秦巴山区地形对一次西南涡大暴雨过程影响的数值试验

利用CFSv2再分析资料和中尺度数值模式WRF V3.7.1对1次西南涡大暴雨过程进行数值试验,重点研究了秦巴山区地形对此次暴雨过程的影响.结果表明:地形通过对低涡本身和对山脉两侧南北气流的阻挡作用不利于低涡向东北方向移动;地形通过影响水汽输送和垂直运动改变降水强度及分布,随着地形的升高,雨量增大,雨带西移;地形的阻挡使水汽聚集于四川盆地,在迎风坡形成较强的水汽通量辐合,雨带的位置和强度与水汽通量辐合区相对应;地形强迫的垂直运动在迎风坡较强,其中以地形抬升作用为主,但边界层摩擦辐合作用也有贡献;降水量大值中心位于上升运动中心以南,降水区外围的弱下沉运动和其北部的强上升运动在迎风坡形成一个局地垂直环流圈,从而影响低涡与切变线的相互作用以及暴雨过程演变.     

2009年山东"8.17"特大暴雨地形作用的机理分析

利用常规观测资料、非常规资料等对2009年8月17-18日山东省出现的特大暴雨过程进行分析,并利用地形影响理论对这次降水过程进行初步分析.结果表明:1)山东这次暴雨主要发生西风槽东移、副高南撤的副高西北侧边缘.2)这次暴雨过程具有降水量大、降水强度大、暴雨范围大且集中和强降水时段集中的显著特点.3)强盛的偏南气流是这次暴雨发生的主要因素.4)山东"8.17"特大暴雨降水分布具有典型的地形影响特征,山东地区复杂山地地形对降水有显著增幅作用和对对流系统传播的阻碍作用.5)地形影响气流理论很好地解释了山东"8.17"特大暴雨降水分布.6)费县特殊地形对特大暴雨有很大贡献.关注地形作用对预报强降水及其分布具有积极意义.     

冷空气与地形在台风“海葵”特大暴雨过程中的作用分析

使用常规天气图、边界层温度平流、物理量场、卫星云图、中尺度自动站及景德镇地形等资料,对冷空气与地形在台风"海葵"景德镇特大暴雨过程中的作用进行了分析,结果表明:1)冷空气从台风西侧边界层侵入,以景德镇为中心,东部与东北部增温,西部、西南、西北部降温,自东北向西南温度差异增大,降水在冷空气的作用下,向南部移动,强度明显增强;2)受北方弱冷空气侵入的影响,各物理量强中心明显南移,并出现了高层辐散,上升气流明显增强,气流斜升、能量锋区增强等有利于中小尺度系统发展的特征,为特大暴雨发生、发展提供了良好的动力与热力条件;3)云图上,弱冷空气侵入台风环流西侧,高层辐散诱发了中小尺度对流云团的发生、发展;4)景德镇市向西与西南开口的地形,在北面有西北偏西气流,南面有强盛西南气流时,受地形辐合、抬升影响,对暴雨的产生有明显增幅作用。     

河南“21·7”极端暴雨过程地形敏感性试验

使用FNL1°×1°再分析资料、高空和地面观测资料、多普勒雷达资料和卫星云图等资料，对2021年7月17—23日河南极端暴雨天气过程进行分析，采用WRF数值模式进行地形敏感性试验.分析结果表明，此次极端暴雨天气发生在稳定的大尺度大气环流背景下，对流层中低层的低涡、切变线以及中小尺度系统的不断生消是造成极端暴雨的直接原因；台风“烟花”的生成、发展和移动对暴雨区的水汽输送有着重要影响.地形敏感性试验结果表明：(1)将一定范围内的地形高度降低为0，会导致降水中心降水量减少，整体减幅20%～40%，同时会造成雨带西移1°E左右；(2)将固定范围内的地形高度降低时，会造成降水中心降水量减少，整体减幅10%～40%，地形高度降低大于或等于75%时，会导致雨带西移1°E左右；(3)将固定范围内的地形高度增加时，会导致降水中心降水量增大，整体增加10%～40%，地形高度增高50%以上会导致雨带东移1°E左右.     

强热带风暴Bilis的敏感性数值试验

文中采用非静力MM5(3.5)中尺度数值模式对2006年7月14-15日强热带风暴Bilis台风暴雨天气过程进行了数值模拟与诊断分析,结果发现中尺度地形对暴雨的落区和强度有重要影响。主要表现在地形迎风坡作用、特殊地形辐合抬升作用、地形中尺度系统影响。初始湿度场的改变在模拟雨区和雨强时,对于水汽输送弱的地方,形成降水的水汽对初始时大气中的水汽含量依赖很强;对于有强水汽输送的区域,水汽初值并不是强降水的决定因子。     

强热带风暴Bilis的敏感性数值试验

文中采用非静力MM5（3.5）中尺度数值模式对2006年7月14-15日强热带风暴Bilis台风暴雨天气过程进行了数值模拟与诊断分析,结果发现中尺度地形对暴雨的落区和强度有重要影响。主要表现在地形迎风坡作用、特殊地形辐合抬升作用、地形中尺度系统影响。初始湿度场的改变在模拟雨区和雨强时,对于水汽输送弱的地方,形成降水的水汽对初始时大气中的水汽含量依赖很强;对于有强水汽输送的区域,水汽初值并不是强降水的决定因子。     

我国热带气旋暴雨的气候学分析

分析了１９８０－１９９０年期间影响我国的热带气候及其暴雨的频数分布。分析表明，暴雨年频数的地理分布具有明显的纬度地带性和地形性特征。中还试论了暴雨与带气旋的登陆位置，路径以及引导层气流等因子的关系。指出了低阶流场比热带气旋自身特征有着更加明显的致暴征兆。     

浙江地形对台风Khanun影响的数值试验和机理分析

以2005年严重影响我国华东地区的登陆台风Khanun为研究对象,利用MM5模式对其登陆浙江过程进行了数值模拟,通过模拟结果和实况的对比表明,模式对台风路径和降水的模拟是成功的,在台风移向移速、暴雨强度和落区上与实况十分吻合,但在台风强度模拟上则较实况偏小.在控制试验比较成功的基础上,本文还设计了3个敏感性试验,分析了浙江地形对台风路径、强度和降水的影响及其机理,它们分别为地形加倍、减半和无地形试验.试验结果表明,浙江地形对台风Khanun移动路径没有显著影响,这可能与浙江地形高度较低和环境场强引导气流有关.在降水强度上,浙江地形对暴雨的增幅作用十分显著,由地形强迫产生的降水和地形走向相一致.迎风坡由于地形动力抬升作用有利于上升运动加强,使得对流发展旺盛,降雨量增加,背风坡降雨量减少,浙江中北部沿海地区由于地形强迫产生了与台风环流同位向的扰动使得台风环流明显增强,形成暴雨中心.有无地形影响下的螺旋度对比显示,暴雨增幅区与低层正螺旋度差值区和高层负螺旋度差值区相对应,螺旋度差这种高低层耦合是触发和维持台风暴雨的动力机制,有利于台风螺旋结构的维持和强降水的发生.     

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     

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.     

中小尺度过山气流的动力问题研究

中小尺度地形的强迫抬升和屏障作用对大气运动有显著影响.概述性地回顾了在不同大气条件下气流经过各种中小尺度理想地形所产生的垂直传播的过山波和水平传播的背风波等现象的线性和非线性理论研究进展.分类归纳了中小尺度过山气流的各种数值实验和外场观测实验,总结了包括气流分离、重力波破碎、水跃、强下坡风、转子等在内的非线性现象及其可能联系.回顾线性理论、外场观测及数值模拟的研究表明,线性理论能刻画中小尺度过山气流的部分特征,高时空分辨率的数值模式能模拟各种非线性现象.文中指出,在理论分析中要进一步加强理想大气条件和实际天气系统特征的结合,定量地研究气流过山时地形的动力作用;在探究过山气流各种非线性现象成因和演变规律的同时,应该更多地研究这些动力现象在实际暴雨中的作用,从而改进暴雨预报.同时,在大气环流模式次网格地形波参数化方案中考虑非线性山脉波动阻力将会有更好的模拟效果.     

三峡库区地形与暴雨的气候分析

以三峡库区为例，分析了峡谷地形对暴雨影响的气候特征。结果表明：峡谷地形对谷坡上部和下部暴雨都有很明显的增幅作用，但作用机制不同     

海南岛春季一次特大暴雨过程的成因及其预报偏差

2022年4月30日夜间至2022年5月1日白天，海南岛东半部地区出现了历史同期罕见的局地200 mm以上的特大暴雨，其中，琼海和万宁有6个自动站的日降雨量达到300 mm以上，超过历史同期极值，主客观预报均比实况偏弱50～100 mm.本文利用地面观测资料、卫星、雷达、ERA5再分析资料（0.25°×0.25°）对此次暴雨的环流背景、中尺度对流系统触发和发展机制进行了详细分析.结果表明，此次暴雨过程分为两个阶段，分别发生在冷空气影响前后，30日夜间海南岛东部地区大气可降水量和水汽通量呈现明显的异常特征，东北风向海南岛东岸喇叭口地形灌进时，辐合上升加强，同时，海岸线附近，由于海陆摩擦的差别，形成中尺度切变线，切变线上的中尺度对流系统自南向北移动，造成东部沿海地区强降水的发生. 1日白天降水的主要原因是冷暖气流在海南岛东北部地区交汇，海南岛北部有东北—西南走向切变，东北急流带来南海北部的大量水汽输送，低层有强烈的垂直上升运动.数值模式对有无暴雨具有较好的可预报性，ECMWF模式预报的强降水中心量级偏小与其对低层风场和水汽通量预报偏差有关.     

6月11日鹤岗市一次夜间暴雨过程预报分析

该文采用MICAPS3.1实况资料、区域自动站降水资料以及1°×1°NCEP再分析资料对2014年6月11日发生在黑龙江省鹤岗市的一次夜间暴雨过程进行物理量的诊断分析,经诊断分析发现:此次过程主要受东北冷涡及中低层偏东气流影响,其中中低层低压北部偏东气流把渤海的暖湿水汽输送至暴雨区为此次暴雨过程提供了较丰富的水汽条件;高空的正涡度区长时间作用于中低层低压,为中低层低压的维持与发展提供了良好的动力因子。     

2007年夏季河套地区两次区域性大暴雨过程模拟分析

以2007年夏季发生在河套地区的两次大暴雨天气过程为对象,利用MM5中尺度数值预报模式对其发生发展过程进行数值模拟,通过与实况对比,表明模式对暴雨落区的模拟是成功,然后利用模式输出结果对暴雨形成机制在影响天气系统、水汽输送、不稳定层结和动力条件等方面进行了诊断分析。结果表明,两次大暴雨都发生中高纬十分稳定的环流形势下,在第一次暴雨过程中,西北涡和低空西南急流是其主要影响系统,低涡东侧的辐合和低层暖湿气流为暴雨的发生提供了良好的动力和水汽条件;在第二次暴雨过程中,500hPa切变线为其主要影响系统,高层强烈的抽吸作用为暴雨区提供了强劲的上升运动,弱冷空气与低层暖湿气流之间形成强烈位势不稳定为暴雨的发生发展提供有利的条件。第一次暴雨过程中一直有高通量水汽输入,水汽由来自孟加拉湾和南海的两股偏南气流合并而成;第二次暴雨过程的水汽有台风"帕布"东北侧的偏东气流输送。与第一次暴雨过程无冷空气作用不同,第二次暴雨过程中由于有弱冷空气侵入触发了不稳定能量释放,更有利于暴雨的产生和形成。低层螺旋度正值区与未来12～18h暴雨落区有较好的对应关系,暴雨区高层为螺旋度负值区,螺旋度这种高低层耦合是触发和维持暴雨的动力机制。     

2010年4月11日上饶市暴雨过程天气分析

应用常规观测资料、中尺度站资料和T213数值预报产品,对2010年4月10日对流性暴雨天气的成因进行了分析。分析了产生暴雨的天气系统特征,产生暴雨的水汽条件和动力触发机制,给出了产生暴雨的对流云团演变特征。研究结果表明,这次暴雨是由高空低槽、中低层切变线、低空急流和地面低压的共同影响产生的。低层强盛的西南气流建立起水汽通道,把水汽源源不断地向暴雨区输送。低层较强的西北气流和强盛的暖湿气流相汇合,垂直涡度增大,辐合上升运动增强。地面冷锋前生成中尺度低压,加强了辐合上升运动。高层辐散与低层辐合相配合,有利于上升运动发展和维持。     

旋流纺输送管道不同进口角度的流场数值仿真

旋流纺输送管道的进口面与顶面和底面形成的角度是影响输送管道内气流运动的重要因素之一,为了通过合理配置输送管道进口面各角度来减小输送管道结构对输送管道内气流运动的阻碍,采用计算流体力学方法建立了输送管道仿真模型,对圆盘式旋流纺纱输送管道内部气流场进行了数值仿真.分别以3种不同角度为例,得出了不同角度对输送管道内部气流场的气流模式的影响.仿真结果表明旋流纺输送管道内气流分布与进口面各角度的配置关系复杂,随各角度的变化,气流分布会有很大变化.     

小直径水滴惯性分离的实验研究

对湿法脱硫、烟气余热利用、湿法除尘等工业实践中气流携带小直径水滴的分离进行了实验研究 .在分析气流携带水滴机理的基础上 ,根据水滴的特性 ,研究了水滴的运动规律和动力学特性 ,分析了水滴的惯性分离机理以及各个因素对分离效率的影响 .结合正交实验结果 ,进行了正交实验的直观分析 .将正交实验结果和理论分析进行了比较 ,讨论了二者存在差异的原因 .本实验结果对于小直径水滴分离设备的工程设计具有一定的指导意义     

一次江淮流域特大暴雨过程的观测分析

利用常规观测和NCEP/NCAR再分析资料,对2015年6月26-28日发生在江淮流域的一次梅雨锋暴雨过程进行诊断分析,得到以下结论:①此次暴雨发生在500hPa西风带系统中,冷暖空气交汇形成的梅雨锋及其切变线稳定维持在江淮流域上空,切变线南侧为强盛的西南低空急流;②暴雨过程主要有2条水汽来源,分别来自孟加拉湾和我国南海。水汽通量输送主要集中在800hPa以下,925hPa水汽通量辐合中心与强降水中心对应;③在降水区形成冷中心与其南侧高温高湿的不稳定气流对峙,形成温度密集带,有利于梅雨锋上中尺度对流系统的发生、发展和维持。     

一次大暴雨过程的成因诊断分析

利用实况资料、天气图、卫星云图、多普勒雷达回波等资料对2010年7月19～21日发生在招远的大暴雨过程进行了成因诊断分析.结果表明,本次大暴雨是由高空槽、底层切变线和副热带高压西北边缘的暖湿气流共同影响所致.西南急流对此次暴雨输送了较强的水汽,低层高能量形成对流性不稳定层结为暴雨提供了动力条件.特殊的地形对此次强降水起到了重要作用.