检索结果-内蒙古大学图书馆

应用气象学报 2004年第5期15卷 543-555页

作者：朱蓉徐大海中国气象科学研究院北京100081

该文在多尺度湍流理论的研究成果基础上 ,将边界层湍流风谱与平均量的梯度相联系 ,建立了边界层多尺度湍流参数化子模式 ,之后放入MM5模式中进行了个例模拟研究 ,并与MM5模式附带的MRF边界层参数化、Blackadar高分辨率边界层参数化的模... 详细信息

该文在多尺度湍流理论的研究成果基础上 ,将边界层湍流风谱与平均量的梯度相联系 ,建立了边界层多尺度湍流参数化子模式 ,之后放入MM5模式中进行了个例模拟研究 ,并与MM5模式附带的MRF边界层参数化、Blackadar高分辨率边界层参数化的模拟结果进行比较和分析。结果表明 ,多尺度湍流理论能够反映出实际大气边界层中热量垂直输送的规律 ,将其用于中尺度数值预报模式的边界层物理过程参数化是可行的 ;多尺度湍流参数化在地表层和边界层内各个层次上都着重考虑含能量最大的涡的作用以及水平热力不均匀性的影响 ,因此在地形和下垫面比较复杂的区域。

关键词：中尺度数值模拟 MM5模式中尺度数值预报模式中尺度天气系统边界层多尺度下垫面湍流理论梯度平均

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河南一次强降水过程云和降水结构的中尺度数值模拟

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气象 2007年第4期33卷 15-22,I0001页

作者：雷蕾朱伟军毕宝贵周毓荃南京信息工程大学 210044 国家气象中心

用中尺度数值模式(MM5v3.7)模拟了2005年6月25—26日河南一次强降水天气过程。模式计算的整层积分所有水凝物总含水量、模拟的雷达回波特征、24小时雨量分布、强降水阶段雨量时变特征与实况对比均具有比较好的模拟能力,在此基础上利用... 详细信息

用中尺度数值模式(MM5v3.7)模拟了2005年6月25—26日河南一次强降水天气过程。模式计算的整层积分所有水凝物总含水量、模拟的雷达回波特征、24小时雨量分布、强降水阶段雨量时变特征与实况对比均具有比较好的模拟能力,在此基础上利用模式输出的资料分析了强降水形成的湿热力动力条件、降水区不同位置不稳定指数以及强降水区各种水凝物随时间的变化,并用Reisner霰方案计算出的雪、霰、冰晶、雨水、云水比含量资料,对比分析了降水初生和显著增强两个阶段云中的微物理结构特征的差异。

关键词：云降水中尺度数值模拟 MM5 不稳定指数

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卫星遥感地表植被及其在华南暴雨中尺度数值模拟中的应用试验

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应用气象学报 2001年第3期12卷 287-296页

作者：王鹏云肖乾广林永辉肖岚中国气象科学研究院北京100081 国家卫星气象中心北京100081

将我国植被资料和NCAR资料分别用于非静力平衡中尺度模式MM5,对 1 998年 5月2 3～ 2 4日华南暴雨进行数值模拟试验 ,比较其对降水量和动力热力场预报的影响 ,结果表明 ,当网格格距为 45km时 ,二者差别很小 ,当网格格距减小到 5～ 1 5km ... 详细信息

将我国植被资料和NCAR资料分别用于非静力平衡中尺度模式MM5,对 1 998年 5月2 3～ 2 4日华南暴雨进行数值模拟试验 ,比较其对降水量和动力热力场预报的影响 ,结果表明 ,当网格格距为 45km时 ,二者差别很小 ,当网格格距减小到 5～ 1 5km ,预报降水量最大值增加了 1 2 %～ 1 4% ,更接近观测值 ,同时对低层大气热力动力结构也有一定影响。

关键词：地表植被中尺度数值模拟暴雨卫星遥感降水量动力热力场预报网格格距

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北京地区大雾形成消散与人工消雾机理的中尺度数值模拟研究

北京地区大雾形成消散与人工消雾机理的中尺度数值模拟研究

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作者：何晖中国科学院研究生院

学位级别：博士

本文对2007年10月26日北京地区一次典型的大雾天气形势及能见度分析的基础上,利用多通道微波辐射计、风廓线仪及NOAA极轨卫星监测资料与中尺度数值模拟结果,比较研究了雾的分布区域、温度、湿度、风速及液水含量的边界层分布特征,并利... 详细信息

本文对2007年10月26日北京地区一次典型的大雾天气形势及能见度分析的基础上,利用多通道微波辐射计、风廓线仪及NOAA极轨卫星监测资料与中尺度数值模拟结果,比较研究了雾的分布区域、温度、湿度、风速及液水含量的边界层分布特征,并利用中尺度数值模拟结果探讨了此次大雾形成和维持机理。表明此次大雾天气是一次暖雾天气过程,雾层内温度垂直变化不明显,逆温层抬升到雾项以上:在雾顶以上,相对湿度和雾水含量急剧变小;有雾时,近地层风速不大,雾顶以上有一相对风速大值区等。北京及其周边地区处于水汽辐合区内,具有充足的水汽供应,夜间地面长波辐射降温,水汽达到饱和凝结成雾。由于在雾顶处存在较强的长波辐射,致使雾顶以上存在较强的逆温层结,随着逆温层内水汽的不断聚集以及湍流作用促使低层的雾水向上输送,导致逆温层内雾滴形成,于是雾得以向上发展。太阳短波辐射致使地面温度升高同时导致湍流加热层的范围扩大,强度增强,最终达到雾项,当湍流加热与短波加热作用超过大气长波辐射冷却作用时将会导致雾滴的蒸发。湍流扩散使液水从含水量高值区向上下低值区扩散,对含水量分布起均匀化作用。湍流扩散是延缓下部雾区衰退,从而阻止雾底抬升的重要过程;另一方面,湍流使液水向雾的项部及雾上方扩散。在雾的初生阶段,湍流对雾的形成和发展是起促进作用的,而在雾的消散阶段,湍流也促进了雾的消散。\n 在中尺度模式MM5动力框架和其中的Reisner2显式云物理方案的基础上分别耦合致冷剂、吸湿剂与云相互作用以及加热作用的过程,对催化剂的传输、扩散及其与雾中其它水凝物相互作用的过程进行参数化描述。在中尺度模式内部增加一个具有催化功能的新方案。利用新的催化方案针对2007年10月26日北京地区一次暖雾天气过程分别进行了加热催化和播撒吸湿剂催化模拟研究,对2007年12月26日北京地区一次冷雾天气过程则进行了播撒致冷剂(液氮)催化的模拟研究。分析了催化作业后雾的演变规律、人工消雾的微物理机制等,同时通过一系列敏感试验就催化剂的播撒剂量、作业时机、加热量、作业位置以及吸湿剂的初始粒径等参数的变化对大雾的消散和演变规律的影响进行了研究。\n 利用加热法消暖雾的模拟研究表明;在目标区上风方1km左右以1.6×109 J·S-1的加热速率持续加热10min进行加热消雾试验。作业3min后目标区的雾水含量就有所减弱,最好的作业效果出现时间为作业开始后6～24min,作业效果可以维持45min左右。消雾影响的水平范围在加热速率比较小的范围之内是随着加热速率的加大而显著加大的。而当加热率超过0.8×109 J·S-1时,加热消雾影响的水平范围随着加热速率的继续加大而基本没有什么明显的变化,在加热速率很高时,低层的雾水含量甚至较低加热率时有所增大。而想达到更好的消雾效果加热源距目标区的距离应该选择较近的距离。加热消雾的微物理机制为加热作用引起雾体温度的升高导致水汽凝结为雾滴项的大量减少以及加热作用引发的垂直环流对加热源下游的雾水吹散作用。\n 播撒盐粉消暖雾的模拟研究表明:在雾顶以0.005g·m-2·s-1的播撒速率持续播撒粒径10μm的盐粉10min后(总的播撒量为3 g·m-2),作业开始阶段出现负效果,在作业后20～30mi n后,开始出现正作业效果,水平能见度和垂直能见度改善,效果最好为作业后35～40min左右,正的作业效果可以维持35-50min左右。粒径较大的盐粉能使雾中能见度更快得到改善,而粒径较小的盐粉能使能见度改善更为显著,但改善的速度较慢。在播撒量方面,播撒量越大,开始阶段对能见度负影响也会越大,但后期改善效果越显著,存在一个播撒量的阈值,在这个播撒量上,最佳能见度达到最大,粒径越大,播撒量的阈值也会越大,同时能达到的最佳能见度会增大,达到最佳能见度的时间也会相应提前。播撒吸湿剂消雾的微物理机制为:作业后盐粉的凝结引起雾滴蒸发以及盐粉与雾滴的碰并作用导致雾水含量减少。其中,盐粉的凝结引起雾滴蒸发作用主要发生在雾层的上部,而盐粉碰并雾滴增长过程主要发生在雾层的下部。\n 播撒致冷剂消冷雾的模拟研究表明:在此次模拟雾过程中,在目标区上风方1～2 km以5 g/s的播撒速率播撒10 min后,催化作业开始9 min后,目标区开始显现作业效果,最好的效果出现在作业后24 min,作业效果可以维持25 min左右。本例中,以15 g/s的速率播撒作业和在目标区上风方5～6 km的地点作业对能见度的改善最为显著。消雾机理主要为播撒后人工冰晶通过凝华增长消耗了大量的水汽,导致了水汽通过凝结过程形成雾滴的减少,同时上游作业导致雾滴向下游目标区平流的减少。

关键词：大雾天气中尺度数值模拟人工消雾机理形成消散

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一次人工增雨作业效果的中尺度数值模拟

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气象科学 2011年第5期31卷 613-620页

作者：陈钰文王佳商兆堂王可法智协飞南京大学大气科学学院南京210093 江苏省气候中心南京210008 江苏省气象局南京210008 南京信息工程大学气象灾害省部共建教育部重点实验室南京210044

本文根据AgI播撒影响机制,把AgI催化过程耦合到初始条件、边界条件更完善且有业务化能力的中尺度WRF模式中,并利用该模式对溧阳天目湖积云增雨过程进行中尺度催化数值模拟分析。实况资料及数值模拟分析结果表明,该模式成功地模拟了溧阳... 详细信息

本文根据AgI播撒影响机制,把AgI催化过程耦合到初始条件、边界条件更完善且有业务化能力的中尺度WRF模式中,并利用该模式对溧阳天目湖积云增雨过程进行中尺度催化数值模拟分析。实况资料及数值模拟分析结果表明,该模式成功地模拟了溧阳天目湖地区的对流云系,作业后催化云的强回波面积扩大,平均回波强度增加,地面降水量增加,且微物理过程分析表明,作业后催化云中高空冰晶、雪、霰冰相大粒子含量增加,相应地低空雨水含量增加,导致地面降水量增加。

关键词：增雨效果 AgI催化中尺度数值模拟

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飑线大风形成机理的中尺度数值模拟研究

飑线大风形成机理的中尺度数值模拟研究

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作者：刘香娥中国科学院研究生院

学位级别：博士

本论文采用云分辨中尺度数值模式(WRF),并结合多种较详细的地面观测资料对2009年6月3～4日我国河南山东等地发生的强飑线灾害性大风天气过程进行了研究,探讨了飑线大风产生的天气背景、飑线的结构、演变特征及灾害性大风的形成机理。论... 详细信息

本论文采用云分辨中尺度数值模式(WRF),并结合多种较详细的地面观测资料对2009年6月3～4日我国河南山东等地发生的强飑线灾害性大风天气过程进行了研究,探讨了飑线大风产生的天气背景、飑线的结构、演变特征及灾害性大风的形成机理。论文得到以下主要结论:\n (1)此次飑线灾害性大风过程发生在东北冷涡的天气背景下,是由冷涡后部的横槽引导强冷空气南下与西南暖湿气流在河南新乡南部一带交汇促发强对流过程,最后演变为飑线天气。飑线对流系统发生的环境低层较干,水汽条件不足。飑线产生区大气处于条件性不稳定状态,对流有效位能(CAPE)在1300 J/kg左右,并具有适平的垂直风切变;地面观测显示飑线具有相对冷湿的雷暴高压和强冷池,飑线过程产生的天气现象以灾害性大风为主。\n (2)数值模拟结果表明,地面强冷池的形成在此次飑线灾害性大风的产生中具有重要作用。降水粒子的蒸发和融化冷却过程对降低地面温度和产生地面强风速具有重要影响,计算雨水蒸发过程产生的最大等效冷却率为-3K/min,远大于霰融化等效冷却率-0.7K/min,因此雨水蒸发过程是影响冷池强度的关键因素。不考虑霰融化和雨水蒸发过程的数值敏感性试验显示,地面扰动位温极值由-7K升至-1K,升温幅度达90%,而地面水平风速极值则由35m/s减小为25m/s,减小约30%。\n (3)中高层动量下传对飑线地面大风的产生具有决定性作用。研究表明,在11-16km高度有一风速大于30m/s,厚度为5km左右的稳定高空急流带,伴随飑线对流的产生,该急流带出现水平加速和下降的现象。急流带风速出现水平加速的原因是由于出现扰动低气压,急流中心最大风速由原来的33m/s增加到39m/s,水平风速增加最大可达到18%。中高空水平动量下传的原因是对流产生的降水粒子拖曳、融化和蒸发过程造成的负浮力作用。由动量下传造成的地面灾害性大风约占70%,而地面强冷池导致的地面大风约占30%,二者共同作用导致了此次飑线灾害性大风的产生。

关键词：飑线大风动量下传中尺度数值模拟形成机理

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2007年7月江淮地区梅雨锋暴雨的中尺度数值模拟与诊断研究

2007年7月江淮地区梅雨锋暴雨的中尺度数值模拟与诊断研究

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作者：易军南京信息工程大学

学位级别：硕士

本文主要利用常规观测资料、全球客观分析NCEP/NCAR资料以及中尺度非静力平衡模式WRFV2.1对2007年7月江淮地区一次梅雨锋暴雨过程进行数值模拟，着重研究这次过程中的中尺度重力波(MGW)现象，利用拉格朗日Rossby数(Ro数)诊断分析高空非... 详细信息

本文主要利用常规观测资料、全球客观分析NCEP/NCAR资料以及中尺度非静力平衡模式WRFV2.1对2007年7月江淮地区一次梅雨锋暴雨过程进行数值模拟，着重研究这次过程中的中尺度重力波(MGW)现象，利用拉格朗日Rossby数(Ro数)诊断分析高空非平衡流场，探讨说明了上游非平衡流引起的地转适应过程对重力波发生发展的作用，并对MGw的动力学特征进行了较为深入的分析，讨论了影响波动变化的因子，另外运用Morlet小波分析展现了波动的时频分布特征：通过地形敏感性实验，进一步说明了在本次过程中地形对天气系统的影响。\n 研究表明：这次暴雨过程中的中尺度重力波波长约为56-75km，相速约12-19m·s-1；满足指标(Ro=│V⊥ag│/│V│,Ro≥0.5,｜V｜>10m·s-1)的不平衡运动区与重力波活动区十分接近，它对波动产生的时间和区域方面有一定的指示作用；在有利的大尺度环流形势下，地转适应过程是MGW产生的首要机制，Wave-CISK、地形强迫及地转适应过程为波动传播提供了充足的能量，使MGW在具有波导结构的大气中维持了相当长的时间；MGW触发形成了对流运动，在波动向下游传播的过程中对流强度出现周期性变化，促使局地生成阵性分布的强降水中心，这些都与重力波传播至下游的位置密切相关；后期在锋面或辐合区低压系统和地形强迫的共同作用下，重力波的生成机制和作用位置发生了显著变化。通过Morlet小波分析得出，重力波的统计分析结果与动力学结论有很好的对应关系，最强波动出现在7日20时-8日04时之间，中低层波动比高层强烈，且短周期重力波远强于长周期重力波。地形敏感性实验进一步证明，大别山中尺度地形效应在山脉迎风坡和背风坡都有重要影响。

关键词：江淮地区梅雨锋暴雨过程中尺度数值模拟 MGw动力学拉格朗日地形敏感性

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中尺度数值模拟中的边界层多尺度湍流参数化方案

中尺度数值模拟中的边界层多尺度湍流参数化方案

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该文在多尺度湍流理论的研究成果基础上，将边界层湍流风谱与平均量的梯度相联系，建立了边界层多尺度湍流参数化子模式，之后放入MM5模式中进行了个例模拟研究，并与MM5模式附带的MRF边界层参数化、Blackadar高分辨率边界层参数化的模... 详细信息

标准号: hg08040186

该文在多尺度湍流理论的研究成果基础上，将边界层湍流风谱与平均量的梯度相联系，建立了边界层多尺度湍流参数化子模式，之后放入MM5模式中进行了个例模拟研究，并与MM5模式附带的MRF边界层参数化、Blackadar高分辨率边界层参数化的模拟结果进行比较和分析，结果表明：多尺度湍流理论能够反映出实际大气边界层中热量垂直输送的规律，将其用于中尺度数值预报模式的边界层物理过程参数化是可行的；多尺度湍流参数化在地表层和边界层内各个层次上都着重考虑含能量最大的涡的作用以及水平热力不均匀性的影响，因此在地形和下垫面比较复杂的区域，对中尺度天气系统的模拟有进一步发展的前景。

关键词：中尺度数值模拟 MM5模式中尺度数值预报模式中尺度天气系统边界层多尺度下垫面湍流理论梯度平均

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贵州一次大暴雨过程的中尺度数值模拟与诊断分析

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暴雨灾害 2007年第4期26卷 361-368页

作者：伍红雨贵州省山地环境气候研究所

利用三重嵌套的非静力中尺度数值模式MM5V3.5,对2005年5月31日至6月1日贵州省发生的一次大暴雨天气过程进行数值模拟,并利用模拟结果对该过程进行诊断分析。结果表明:模式较好地模拟这次大暴雨过程,并对与暴雨过程相关的中尺度系统的发... 详细信息

利用三重嵌套的非静力中尺度数值模式MM5V3.5,对2005年5月31日至6月1日贵州省发生的一次大暴雨天气过程进行数值模拟,并利用模拟结果对该过程进行诊断分析。结果表明:模式较好地模拟这次大暴雨过程,并对与暴雨过程相关的中尺度系统的发生发展做出了较成功的模拟,此次过程中,西南涡是造成大暴雨的主要影响系统。对中尺度系统的模拟表明:强降水与强上升运动区及正涡度区有很好的对应关系,低层辐合、高层辐散、西南低空急流、垂直运动增强等是此次暴雨维持和发展的重要机制之一。强降水与水汽辐合的大值密切相关,降水的强弱与辐合的强弱变化一致。

关键词：暴雨中尺度数值模拟诊断分析贵州

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《中尺度数值模拟》介绍

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气象科学 1983年第2期 115-116页

作者：章震越魏绍远空军气象学院

《中尺度数值模拟》共分十三章,在第一章引言中重新定义了什么叫中尺度天气系统,第二章、第三章讨论建立适用于中尺度系统的方程组,并加以简化,第四章介绍了时空平均方程组的建立,第五章讨论模式的类型,一类是物理模式,即相当于在实验... 详细信息

《中尺度数值模拟》共分十三章,在第一章引言中重新定义了什么叫中尺度天气系统,第二章、第三章讨论建立适用于中尺度系统的方程组,并加以简化,第四章介绍了时空平均方程组的建立,第五章讨论模式的类型,一类是物理模式,即相当于在实验室中做物理试验的方法,另一类是线性模式,用数学分析的方法讨论中尺度系统的特性,第六章是坐标变换,第七、八、九章讨论参数化问题,即讨论中尺度数值模拟中如何考虑近地面层中的乱流作用、辐射作用及水汽和热力作用等物理过程的问题。第十、十一章分别介绍方程组的求解方法和边界条件及起始条件等问题。第十二章讨论模式的鉴定,第十三章介绍了用中尺度模

关键词：中尺度数值模拟天气中尺度系统水平尺度

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