梅雨锋暴雨过程进行了一组数值模拟试验,对3次天气过程模拟试验采用相同的参数设置,模拟区域根据实况降水落区作了相应设置.模拟结果分析表明,WRF模式能有效模拟我国梅雨锋暴雨的环流背景和天气形势,较好地反映影响暴雨的中尺度系统的发生和发展等特征,还可以较好地模拟出雨带的范围、位置和走向,对降水中心的模拟基本可用.     

基于兰州市城市冠层模式的一次降水过程的数值模拟

基于耦合了城市冠层模式(UCM)的中尺度天气预报模式(WRF)的数值模型,模拟分析了兰州市一次对流降水天气过程.探讨了不同云-微物理参数方案和积云对流参数化方案的组合对此次降水过程模拟的影响,对比分析了WRF模式在耦合单层城市冠层前后对城市降水的影响.在不同的参数化方案组合中,此次降水过程风险评分最高的组合是WSM-6方案和G-F方案,其对小雨、中雨和大到暴雨的评分分别为0.50、0.36、0.33.选择此参数化方案,利用耦合UCM的WRF模式模拟降水,结果表明,耦合UCM模式后的降水范围变大,降水量的趋势更接近实况.降水过程中,与单独的WRF模式模拟结果相比,耦合UCM的WRF模式模拟的2 m温度平均偏低1.7℃、2 m高度水汽混合比偏高0.7 g/kg,对流有效位能偏高5 J/kg,增强了降水的有利条件.对比发现城市冠层能够激发出更强的大气对流运动,影响近地面水汽的分布和城市下风向降水的分布.     

大型炉膛燃烧过程的数值模拟

介绍了一个针对大型炉膛燃烧过程进行数值模拟的完整三维湍流、燃烧和热传递计算模型，该模型洋了气体流动、组分浓度和温度、颗粒轨迹及燃烧、壁面辐射热流。气相的动量、焓和组分的恒方程采用ｋ－ε模型来描述湍流粘性系数，用颗粒随机道法模拟煤粉的运动轨迹，并且考虑了挥发分的燃烧及热解、焦炭燃尽过程。对辐射热传递采用离散传递法。     

动物皮肤斑纹形成模式的数值模拟及定性分析

高级生物生命组织的形成机制是十分吸收人的课题，动物皮肤斑纹的变化和复杂性是其中的一个问题，文中对由活化质－基质和一个交换系统组成的系统，采用交替方向隐格式，进行了数值模拟，给出了二维和三维图像，其结果与长颈鹿的皮脸斑纹相符，用中心流形法，对系统的平衡点稳定性作了分析，原始数据条件下，其平衡点是稳定的，而当参数变化较大时，可能会发生突变。