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2017年  第41卷  第4期

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Ka波段固态发射机体制云雷达和激光云高仪探测青藏高原夏季云底能力和效果对比分析
吴翀, 刘黎平, 翟晓春
2017, 41(4): 659-672. doi: 10.3878/j.issn.1006-9895.1701.16170
摘要(2154) HTML (0) PDF (8548KB)(2064)
摘要:
激光云高仪和云雷达是探测云底的两种设备,但其探测能力和探测结果有一定的差异,对比分析两种设备的测云效果有助于正确认识它们的探测优势,推进我国云雷达在云探测中的应用。本文提出了基于云雷达数据的云底和云顶高度分析方法,利用2014年夏季第三次青藏高原大气科学试验云雷达、激光雷达和激光云高仪数据,统计了三种设备探测青藏高原低云、中云和高云的云底高度偏差、探测率,分析了激光云高仪探测云底偏高的原因,根据探测结果提出了固态发射机体制雷达探测青藏高原低云的优化观测模式,模拟分析了探测效果。结果表明:(1)云雷达对高云的探测能力要明显优于激光云高仪,但其对低云的探测能力有待改进,激光云高仪探测云底下部的边界层内的云雷达回波信号可能是非云降水回波;低层云的遮挡作用明显降低了激光云高仪对多层云的观测能力;与激光云高仪相比,云雷达仍然会漏掉一些高云和中云。(2)激光云高仪探测的中云和高云的云底很多在云雷达回波内部,云雷达和激光云高仪观测的云底的时空对应关系比较差。(3)增大激光发射功率和优化固态发射机体制云雷达观测模式可提高云的观测能力,微波和激光雷达数据融合可全面了解不同类型云的宏观特征。这一工作为云雷达和激光雷达数据的应用,评估激光云高仪和云雷达探测青藏高原云的能力,讨论设计优化的云观测方案,为推进我国云观测技术的发展提供了重要参考依据。
雷达资料同化在局地强对流预报中的应用
薛谌彬, 陈娴, 吴俞, 徐星生, 高勇
2017, 41(4): 673-690. doi: 10.3878/j.issn.1006-9895.1608.15288
摘要(2352) HTML (10) PDF (19283KB)(2087)
摘要:
采用ARPS模式的资料分析系统ADAS同化多普勒雷达径向速度和反射率因子资料,分析两者对初始场的改进作用,并应用于WRF中尺度模式中对2012年8月21日江西省一次局地强对流过程进行了模拟试验。分析结果表明:(1)ADAS同化系统能够利用雷达径向速度和反射率因子资料有效增加初始场中的中小尺度风场信息和云、水物质含量,并通过湿绝热或非绝热初始化对温度场、湿度场和风场进行调整,使初始场在动力和热力上达到平衡。(2)同化径向速度后对改善模式初始场的动力场有重要贡献,而对大气水凝物和降水的预报影响较小;同化反射率因子的主要作用是调整初始场中的水凝物场和热力场,有效缩短了模式的“ spin-up”时间,明显改进了定量降水预报;同时同化雷达径向速度和反射率因子后,初始场中快速调整出了中小尺度风场水平辐合、垂直运动以及合理的温、湿分布,对3小时内雨带形状、降水落区及定量降水的预报与实况更接近。(3)模拟试验表明,同时同化径向速度和反射率因子能成功模拟出本次对流单体风暴的中β尺度三维空间分布结构及其演变过程,中低层切变线的辐合抬升强迫作用是对流单体风暴组织、发展和维持的主要动力机制之一,对流凝结潜热加热在对流单体风暴的发生发展中发挥了重要作用。因此,雷达资料同化对提高临近数值天气预报的准确率以及对强对流天气系统的模拟能力具有重要意义。
我国南方持续性低温与东亚冬季风“北弱南强”模态的关系
彭京备, 孙淑清
2017, 41(4): 691-701. doi: 10.3878/j.issn.1006-9895.1612.16145
摘要(1646) HTML (0) PDF (6388KB)(1912)
摘要:
本文研究了南方持续性低温事件的环流特征,并讨论了它与冬季风南北反相模态的关系。南方持续性低温过程与寒潮过程不同。与寒潮过程相比,南方低温事件持续时间较长,发生频率较低。寒潮过程中,中高纬度环流以波列状槽脊形势为主。而南方低温事件中,中高纬度以大型斜脊斜槽为主要影响系统。大型斜脊斜槽导致冷空气主要以西方路径为主,中纬度为平直气流所控制。东亚大槽向北收缩,日本南部地区为正高度距平控制,它对冷空气东移起了阻挡作用,使得南方地区长期处于冷空气控制,造成极端低温主要出现在黄河以南地区。同时,活跃的南支扰动也显著影响南方持续性低温的发生。东亚冬季风通常被视为一个整体。近年来的研究指出,除了南北一致变化模态,冬季风还存在南北反相变化模态。在南方持续性低温事件中,地表风场距平表现出南北变化反相的特征,即北方为偏南风距平控制,南方为偏北风距平控制。这与冬季风分布的南北反相变化的特征相一致。这种类型与北风相联系的南方降温并不是由高纬度强冷空气南下造成的。个例分析的结果也验证了上述结果。
索马里越赤道气流对西南雨季开始早晚的影响
白慧, 高辉
2017, 41(4): 702-712. doi: 10.3878/j.issn.1006-9895.1611.16122
摘要(2241) HTML (9) PDF (4031KB)(1419)
摘要:
基于中国气象局西南雨季监测标准和高空间分辨率的台站日降水资料及NCEP/NCAR再分析资料,分析了西南雨季开始日期的气候特征及和索马里、孟加拉湾越赤道气流的关系,发现西南雨季的气候平均开始时间约为5月第4候,且在2000年前后有从偏晚向偏早转变的趋势。统计诊断分析表明,在东半球低层的几支越赤道气流中,只有索马里和孟加拉湾越赤道气流的强弱会影响到雨季开始早晚和雨量大小,且都对应于急流强雨季早、急流弱雨季晚的特征,但在月尺度上前者的作用更强。急流通道中心经向风和赤道印度洋纬向风对雨季的超前相关及逐日变率合成分析表明,索马里地区经向风速在雨季爆发前十日开始为正的日较差,即十日前经向风持续增强,并在约七日至五日前作用最为显著,从而对西南雨季起到触发作用。在这一触发过程中,索马里急流的超前影响要早于孟加拉湾越赤道气流。受上游越赤道气流影响,赤道印度洋西风和孟加拉湾西南气流也会增强,为西南地区提供充沛的水汽。
一次高原低涡与高原切变线演变过程与机理分析
李山山, 李国平
2017, 41(4): 713-726. doi: 10.3878/j.issn.1006-9895.1611.16179
摘要(2077) HTML (3) PDF (16174KB)(1742)
摘要:
对一次东移高原低涡减弱、高原切变线生成并在有利的环流背景下东南移,进而引发川渝强降水的高原切变线生成机制以及演变过程进行了初步分析。首先引入描写热带气旋的Okubo-Weiss(OW)参数(VOW)来定量表达低涡、切变气流中旋转和变形的相对大小,确定高原切变线的潜在生成区域和发展状况。得出在高原切变线生成阶段,500 hPa等压面上VOW值由正转负,VOW负值带可以很好地指示高原切变线的潜在生成区域。VOW负值强度与高原切变线强度有很好的相关性。高原切变线上以VOW负值中心为主,但也会存在正值中心,说明在切变线上也会有气旋性涡度。此个例高原切变线以伸缩变形为主,高原切变线沿变形场的拉伸轴分布。然后通过涡度方程和总变形方程进一步分析了高原低涡减弱、高原切变线生成的动力机制。高原低涡的减弱、消失主要受散度项的影响,时间演变分析表明系统由强气旋性涡度的高原低涡演变为强辐合性的高原切变线。总变形方程中的扭转项对高原切变线的生成贡献最大,其次为水平气压梯度项,散度项最小;当高原切变线上以拉伸变形为主时,不利于其上高原低涡的发展,切变线可能是影响低涡发展的背景流场。
欧亚大陆积雪对我国春季气候可预报性的影响
陈红
2017, 41(4): 727-738. doi: 10.3878/j.issn.1006-9895.1702.16231
摘要(1482) HTML (3) PDF (5392KB)(1813)
摘要:
利用大气环流模式IAP9L_CoLM,通过两组集合后报试验,考察了欧亚大陆积雪对我国春季气候可预报性的影响。一组试验为常规后报试验,积雪是由模式陆面过程预报得到的,另一组试验为积雪试验,模式积分过程中欧亚大陆雪水当量由微波遥感积雪资料替代,一天替换一次。通过分析两组试验后报结果的差异,来考察欧亚大陆积雪对我国春季(3~5月)气候可预报性的影响。分析表明:欧亚大陆积雪模拟水平的改善能提高春季欧亚大陆中高纬环流场(海平面气压场和中、高层位势高度场)的可预报性,模式对我国春季气温异常的年际变化和空间分布的可预报能力也有显著增强。对我国春季降水,虽然预报技巧较低,但引入较真实的欧亚积雪作用后,由于中高纬环流场预报技巧的改进导致降水的预测能力也有所改进。个例分析也表明,欧亚中高纬春季积雪异常模拟水平的改善导致了欧亚中高纬贝加尔湖及以南区域环流场可预报性的提高,最终使中国东部区域春季气候异常模拟技巧得以改善。以上结果也证实,欧亚大陆积雪是影响东亚区域春季气候的一个重要因子,要提高模式对中国春季气候的预报技巧,积雪模拟水平的改进是非常必要的。
基于国际大气化学—气候模式比较计划模式数据评估未来气候变化对中国东部气溶胶浓度的影响
刘瑞金, 廖宏, 常文渊, 张天航, 靳少非
2017, 41(4): 739-751. doi: 10.3878/j.issn.1006-9895.1612.16218
摘要(1858) HTML (2) PDF (12028KB)(1744)
摘要:
气候变化引起的地面气溶胶浓度变化与区域空气质量密切相关。本文利用“国际大气化学—气候模式比较计划”(Atmospheric Chemistry and Climate Model Intercomparison Project, ACCMIP)中4个模式的试验数据分析了RCP8.5情景下2000~2100年气候变化对中国气溶胶浓度的影响。结果显示,在人为气溶胶排放固定在2000年、仅考虑气候变化的影响时,2000~2100年气候变化导致中国北部地区(31°N~45°N, 105°E~122°E)硫酸盐、有机碳和黑碳气溶胶分别增加28%、21%和9%,硝酸盐气溶胶在中国东部地区减少30%。气候变化对细颗粒物(PM2.5)浓度的影响有显著的季节变化特征,冬季PM2.5浓度在中国东部减少15%,这主要是由硝酸盐气溶胶在冬季的显著减少造成的;夏季PM2.5浓度在中国北部地区增加16%,而长江以南地区减少为9%,这可能与模式模拟的未来东亚夏季风环流的增强有关。
CMIP5模式对EU、WP遥相关型的模拟评估和预估
卢国阳, 任保华, 马鹏里, 郑建秋
2017, 41(4): 752-766. doi: 10.3878/j.issn.1006-9895.1701.16219
摘要(1632) HTML (0) PDF (13579KB)(1404)
摘要:
基于国际第5次耦合模式比较计划(CMIP5)历史试验输出资料和情景模拟试验结果,评估了14个耦合模式对北半球冬季影响东亚冬季气候的遥相关型——欧亚型(EU)和西太平洋型(WP)的模拟能力以及其对局地气温、降水影响的模拟效果,并预估未来EU和WP变化。结果表明:(1)模式对EU、WP信号的整体年际变率有一定模拟技巧,对空间模态特征的模拟能较好再现遥相关的异常中心,但也存在一定的位置偏差。(2)模式和多模式集合能再现EU与东亚以及西北太平洋地区表面气温的负相关性,但对我国华北以及黄淮流域降水负相关性模拟能力较差,且低估EU与东亚地区气温、降水的关系。(3)各模式对WP与东亚—西太平洋区相关性的南负北正分布均有较好模拟能力,空间相关系数为0.5~0.9;多数模式能再现WP与降水在鄂霍次克海的正相关性,但对于我国大陆至西太平洋的负相关性模拟能力较弱,且各模式对WP和东亚地区表面气温关系的模拟优于其与降水的关系。(4)对EU、WP遥相关整体模拟能力S评分可知,CSIRO-Mk3.6.0对EU整体评估能力最强,CNRM-CM5对WP综合评估能力最好;而HadCM3整体评分较低。(5)RCP4.5情景下,EU和WP在未来略趋于负位相发展;EU与东亚气温相关范围向东南移动,与降水相关不显著;WP与气温相关范围高纬西撤、低纬东移,与降水相关显著增强。
2014年夏季青藏高原狮泉河与林芝降水低频振荡及陆—气过程日变化特征
段丽君, 段安民, 胡文婷, 巩远发
2017, 41(4): 767-783. doi: 10.3878/j.issn.1006-9895.1701.16205
摘要(1947) HTML (4) PDF (16368KB)(1333)
摘要:
根据“第三次青藏高原大气科学试验” 2014年7、8月青藏高原西南部狮泉河站、东南部林芝站的3 m涡动相关系统原始数据和10 Hz湍流资料以及中国气象局台站观测资料、JRA-55(Japanese 55-year Reanalysis)逐日再分析资料、GPCP(Global Precipitation Climatology Project)全球降水逐日观测资料,分别讨论了这两个站在10~20天低频振荡的天气背景下其干、湿位相近地层气象要素的日变化特征以及湍流变化特征。结果表明:两站高低空环流场、水汽通量场、热源的10~20天低频分量在其干、湿位相期间的配置相反。低频地表感热和潜热的不同变化对降水的影响分别在高原西部和东部有不同表现。狮泉河站的低频振荡在纬向上自西向东传播,而林芝站的低频振荡在纬向上自东向西传播,结果表明这两个站分别存在两种不同起源的低频振荡。两站干、湿位相的近地面气象要素以及湍流通量具有明显的日变化特征,通常温度极大值出现在午后14时(北京时,下同),但狮泉河站干、湿位相的温度极大值均出现在夜间20时;由波文比可知,狮泉河站湿位相全天以潜热为主导,干位相期间,06时之前以潜热为主,06时之后以感热为主;林芝站干、湿位相均为08时之前以感热为主,08时之后以潜热为主。两站湍流平均动能与平均风速正相关,垂直动量表现为向下传输,热量和水汽表现为向上传输。
华南沿海暖区辐合线暴雨地形动力机制数值模拟研究
王坚红, 杨艺亚, 苗春生, 高义梅, 张旭
2017, 41(4): 784-796. doi: 10.3878/j.issn.1006-9895.1702.16182
摘要(1914) HTML (6) PDF (6523KB)(2174)
摘要:
华南沿海暖区暴雨是单一暖气团降水。本文采用客观分析方法确定暖区暴雨主要影响系统为两类辐合线低值系统:偏南向辐合线与西南向辐合线;此类辐合线系统具有强烈的辐合上升层次与暖心结构,是一类强烈的暖区暴雨天气系统。偏南向辐合线多出现在粤西沿海,而西南向辐合线多出现于粤东沿岸,分别具有短时团状与持续带状两类强降水。华南沿海地区山脉河口众多,其中珠江口以西的团状云雾山正面阻挡偏南向辐合线,河口以东的带状莲花山侧面阻挡西南向辐合线。利用WRF数值模式分别研究粤东和粤西山脉对两类辐合线及其暴雨的地形影响,包括正面阻挡和侧面摩擦。结果显示,将偏南向型辐合线所遇云雾山范围地形降低80%后,因正面阻挡缺失,辐合线及其降水向北推进,雨带强度减弱,形状改变。地形的正面阻挡促使低层辐合气流迅速抬升触发强降水。降水释放的凝结潜热,又加强系统的上升运动和暖心结构强度与层厚,进而增强暴雨。填充偏南向型狭管地形的试验显示,狭管效应构成对强降水位置和强度的直接强迫影响,加之与云雾山正面阻挡配合,两项作用造成粤西暴雨频繁特征。测试粤东西南向莲花山脉对西南向辐合线的侧向阻挡与摩擦效应,通过对比莲花山两种地表粗糙度环境模拟效果,获得显著的局地垂直上升速度差,显示粤东沿海山脉的侧向摩擦不仅增强西南辐合线强度也加强垂直上升运动强度,由于西南气流的持续,山脉走向与气流的配置,维持了降雨时长及雨带范围。同时对粤西近海西南辐合气流及河口的暴雨雨带也有连带增强与维持作用。进一步地山脉地形抬升以其抬升迅速,范围集中,层次深厚,而有别于锋面气团抬升。加之近海水汽充沛,抬升后中层凝结释放的配合,增强了辐合线低值系统强度,造成暖区降水雨强远高于华南锋面降水。
京津冀地区气溶胶时空分布及与城市化关系的研究
张西雅, 扈海波
2017, 41(4): 797-810. doi: 10.3878/j.issn.1006-9895.1611.16186
摘要(1723) HTML (1) PDF (13097KB)(1697)
摘要:
利用AERONET(AErosol RObotic NETwork)数据对2008~2012年Terra MODIS(MOderate-resolutionImaging Spectroradiometer)C006 3 km卫星遥感气溶胶产品在京津冀地区的适用性进行了验证,分析京津冀地区3km分辨率气溶胶光学厚度(AOD)的时空分布和变化特征。利用DMSP(Defense Meteorological Satellite System)/OLS(Operational Linescan System)夜间灯光数据作为城市化评价手段,对京津冀地区城市化与AOD时空分布之间的关系进行了研究。结果表明:(1)MODIS 3 km气溶胶产品遥感反演数据和同期AERONET监测数据在研究区具有很好的一致性,相关系数达0.91,满足期望要求;(2)时间上,2008~2012年研究区年平均AOD值在0.361~0.453之间变化,年际间变化浮动大,总体呈下降趋势;AOD春季呈明显下降趋势,夏季总体呈微弱上升趋势,秋季和冬季呈明显上升趋势;(3)空间上,2008~2012年北京、天津和河北中南部的AOD值较高,河北北边AOD值较低;四季AOD空间分布呈现较强烈季节变化,夏季最高,冬季最低;(4)夜间灯光数据和AOD时空分布不仅在空间分布上呈现较好的一致性,且2008~2012年二者的地理权重回归(GWR)模型拟合度R2达0.8左右。研究区内AOD与夜间灯光数据二者相关性显著,城市化发展水平和人类活动对气溶胶的分布有着明显的影响。
盛夏青藏高原热源与菲律宾海对流活动的联系
谢志昂, 段安民
2017, 41(4): 811-830. doi: 10.3878/j.issn.1006-9895.1611.16198
摘要(1729) HTML (8) PDF (16446KB)(1600)
摘要:
通过多源资料诊断分析,本文讨论了盛夏(8月)青藏高原大气热源与菲律宾海对流活动之间的联系及可能的机制。结果表明,与青藏高原热源相联系的环流形势在夏季各月明显不同,因此对夏季青藏高原热源的影响应当分月讨论。在夏季各月中,菲律宾海对流活动与青藏高原热源在8月份的联系最为紧密,二者存在显著的反相关关系。而8月青藏高原热源、菲律宾对流活动、西太平洋副热带高压(简称西太副高)、印度季风低压、南亚高压、西风带槽脊和西北太平洋季风环流存在相互耦合的过程。青藏高原热源与菲律宾海对流活动之间联系的机制为:菲律宾海对流弱(强)年,西太副高偏西(东)偏南(北),西北太平洋季风环流减弱(加强),印度季风低压减弱(加强),西风带南压(北抬),又加之副高西侧有强(弱)的水汽输入,兼以高层南亚高压加强(减弱),使得高原南部降水显著增强(减弱),高原热源整体加强(减弱),高原热源的加强(减弱)又造成了高原南部到东亚区域低层西南(东北)风异常,又利于西太副高偏西(东)偏南(北),从而造成菲律宾海对流减弱(加强)。这一机制在高原热源强弱年均有表现,但强年表现得更为显著,并在个例中也有所体现,说明盛夏青藏高原热源异常和菲律宾海对流异常存在显著的相互作用。
高原低涡与西南涡结伴而行的不同活动形式个例的环境场和位涡分析
郁淑华, 高文良
2017, 41(4): 831-856. doi: 10.3878/j.issn.1006-9895.1612.16213
摘要(1652) HTML (4) PDF (49551KB)(1288)
摘要:
本文利用NCEP/NCAR-FNL再分析资料、历史天气图、青藏高原低涡切变线年鉴,通过分析1998~2015年持续高原涡影响西南涡结伴而行(简称两涡伴行)过程的活动形式,并对不同活动形式的个例进行了环境场与位涡分析,得出了不同活动形式两涡伴行的环境场特征,揭示了冷空气活动、200 hPa急流对不同活动形式的两涡伴行的影响原因。结果表明:(1)两涡伴行有三种活动形式,它们是高原涡诱发西南涡、高原涡与西南涡耦合以及同一天气系统下两涡,其中以高原涡诱发西南涡的活动形式占多数。(2)两涡伴行的500 hPa环境场主要是40°N以北东亚环流经向度不强,纬向气流主导,受500 hPa低槽、冷空气活动的影响;200 hPa环境场主要与200 hPa急流的强度、距急流核距离、在急流两侧的位置密切相关;不同活动形式的西南涡上空200 hPa、500 hPa环境场特征是有差别的。(3)受500 hPa低槽、冷空气影响的两涡伴行中的西南涡的生成是通过500 hPa高位涡空气伸入西南涡上空,造成西南涡上空斜压不稳定所至;在西南涡上空500 hPa斜压不稳定增强且具有较强的斜压不稳定时西南涡加强;200 hPa西南风急流影响高原涡诱发或耦合、加强西南涡是分别在高空高位涡下传影响到高原涡与西南涡上空、西南涡的情况下实现的,同一天气系统下,高空高位涡下传只影响高原涡,而未影响西南涡。
ENSO位相转换对华北雨季降水的影响
赵树云, 陈丽娟, 崔童
2017, 41(4): 857-868. doi: 10.3878/j.issn.1006-9895.1701.16226
摘要(2022) HTML (0) PDF (2658KB)(1620)
摘要:
利用国家气候中心华北地区站点雨季降水数据及美国国家环境预报中心和大气研究中心(NCEP/NCAR)的再分析数据等资料,采用统计诊断方法,分析了1961~2014年华北雨季降水异常偏多(少)年对应的Niño3.4指数变化特征,发现华北雨季降水异常偏多年通常发生在El Niño结束且当年转为La Niña的年份,而华北雨季降水异常偏少年通常发生在赤道中东太平洋冷水位相结束且当年发展成El Niño事件的年份。并且在华北雨季降水异常偏多年,7~8月华北平均日降水量超过10 mm的天数约占25%,日降水量在4~10 mm的天数也约占25%,两者所占比率远高于华北雨季降水异常偏少年。对华北雨季降水异常偏多年的同期环流特征分析显示:西北太平洋副热带高压(副高)北跳偏早且有明显阶段性偏北情况,同时东亚高空副热带西风急流北移,从而造成华北雨季天气过程频繁、降水偏多。进一步诊断环流特征与ENSO位相转换的关系发现:相比El Niño衰减年,在El Niño转为La Niña的年份,7~8月500 hPa日本海到渤海正位势高度距平加强,更符合华北雨季降水偏多年的典型环流特征;同时热带沃克环流显著加强,造成东亚高空副热带西风急流北移更为显著,从而更有利于华北盛夏和雨季降水偏多。文中揭示的现象启示我们在做华北盛夏降水和雨季降水的预测时,需要关注ENSO事件前期的变化速度以及未来的演变特征。
冬季南极涛动对欧亚大陆地表气温的影响
张乐英, 徐海明, 施宁
2017, 41(4): 869-881. doi: 10.3878/j.issn.1006-9895.1612.16228
摘要(1589) HTML (0) PDF (4616KB)(1849)
摘要:
基于1962~2011年NCEP/NCAR逐日再分析资料,本文研究了北半球冬季南极涛动(Antarctic Oscillation,AAO)对欧亚大陆地表气温的影响及其物理过程。线性回归结果表明,在扣除冬季ENSO信号后,1月AAO与2月欧亚大陆地表气温呈显著正相关关系。当1月AAO处于正位相时,东南太平洋出现显著的位势高度正异常,这对应着南半球副热带高压的增强。该高度正异常在空间上从南半球向北扩展至北半球东太平洋地区,在时间上可一直持续到2月,它在南北半球相互作用过程中起重要作用。2月,北半球东太平洋高度正异常随高度向北倾斜,在对流层上层位于美国西南侧,该位置对应着北大西洋风暴轴入口处。进一步的相关分析表明,美国西南侧的高度正异常与地中海西北侧的瞬变波活动显著正相关,进而对应着斯堪的纳维亚半岛地区的高度负异常的形成。该负异常通过向下游频散波能量,引起贝加尔湖西侧高度正异常,形成典型的负位相斯堪的纳维亚环流型。该环流型对应60°N附近的西风异常,抑制了北侧冷空气南下,进而引起欧亚大陆地表气温正异常,反之亦然。
不同浓度污染气溶胶对一次暴雨的影响
杨桃进, 刘宇迪, 眭敏
2017, 41(4): 882-896. doi: 10.3878/j.issn.1006-9895.1702.16235
摘要(1358) HTML (1) PDF (5394KB)(2275)
摘要:
本文应用WRF-Chem模式耦合人为排放源,模拟了2011年8月13日的一次强降水过程,研究了正常(试验Norm)和两种极端情况(试验High和试验Low)下3种排放强度的人为污染气溶胶对微物理过程和降水的影响。结果表明:不同排放强度下降水开始的时间没有变化,低排放情况下降水区域未发生变化,暴雨前期试验Low的降水增强,后期减弱,降水中心强度减弱,周边降水增强,降水分散;高排放情况下降水区域明显减小,降水强度和各个量级的降水区域都减少。雨水和霰含量的变化是导致降水发生变化的原因,不同强度的污染气溶胶通过影响微物理过程影响大气的热力和动力过程,大气动力过程的变化反过来又通过微物理过程影响降水粒子的增长,从而影响地面降水。影响机理可概括为:当污染气溶胶的排放浓度增强,水汽凝结和冰晶凝华增长过程的减弱导致微物理过程的大气加热减弱,可用于发展对流的能量减少,上升运动减弱,对流强度的减弱抑制了了雨水和霰收集云水的增长,导致了可降水粒子含量的减少,降水减弱。