平凡
- 作品数：35 被引量：182H指数：8
- 供职机构：中国科学院大气物理研究所更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金国家重点基础研究发展计划公益性行业(气象)科研专项更多>>
- 相关领域：天文地球自动化与计算机技术更多>>
- 大渡河流域一次暴雪过程的天气环流特征及关键环境要素特征
- 2022年
- 对2016年2月下旬大渡河流域的一次大到暴雪天气过程进行分析,通过天气环流特征分析和环境气象参数提炼,指出西路强冷空气爆发是大渡河流域上游大雪至暴雪的先导信号,这种信号可提前2~3 d。大雪的产生除了冷空气条件,也要有暖空气配合,对大渡河流域而言,最主要的暖湿空气来源有两条路径,一条是中层南支槽前暖湿气流北上在流域上游与冷空气相遇,形成高原切变线,是导致流域上游大到暴雪的主要中层天气系统。另一支暖湿气流沿横断山以东从低层进入四川盆地西北部地区,为流域降雪提供充足水汽条件。冷空气爆发后的适宜温度场,利于水汽升华变成雪花的过程。此次过程中,流域降大雪的温度条件可归纳为:700 hPa上气温不高于-5℃,500 hPa上气温不高于-9℃,地表温度低于0℃。在湿度指标上,环境大气相对湿度在70%以上,且空气中的水汽含量达到4 g kg^(-1)以上。
- 陈媛颜玲周玉淑冉令坤冉令坤平凡
- 关键词：大渡河流域暴雪环境要素
- 涡旋环流区域内精细复杂结构的研究被引量：2
- 2010年
- 应用准地转正压涡度方程数值研究了涡旋精细复杂结构的形成和演变问题.结果显示,初始分布对称的一个大尺度主涡与4个β中涡通过非线性相互作用,可以激发出大尺度分量和小尺度分量之间能量输送通量的高度局域化的非对称复杂结构.复杂结构的主要特征是:存在正、负通量的两支波列,波列中有7～8个空间尺度<100km的闭合中心.正通量区平均风速随时间衰减,负通量区平均风速几乎维持不变,显示了主涡风速演变的非对称性和局域性.主涡中心有一个向负值通量闭合中心移动的趋势,意味着能量输送通量的复杂结构与主涡中心移动之间也存在联系.不同尺度涡旋的非线性相互作用是精细复杂结构形成和演变的根源.
- 罗哲贤马革兰平凡
- 关键词：涡旋
- 台风“美莎克”(2020)的变性过程中降水的微物理机制研究
- 2024年
- 本文采用数值模式WRF4.2对2020年09号变性台风“美莎克”进行了数值模拟,再现了“美莎克”北上过程中逐渐与高纬度冷槽结合变性并产生暴雨的过程。通过将台风划分为中心低压区及外围云区,并分别分析其热力学、动力学及云微物理特征,得到了冷槽对降水强度空间分布及时间变化特征的影响及机制。研究结果表明:(1)干冷空气由中层入侵台风中心低压区,使对流高度降低,其造成的上干下湿不稳定结构维持了中低层的对流强度。在外围云区,冷空气从低层入侵从而抬升暖空气以及垂直涡度输送作用使得高层的上升运动更强。系统逐渐演变为向前倾斜的对流结构。(2)本次降水的主要云微物理过程为:由水蒸气凝华的雪在下落过程中收集了云水,并融化为雨水,雨水又收集了大量云水导致增长。还有部分雨水源自霰粒子融化和雨水收集霰粒子,霰粒子主要来自雪收集云水的过程。(3)雪融化以及雨水收集云水是雨水的两个最大来源,冷槽通过影响台风的热动力结构,影响到了云水和雪的空间分布,最终影响到降水的空间分布:在中心低压区云水更聚集于台风中心,在外围云区沿出流的方向上雪更超前于云水。而雨水主要分布在雪和云水大值相重合的区域。在量值特征方面,低层干冷空气入侵使得外围云区雪凝华和雨水蒸发效率更高,云水凝结效率低,导致了外围云区水凝物中的雪的占比更大,云水及雨水的占比更少。(4)冷槽主要是通过影响到台风的垂直速度变化,直接影响到雪的凝华和云水凝结效率,继而影响到雪收集云水、雪收集云水增加至霰、雪融化为雨水、雨水收集云水、霰融化为雨水等过程的效率,最终导致了降水量的变化。
- 杜涵平凡谭桂容周冠博黄伟沈新勇
- 关键词：台风变性冷槽暴雨云微物理过程
- 不同微物理方案对台风“彩虹”(2015)降水影响的比较研究被引量：9
- 2019年
- 本文以GFS资料为初始场,利用WRF(v3.6.1)模式对2015年第22号台风"彩虹"进行了数值研究。采用CMA(中国气象局)台风最佳路径、MTSAT卫星、自动站降水为观测资料,对比了4个微物理方案(Lin、WSM6、GCE和Morrison)对"彩虹"台风路径、强度、结构、降水的模拟性能。模拟发现上述4个云微物理方案都能较好地模拟出"彩虹"台风西行登陆过程,但是其模拟的台风强度、结构及降水存在较大差异;就水成物而言,除GCE方案对雨水的模拟偏高以外,其他方案对云水、雨水过程的模拟较为接近,其差异主要存在于云冰、雪、霰粒子的模拟上。本文对比分析了WSM6和Morrison两个方案模拟的云微物理过程,发现WSM6方案模拟的雪和霰粒子融化过程显著强于Morrison方案,但是冰相粒子间转化过程的强度明显弱于Morrison方案。云微物理过程的热量收支分析表明:WSM6方案模拟的眼区潜热更强,暖心结构更为显著,台风中心气压更低。细致的云微物理转化分析表明,此次台风降水的主要云微物理过程是水汽凝结成云水和凝华为云冰;生成的云水一方面被雨水收集碰并直接转化为雨水,另一方面先被雪粒子碰并收集转化为霰,然后霰粒子融化成雨水;而生成的云冰则通过碰并增长转化为雪。小部分雪粒子通过碰并收集过冷水滴并淞附增长为霰粒子,随后融化为雨水,大部分雪粒子则直接融化形成地面降水。
- 庞琦烨平凡沈新勇刘靓珂
- 关键词：台风降水云微物理过程
- 眉状中尺度涡影响热带气旋路径的机理研究被引量：4
- 2012年
- 应用准地转正压涡度方程数值研究了初始眉状中尺度涡影响热带气旋(TC)路径的机理.结果显示,环境场引导气流、TC非对称结构和非对称对流系统这三个影响TC路径的基本因子均具有时变特征,它们在不同的时段具有不同的重要性,其中眉状中尺度涡有两种作用.一种是直接作用,在0～11h,眉状中尺度涡引入后,TC外区风场呈现非对称结构,100～300km圆环区经向风速平均值大于零,直接导致TC向偏北方向移动.另一种是间接作用,从初始非轴对称流型启动,TC环流经历了一个轴对称化的过程.在12h以后,轴对称化的TC的空间尺度加大,TC非对称结构改变,TC能量频散高值系统环境场引导流增强,间接导致TC移速加快,移向向北偏折.在直接、间接的作用下,TC移动具有异常路径的特征.这个异常路径的形成可以归因于环境场引导气流、TC非对称结构和非对称对流系统三者的共同作用.
- 罗哲贤平凡
- 关键词：热带气旋
- 2022年冬奥会期间北京一次强降雪过程平原和山区云微物理特征差异的数值模拟
- 2024年
- 本文运用WRF4.2中尺度数值模式模拟了2022年2月12~13日北京地区的一次强降雪过程,模式较好地再现了此次强降雪的时空演变特征。在此基础上,对比分析北部山区和南部平原地区动力、热力以及云微物理过程差异,探讨了复杂地形影响降雪的可能机制。结果表明:本次降水过程以固态降水为主,同时存在着显著的条件对称不稳定特征。模拟结果表明山区的降水要强于平原地区。山区和平原地区的动力和热力因子的对比分析表明,地形的存在使山区低层的散度、涡度以及垂直速度明显强于平原地区,位温扰动也更强,山区上空云体发展更为旺盛,且山区上空为水汽的汇区,水汽的相变过程更为活跃。山区和平原地区水凝物粒子虽然都以冰晶和雪两类粒子为主,但山区上空的冰晶和雪含量更多。降雪云内主要的水凝物转换过程为:冰晶的核化、冰晶的凝华增长、冰晶向雪的自动转化、雪收集冰晶增长、雪的凝华增长以及发生在近地层附近的冰晶和雪晶的升华过程。近地层水汽条件的差异使平原地区近地面附近冰晶和雪的升华过程更强。1.5 km高度以下近地层附近存在由云滴活化产生的过冷云水,过冷云水的存在一定程度促进了冰晶和雪的凝华增长,以及雪的凇附过程。
- 许丽人蔡军李玉鹏平凡李吉
- 关键词：地形作用强降雪云微物理特征数值模拟
- 一次北京冰雹形成的数值模拟及微物理机制研究
- 2024年
- 本文利用WRF模式对2021年6月25日一次发生在北京地区的冰雹天气进行高分辨率数值模拟研究。从雷达反射率和降水来看,数值模拟基本再现了冰雹风暴的宏观特征。在此基础上分析了冰雹风暴不同发展阶段的中尺度热力、动力和微物理特征。最后通过输出微物理过程的中间转化项,着重分析雹粒子和雨滴的质量收支和潜热收支情况,给出冰雹形成的云微物理概念模型图。研究结果表明:本次冰雹过程可分为多单体回波、线状对流和飑线三个阶段。此次冰雹天气主要以雪粒子为雹胚在对流层中高层与雨水和云水发生撞冻作用形成雹粒子,雹粒子生成后不断地撞冻雨水和云水增长,冰晶直接撞冻雨水形成雹的转化率很低。气流在风暴的前部低层流入,多单体阶段的两股弱上升气流不断地合并,而线状对流和飑线阶段低层入流减弱,中高层较干冷气流的流入明显。气流在飑线阶段强烈上升,在高层向前流出。被上升气流抬升的暖湿空气与中高层流入的干冷空气相遇凝结为云水或凝华为冰相粒子,释放大量潜热,导致云内浮力增强,促进云内气流强烈上升,将有更多的云水和冰相粒子生成,同时促进了雹粒子的生成和累积。雪和雹粒子的融化吸收大量潜热,导致融化层升高,因此在飑线阶段有大量过冷雨水生成并与雪粒子发生撞冻作用形成更多的雹粒子。大雹粒子降落产生的更强的水物质拖曳力将促进低层下沉气流增强。下沉运动导致低层雨水蒸发冷却,在近地面形成冷池,与高层的潜热加热配合增强对流,从而正反馈于经向环流。环流导致的垂直上升气流促进低层的水汽抬升至融化层以上凝结形成过冷水和凝华为雪粒子,而垂直下沉气流促进雪和雹降落至融化层以下形成雨水以及雨水在融化层以下蒸发,进而正反馈于云内热力环境。如此反复,产生降雹和强降水。
- 朱好奇平凡谭桂容沈新勇殷蕾
- 关键词：冰雹WRF模式云微物理过程
- 基于CloudSat识别飞机积冰环境中的过冷水滴被引量：20
- 2017年
- 利用CloudSat资料对127次积冰报告的积冰类型、云类、温度和过冷水含量进行统计分析,结果表明:大多数积冰发生在-20℃以上的温度环境中,-20℃以下只发生了4次。明冰主要发生在-5~0℃;毛冰主要发生在-20^-10℃;混合冰主要发生在-15^-5℃。大多数积冰发生在层积云、雨层云和高层云中。过冷水含量随着温度降低而减少,并且过冷水含量的分布范围随着温度降低而变窄。2B-CWC-RO产品垂直剖面上水凝物含量数据能较好地识别出层积云、高层云和雨层云中的过冷水,但未能识别-20℃以下卷状云和对流云的过冷水。
- 袁敏段炼平凡吴俊杰
- 关键词：CLOUDSAT飞机积冰过冷水
- 热带对流活动日变化的模拟研究被引量：3
- 2009年
- 利用一个云分辨与海洋的耦合模式,模拟研究了热带对流活动的日变化.通过对模拟结果的分析,揭示了热带地区不同海温日变化条件下,对流活动的云物理特征.利用热带海洋与全球大气响应观测实验(TOGACOARE)的观测资料作为模式的初始与边界场,来驱动耦合模式.对热带海表温度按照其日变化幅度的大小进行了分类,分为强、弱海表温度日变化两种类型,并在此基础上进行了合成分析.结果表明:1)在弱的海表温度日变化下,云中的云冰含量大于云水含量,说明云中以层状云为主;而在强的海温日变化下,云中的云水含量大于云冰含量,说明云中以水云为主.2)强的海温日变化下,地面降水率在午后达到最大;而在弱的海表温度日变化下,地面降水率最大值出现在夜间.比较上述两者云的构成,发现其差别最大.3)比较两类(强、弱海表温度日变化)云物理过程的收支发现,在弱的海表温度日变化下水汽的凝华率远小于凝结率,更易形成冰云.
- 平凡罗哲贤
- 关键词：云水含量
- 大地形强迫下背风涡旋的实验研究被引量：8
- 2004年
- 利用转槽的实验装置,基于相似定律,研究了大气层结流体越过大地形时所激发的背风涡旋.研究结果表明,无量纲数中Froude数是最重要的参数.在无旋转情况下,在Froude数和层结适当时,可以形成背风涡旋;在旋转的情况下,背风涡旋更明显和更易形成.旋转的作用不仅能引发下坡流,而且其生成的地转涡度能促使背风涡旋的形成.在背风涡旋的形成机制上,旋转的情况与无旋转情况是不同的.对于非旋转的过山气流而言,扰动涡度的倾斜项是产生背风涡旋的主要原因.而对于旋转的过山气流而言,β效应及扰动速度的水平辐合是产生背风涡旋的更重要原因.
- 高守亭平凡
- 关键词：涡旋涡度地形大气层结辐合
