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1997年  第21卷  第3期

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西太平洋暖池在不同天气系统下的海气交换差异
高登义, 周立波
1997, 21(3): 257-265. doi: 10.3878/j.issn.1006-9895.1997.03.01
摘要:
为了进一步了解海气交换在不同天气系统下的差异,本文利用TOGA-COARE IOP考察期间实测资料和国家气象中心逐日的网格点资料,对西太平洋赤道海域的大尺度热量和水汽收支及其他物理量的特征进行分析后指出:(1)在强对流天气系统下加热率、干燥率、垂直速度、散度等物理量强度达到最大,平稳天气系统下次之;此时大气加热主要是由于凝结降水释放的潜热引起的。(2)在西风爆发过程中加热率和平稳天气过程中的量级相同,但干燥率远小于加热率,且为负值;此时表面感热通量和表面蒸发达到最强(大于凝结降水的加热作用),从而造成了在大气低层出现水汽源。
1991年夏季苏皖地区洪涝的短期气候距平预测试验
李旭, 袁重光, 曾庆存
1997, 21(3): 266-272. doi: 10.3878/j.issn.1006-9895.1997.03.02
摘要:
本文叙述了用多种方案对1991年夏主要发生在我国江苏、安徽两省的持续性多雨气候进行的跨季度预测试验研究的情况。试验用完全的海气耦合方案、大气模式并保持初始SSTA方案、考虑皮纳图博火山作用、模式系统误差订正以及它们的组合等进行,得到了比较好的预测结果。
风垂直切变和下滑倾斜涡度发展
吴国雄, 蔡雅萍
1997, 21(3): 273-282. doi: 10.3878/j.issn.1006-9895.1997.03.03
摘要:
本文根据绝热无摩擦的饱和湿空气具有湿位涡守恒的特征,研究湿斜压过程中涡旋垂直涡度的发展。由于传统的等熵位涡分析的应用受等熵面倾斜的限制,本文进而发展了Z坐标及P坐标中的倾斜涡度发展理论。指出在梅雨锋南侧暖湿区的北端,以及梅雨锋北边界附近,湿等熵面十分陡立,是涡旋发展及暴雨发生的重要地区。还证明了倾斜涡度发展的必要条件和充分条件。指出在对流不稳定的饱和大气中,倾斜涡度发展必伴有低空急流存在。对1991年6月12~15日江淮流域暴雨过程的诊断表明,湿位涡分析,尤其是等压面上湿位涡量Pm1和Pm2的分析不仅在中高纬有效,在低纬度及低对流层均十分有效,是暴雨诊断和预报的有力工具。
亚洲夏季风活动激发的北半球大气环流遥相关型
黎伟标, 纪立人
1997, 21(3): 283-288. doi: 10.3878/j.issn.1006-9895.1997.03.04
摘要:
亚洲季风区是全球热力变化最为显著的区域,亚洲夏季风活动必定会对其它环流系统产生影响。本文通过夏季风指数与北半球环流的相关计算以及强、弱季风候北半球环流异常合成的分析发现,亚洲夏季风的活动会激发北半球夏季大气环流遥相关型,其主要相关中心均出现在季风区的下游地区,即从亚洲经太平洋至北美洲一带,除了表现出正负中心交替出现的波列状结构外,该遥相关型在太平洋地区还表现为一对南北向的偶极子异常型,我们将这一遥相关型称为亚洲太平洋北美(APN)型。
地形的动力作用与冷锋锋生研究
肖庆农, 伍荣生, 张颖
1997, 21(3): 289-296. doi: 10.3878/j.issn.1006-9895.1997.03.05
摘要:
本文建立了一个考虑天气尺度水平变形场的二维、滞弹性、非静力平衡锋生模式,对冷锋过山时的锋生锋消机制进行了数值研究,试验结果表明:当无地形影响时,由于变形场的锋生作用与摩擦等因子的锋消作用相互抵消,冷锋最终达到其强度的准定常状态;当考虑地形影响时,地形强迫环流与锋面环流相互作用,使得锋面强度在山前和山后发生变化,在冷锋开始爬坡时锋生,爬过半山腰后开始锋消,过山顶后锋面强度变化不明显或者有微弱锋生,到达山脚后开始强烈锋生,并在地形下游其强度达到最大;总之,冷锋在翻越山脉或从高原移到平原之后,锋面发展的强度比冷锋不遇到地形时的更大。
东北冷涡持续活动的分析研究
孙力
1997, 21(3): 297-307. doi: 10.3878/j.issn.1006-9895.1997.03.06
摘要:
本文首先分析了东北冷涡的持续性活动特征,然后讨论了东亚大气10~20天低频振荡及瞬变扰动对东北冷涡持续活动的影响。结果表明,准双周振荡在我国东北地区十分活跃,从时间连续的低频天气图上发现,该地区附近周期性循环出现的低频气旋同东北冷涡的形成和发展关系密切,并且其传播路径也较有规律。另外,本文还通过→E矢量分析以及月平均准地转位涡的收支计算,研究了东亚大气瞬变扰动对形成时间平均冷涡的影响,得出,在时间平均东亚阻高/东北冷涡偶极子系统控制的区域附近有瞬变扰动动能向时间平均气流动能转换,同时这里也存在有明显的→E矢量辐合,导致平均西风减弱,而有利于经向环流的发展。时间平均气流的位涡平流不利于阻高/冷涡偶极子系统的存在,且使偶极子系统高、低压中心的经向距离拉大,而瞬变扰动的位涡输送则有利于冷涡高位涡值和阻高低位涡值在原地维持,阻止它们向下游传播。
中尺度模式MM4对高精度水汽输送#C$算法的敏感性试验
郑爱军, 葛孝贞
1997, 21(3): 308-326. doi: 10.3878/j.issn.1006-9895.1997.03.07
摘要:
水汽输送的算法精度对中尺度模式的预报能力起有重要作用。本文在MM4的基础上用高精度的平流格式改进模式的水汽输送格式,使改进后的模式包含了对多种高精度的水汽输送格式的选择,如Prather格式和Bott格式。这些格式都是正定的,在理想风场的数值实验中几乎无数值耗散,无计算频散。我们在B网格中央差格式(原MM4中的格式)、Upstream格式和 Prather格式等模式选择项下,对1982年6月的一次梅雨期暴雨过程进行了数值对比实验。结果表明:1)模式的预报能力对水汽输送格式的精度较敏感, 2)高精度的水汽输送格式(Prather格式) 提高了模式对暴雨区、降水场结构、雨团活动的预报能力,较真实地模拟出了尺度较小的降水系统的活动。 高精度的水汽输送算法有助于提高中尺度模式的预报精度。
水汽凝结过程与高低空急流对冷锋环流的作用
吕克利, 赵德明
1997, 21(3): 317-323. doi: 10.3878/j.issn.1006-9895.1997.03.08
摘要:
文中利用包括水汽凝结过程的湿大气原始方程模式,研究了高空西风急流和低空南风急流中冷锋环流和垂直运动场的演变,计算结果显示:水汽凝结过程的加入,使锋区垂直运动和锋面环流大大增强,上升运动随时间发生剧烈的变化;湿过程对锋面环流的作用发生在水汽饱和并发生凝结之后,未饱和水汽的存在对锋面环流没有什么作用;与干大气模式中高空西风急流是造成冷锋环流演变的主要因子情况不同,低空南风急流在湿大气中对锋面环流有极为重要的作用,其作用至少与高空西风急流相等;在激发锋区重力波上,低空南风急流的作用可能更加明显;水汽凝结湿过程的加入,不论是在高空西风急流下还是在低空南风急流中,都能在锋区激发出波长约为300 km的重力波,并以大于锋面移速的相速传入暖区。
El Ni?o区域SST的空间结构
林振山, 丛峰, 邓自旺
1997, 21(3): 324-330. doi: 10.3878/j.issn.1006-9895.1997.03.09
摘要:
本文利用MHAT小波对1970~1990年El Ni?o 区域的SST进行多尺度分析,研究结果发现:(1) 在洲洋尺度(4×10 3~13×10 3 km)里,El Ni?o区域存在着特征波长为6000 km的纬向长波#Aψ*T/2@#a和波长为6500 km的经向长波ψ1;(2) 在区域尺度(1×10 3~4×10 3 km)里,El Ni?o区域的SST存在着特征波长为4500 km的经向中波ψ3和波长为3500 km的纬向中波ψ4;(3) 大尺度范围的海温异常及4波共振机制是发生El Ni?o现象的两个重要原因。
中国西北夏季降水特征及其异常研究
李栋梁, 谢金南, 王文
1997, 21(3): 331-340. doi: 10.3878/j.issn.1006-9895.1997.03.10
摘要:
本文利用中国西北五省(区)90个测站,1960~1990历年6~8月降水量资料,采用EOF、REOF、波谱分析及大气环流模式,对夏季降水量的空间异常特征、时间变化规律以及降水异常的主要成因进行了诊断研究和数值试验。结果表明:未旋转的前3个载荷向量场可以较好地反映西北夏季降水整体异常结构,即全区一致的多雨或少雨型;东西相反变化的东多(少)西少(多)型;南北相反变化的南多(少)北少(多)型。旋转后的前6个载荷向量可较好地代表西北夏季降水的6个主要异常敏感区:青藏高原东侧区、渭水流域区、青海高原区、北疆区、沙漠盆地区和河西走廊区。旋转主分量和代表站资料反映出近30~60年中,西北地区最干旱的时段在60至70年代。80年代至90年代初,除沙漠盆地外,各区程度不同地呈现出降水增加趋势。当初夏(6月)青藏高原下垫面感热异常偏强时,有利于同期西北大部地区降水偏多,而使7~8月西北西部、北部降水偏少;东部、南部降水偏多。利用IAP 2-L AGCM数值试验表明,在夏季青藏高原下垫面感热大面积异常增强时,由于西太平洋副热带高压脊明显西伸,江淮处于副高西伸脊控制下,冷暖气流在长江和黄河上游交绥,有利于中国西北东南部降水偏多,多雨区在青海东南、甘肃南部及陕西东部。少雨中心区在西北地区西部。
有云时大气红外遥感及其反演问题 I. 理论研究
李俊, 曾庆存
1997, 21(3): 341-347. doi: 10.3878/j.issn.1006-9895.1997.03.11
摘要:
我们已经研究了晴空情况下的大气红外遥感及其反演问题。本文对有云情况下的大气红外遥感及其反演问题进行了研究,首先指出国际上通用的处理有云反演的晴空订正法存在误差放大问题,然后提出了3×3相邻视场同步反演法,在该方法中,假定3×3相邻视场具有共同的大气温度廓线和大气水汽廓线,从而使求解方程数增加到9倍,而反演参数只增加有限的几个,大大提高了有云情况下反演的稳定性。
用机载多普勒雷达资料进行三维风场解析反演 I. 多重解析多普勒方法在机载雷达情况下的推广及模拟验证
窦贤康, G.Scialom, Y.Lemaitre
1997, 21(3): 348-356. doi: 10.3878/j.issn.1006-9895.1997.03.12
摘要:
多重解析多普勒(MANDOP)方法是用解析表达式进行三维风场反演。它成功地应用于处理地基多普勒雷达资料,获取对流系统层状降水区域的风场结构。本文将MANDOP方法在机载雷达情况下的进行推广并通过模拟研究径向速度测量中信号噪声、雨滴降落速度估计误差、平流速度估计误差、尤其是由于机载特性的引入产生的雷达束定位误差等对方法的影响。模拟结果显示,在机载雷达的技术参数下,MANDOP方法能够提供误差可以接受的三维风场反演。这为利用MANDOP方法处理在CaPE实验中获取的历史上第一次机载双束多普勒雷达资料建立了可靠的基础。
南沙海域近海层大气湍流结构及输送特征研究
马耀明, 王介民, 刘巍, 张庆荣, 麦波强
1997, 21(3): 357-365. doi: 10.3878/j.issn.1006-9895.1997.03.13
摘要:
本文根据南沙群岛渚碧礁的一次大气湍流观测资料,分析研究南沙海域的湍流热通量输送、方差相似性、风速各分量谱、温度谱及各湍流通量协谱等大气湍流结构和输送特征,并与陆地下垫面上的结果作了比较,得到了一些有关南沙海域大气湍流输送及湍流结构的新认识。
关于我国和东亚酸性物质的输送研究 I. 三维欧拉污染物输送实用模式
王自发, 黄美元, 何东阳, 徐华英, 周玲
1997, 21(3): 366-378. doi: 10.3878/j.issn.1006-9895.1997.03.14
摘要:
本文发展了一种三维欧拉型污染物长距离输送实用模式,比较详细地考虑了源、输送、干、湿沉降、气、液相化学过程。用分裂解法对气相化学过程进行查表式处理,颇具特色,使用实测气象输入场,节约了大量的计算机资源。通过模式的灵敏度试验,模式具有较高的分辨率和灵敏度。根据与实测资料对比,模式有较好的可信度,能方便的计算长时间(月、季、年)的污染物沉降及远距离输送态势。
温度微结构的高空气球观测
曾宗泳, 张骏, 翁宁泉, 龚知本
1997, 21(3): 379-384. doi: 10.3878/j.issn.1006-9895.1997.03.15
摘要:
本文给出了在河北省香河县的一次高空气球垂直探测大气温度起伏的主要结果。由气球吊篮上端同一水平线上三个钨丝温度计测量的温度起伏计算出不同水平和垂直距离的湍流结构常数。结果表明:大气在大于0.33~1.07 m的范围满足Kolmogorov的2/3定律,垂直方向温度谱分析表明-5/3幂率区可达20 m以上。文章还讨论了小尺度湍流的各向同性问题。