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大气动力学中三种Rossby波作用通量的特征差异和适用性比较 被引量:19
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作者 施春华 金鑫 刘仁强 《大气科学学报》 CSCD 北大核心 2017年第6期850-855,共6页
大气动力学诊断Rossby波的传播时,通常用波作用通量来表示。常用的三种波作用通量分别为Plumb波作用通量,T-N波作用通量和局地E-P通量。本文详细讨论了这三种方法的特征差异,并结合2016年1月的一次寒潮事件,比较了三种方法在该事件中的... 大气动力学诊断Rossby波的传播时,通常用波作用通量来表示。常用的三种波作用通量分别为Plumb波作用通量,T-N波作用通量和局地E-P通量。本文详细讨论了这三种方法的特征差异,并结合2016年1月的一次寒潮事件,比较了三种方法在该事件中的适用性。结果表明:1)Plumb波作用通量的纬向分量较大而经向分量较小,适用于振幅较小的纬向均匀的西风带Rossby长波的诊断。2)T-N波作用通量是对Plumb波作用通量的改进,经向分量得以增强,能更好地描述纬向非均匀气流中的较大振幅的西风带Rossby长波扰动。T-N波作用通量计算时,背景场取多年平均的当月气候场较合适,能更好地反映当前季节内的Rossby波传播异常。3)局地E-P通量可以诊断一段时间内天气尺度瞬变波对背景场(定常波)总的调控作用,但无法直接反映Rossby长波的逐时演变(T-N波或Plumb波作用通量则可以)。 展开更多
关键词 ROSSBY 局地E-P通量 plumb波作用通量 T-N作用通量
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辐散风和瞬变的涡度通量的异常对定常波年际异常的强迫作用 被引量:9
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作者 耿全震 黄荣辉 《气象学报》 CSCD 北大核心 1996年第2期132-141,共10页
研究了1982/1983年12—2月对流层上层由辐散风和瞬变的涡度通量所产生的涡度源异常对定常波异常的强迫作用。结果表明,瞬变的涡度通量辐合的异常有抵消或耗散辐散风产生的涡度源异常的趋势;定常波的异常是在这两种强迫力... 研究了1982/1983年12—2月对流层上层由辐散风和瞬变的涡度通量所产生的涡度源异常对定常波异常的强迫作用。结果表明,瞬变的涡度通量辐合的异常有抵消或耗散辐散风产生的涡度源异常的趋势;定常波的异常是在这两种强迫力的共同作用下维持的。同时还表明,对1982/1983年的情况,热带和赤道中东太平洋上的涡度源异常以及中纬度北太平洋上的涡度源异常都对太平洋/北美地区的大气环流异常起了重要的作用。 展开更多
关键词 辐散风 涡度通量 定常 强迫作用 年际异常
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Rossby波传播特征及其对北极东北航道起始段海域天气的影响研究
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作者 杨宁 闫敏慧 +4 位作者 陈农 钱眺 王蕾 张金峰 周莹 《暴雨灾害》 2024年第5期551-559,共9页
北极东北航道起始段海域位于我国黄渤海,大风和强降水是可能威胁到该海域航运安全的主要灾害性天气类型。其中寒潮天气过程伴随的冷空气大风以及热带气旋、温带气旋等天气系统产生的大风、强降水等灾害性天气,对该海域航运安全造成很大... 北极东北航道起始段海域位于我国黄渤海,大风和强降水是可能威胁到该海域航运安全的主要灾害性天气类型。其中寒潮天气过程伴随的冷空气大风以及热带气旋、温带气旋等天气系统产生的大风、强降水等灾害性天气,对该海域航运安全造成很大影响。利用1991—2020年美国国家环境预报中心(National Centers for Environmental Prediction,NCEP)全球逐日再分析资料,分析了北极东北航道适航期(7—10月)Rossby波沿高空急流能量传播特征及其对北极东北航道起始段海域天气的影响,特别是对强降水的影响。结果表明:(1)沿北半球副热带地区250hPa高空西风急流轴经向风表现为纬向三波型准静止的Rossby波形态;(2)高空250hPa大气准静止Rossby波波源位于地中海地区,波动在此激发并沿急流向东传播,传播过程中波动能量耗散,但波源即地中海地区能量的不断注入,使其得以维持和加强;(3)波作用通量散度指数与北极东北航道起始段海域降水量、风速相关系数绝对值达0.5以上,其中位于我国东北部至鄂霍茨克海地区的波作用通量指数与降水量和风速相关系数的绝对值均接近0.9,属于强相关,说明Rossby波沿高空急流传播时能量汇集、加强,对北极东北航道起始段海域的降水量、风速影响较大,从而可触发强降水、大风等灾害性天气;(4)当Rossby波扰动偏强时,向下游传播能量偏强,则西风急流加强,垂直上升运动增强,导致北极东北航道起始段海域降水异常偏多。 展开更多
关键词 ROSSBY 北极东北航道 作用通量散度
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台风暴雨过程中位势散度波作用密度分析和预报应用研究 被引量:11
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作者 冉令坤 刘璐 +1 位作者 李娜 齐彦斌 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2013年第10期3285-3301,共17页
在位涡的基础上,考虑散度效应,把水平风矢量旋转90°后的旋度在广义位温梯度方向上的投影定义为位势散度,并把其二阶扰动量定义为位势散度波作用密度,该波作用密度代表扰动热量的扰动输送,与位势稳定度的发展演变有关.登陆台风Morak... 在位涡的基础上,考虑散度效应,把水平风矢量旋转90°后的旋度在广义位温梯度方向上的投影定义为位势散度,并把其二阶扰动量定义为位势散度波作用密度,该波作用密度代表扰动热量的扰动输送,与位势稳定度的发展演变有关.登陆台风Morakot(2009)的诊断分析表明,在台风登陆台湾岛,进入台湾海峡和登陆大陆三个阶段,波作用密度高值区与大陆和台湾降水区相重叠,扰动热量的扰动输送显著;在前两个阶段,大陆和台湾降水区波作用密度逐渐增大,扰动热量的扰动输送逐步增强;在台风登陆福建霞浦市后,大陆地区波作用密度减小,扰动热量的扰动输送减弱.在影响波作用密度局地变化的诸多物理因素中,扰动非地转风位涡项是主要强迫项.统计分析表明,波作用密度与观测降水有一定的相关性,据此发展了位势散度波作用密度降水预报方程,其本质是数值模式预报资料的动力延伸释用,预报应用表明,利用24h模式预报场计算的波作用密度降水能够较好地再现观测降水的落区,对台风Morakot引发的暴雨有一定的预报技巧. 展开更多
关键词 位涡 位势散度 作用密度 作用通量散度
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波流相互作用与波动传播模态 被引量:5
5
作者 徐祥德 冉令坤 《大气科学》 CSCD 北大核心 2007年第6期1237-1250,共14页
波和流是大气中两种最基本的运动形式,两者之间的相互作用可以导致千变万化的天气现象。波流相互作用理论是大气动力学的基本理论之一,该理论的研究具有重要的理论价值和科学意义。波流相互作用的研究主要包括两方面:一方面是可以描述... 波和流是大气中两种最基本的运动形式,两者之间的相互作用可以导致千变万化的天气现象。波流相互作用理论是大气动力学的基本理论之一,该理论的研究具有重要的理论价值和科学意义。波流相互作用的研究主要包括两方面:一方面是可以描述基本气流对波强迫作用的"波作用"(守恒)方程的研究,另一方面是可以描述波对基本气流反馈作用的E-P通量以及波形变、传播等理论的研究。波流相互作用的研究不仅在理论上已取得重要进展,例如,E-P通量的提出,剩余环流的引进,广义E-P通量的出现,三维E-P通量的建立,波作用守恒方程、波动突变、波流稳定性结构、波形变及其大圆路径、低频波遥相关等理论的发展,而且在实际应用上也取得丰硕成果,如科学地解释了赤道平流层东西风准两年振荡、极地平流层爆发性增温、瞬变波对阻高的维持和高空急流加速以及大气低频波遥相关等,特别是为预测行星波的传播,研究风暴轴和诊断分析实际大气中波能集中区和发散区提供了理论基础和科学方法。作者从小振幅和有限振幅扰动两方面回顾了国内外波流相互作用和低频波传播理论的研究进展,重点介绍了大尺度环流系统波流相互作用和波动传播模态的最新研究成果,提出了不同动力、热力背景下多尺度波流相互作用机理及其理论模型,建立了非线性大气动力学突变及其稳定性结构等理论。相对来说,热源强迫和地形强迫引起的波流相互作用中稳定性问题的研究一直比较薄弱,特别是关于大气水分循环过程和青藏高原等复杂大地形影响下不同尺度系统波流相互作用的研究,这也是未来波流相互作用研究的一个重要内容。 展开更多
关键词 流相互作用 动传播模态 E-P通量 作用方程
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广西两次罕见致灾冷空气活动过程中Rossby波作用的差异及成因 被引量:1
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作者 覃皓 伍丽泉 《自然灾害学报》 CSCD 北大核心 2022年第4期75-86,共12页
2016年1月广西出现了大范围的低温雨雪天气,多个市县出现1956年以来首次降雪观测记录,多地测站最低气温打破历史记录。在4年后的2020年1月,广西出现了当年首场区域性暴雨,此次过程具有明显的对流性质,伴有大范围的雷暴大风、短时强降水... 2016年1月广西出现了大范围的低温雨雪天气,多个市县出现1956年以来首次降雪观测记录,多地测站最低气温打破历史记录。在4年后的2020年1月,广西出现了当年首场区域性暴雨,此次过程具有明显的对流性质,伴有大范围的雷暴大风、短时强降水和冰雹等强对流天气。两次过程中均有冷空气活动,但在欧亚大陆上空南北两支Rossby波列的不同影响下,环流形势具有明显差异。北支波列在2016年过程中强度更强,调控了乌拉尔高压脊的发展以及横槽转竖,起到主导作用。而南支波列调控了印缅槽的减弱,使得低纬地区暖湿气流输送减弱,冷空气更易南下,使得此次过程主要以降温为主,雨雪并不明显。2020年过程则是南支Rossby波列起到了主要的调控作用,促进了南支槽的发展东移。而北支波列则起到了协同作用,促进了乌拉尔山冷槽与中东槽的发展合并,从而增强了南支扰动能量向下游的传播,进一步增强了南支槽。南支槽的增强不仅提供了动力抬升作用,还对暖湿气流的输送具有重要贡献,使得冷暖空气在广西上空交汇,导致大气对流剧烈。此外,两次过程中北大西洋Rossby波源地区具有不同的强迫背景。2016年和2020年过程中NAO分别维持负、正位相,后者在欧亚低纬地区的扰动明显强于前者,更有利于南支波列向东亚传播,促进南支槽发展。这一差异造成了两次冷空气活动过程中不同类型的灾害性天气,体现了南支波列对NAO位相差异的响应。 展开更多
关键词 ROSSBY 作用通量 冷空气 南支槽 因果联系
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广西一次冷空气过程前后Rossby波作用的对比分析
7
作者 覃皓 《气象研究与应用》 2021年第4期38-43,共6页
基于T-N波作用通量以及NCEP/NCAR再分析资料,对比分析了2016年1月广西一次强冷空气过程前后两个阶段中大尺度环流以及Rossby波的调制作用。结果表明,冷空气活动过程前后阶段大气环流存在明显差异。第一阶段中欧亚中高纬地区阻塞形势明显... 基于T-N波作用通量以及NCEP/NCAR再分析资料,对比分析了2016年1月广西一次强冷空气过程前后两个阶段中大尺度环流以及Rossby波的调制作用。结果表明,冷空气活动过程前后阶段大气环流存在明显差异。第一阶段中欧亚中高纬地区阻塞形势明显,低纬度地区环流平直。第二阶段中欧亚低纬地区环流经向度增大,南支槽发展活跃;两个阶段中欧亚大陆上空均存在南北两支Rossby波列。第一阶段中北支波列调控了乌拉尔高压脊的发展以及横槽转竖,而南支波列调控了印缅槽的减弱,两者协同使冷空气更易南下。第二阶段南支波列主导了南支槽的发展东移,为该阶段降水提供了动力抬升以及水汽条件;NAO与南北两支波列的活动密切相关,NAO由负到正的位相转变是第二阶段南支波列增强的可能原因。 展开更多
关键词 ROSSBY 冷空气 作用通量 环流
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汉江流域2021年伏秋连汛降水季内差异特征及成因分析
8
作者 肖莺 高雅琦 +1 位作者 杜良敏 任永建 《干旱气象》 2024年第4期563-575,共13页
汉江流域是中国重要的调水水源区,研究其降水特征对防涝抗旱具有重要意义。基于汉江流域62个国家气象站降水资料及美国国家环境预报中心/国家大气研究中心(National Center for Envi⁃ronmental Prediction/National Center for Atmosphe... 汉江流域是中国重要的调水水源区,研究其降水特征对防涝抗旱具有重要意义。基于汉江流域62个国家气象站降水资料及美国国家环境预报中心/国家大气研究中心(National Center for Envi⁃ronmental Prediction/National Center for Atmospheric Research,NCEP/NCAR)再分析资料,通过百分位数、相关分析和T-N波作用通量,探讨了2021年伏秋(8—10月)连汛期间汉江降水的季内差异特征及其与大气环流和海温的关系。结果表明:2021年伏秋期间,汉江上游流域出现破纪录降水,极端性强、总量大。降水在伏夏和秋季两个时段均偏多,但秋季的多雨区位置更偏北。伏夏期间,北大西洋经西伯利亚向东频散的Rossby波使得欧亚上空维持“两槽两脊”,冷空气较强,同时西太平洋副热带高压(简称“副高”)强势西伸,通过西南和偏东两支通道向北输送暖湿水汽;冷暖空气在高空急流南侧对峙并辐合上升,导致降水异常偏多。秋季,北太平洋频散的Rossby波使得欧亚上空维持“两槽一脊”,冷空气较弱;副高断裂导致水汽通道偏南,高空急流北抬使冷暖空气辐合上升位置偏北,造成雨区偏北。2021年汉江流域伏夏降水异常受热带东大西洋海温正异常影响,秋季受赤道中太平洋冷海温影响。 展开更多
关键词 伏秋连汛 季内差异 T-N作用通量 热带海温
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球面E-P通量的计算及其应用 被引量:12
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作者 施春华 徐婷 +2 位作者 蔡娟 刘仁强 郭栋 《大气科学学报》 CSCD 北大核心 2015年第2期267-272,共6页
讨论了行星波作用通量Eliassen-Palm flux(E-P通量)在球面准地转条件下的表达式,纬圈环状总质量权重的变换形式,及其在绘图分析中的应用与技巧。结合实例,通过对欧洲中心再分析资料Interim的计算绘图,说明不同形式E-P通量在实际分析时... 讨论了行星波作用通量Eliassen-Palm flux(E-P通量)在球面准地转条件下的表达式,纬圈环状总质量权重的变换形式,及其在绘图分析中的应用与技巧。结合实例,通过对欧洲中心再分析资料Interim的计算绘图,说明不同形式E-P通量在实际分析时的差异及特点。 展开更多
关键词 E-P通量 行星 —流相互作用
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夏季沿亚洲副热带西风急流Rossby波传播及其与我国降水异常的联系 被引量:6
10
作者 杨宁 金荣花 +1 位作者 肖天贵 孙晓晴 《气象》 CSCD 北大核心 2020年第1期1-14,共14页
利用1960-2015年夏季(6-8月)NCEP 2.5°×2.5°全球逐日再分析资料,采用涡度源方程和Eliassen-Palm通量,对夏季沿亚洲副热带西风急流Rossby波活动的波源、能量传播及其与我国降水异常的关系进行了分析和研究。结果表明:夏季... 利用1960-2015年夏季(6-8月)NCEP 2.5°×2.5°全球逐日再分析资料,采用涡度源方程和Eliassen-Palm通量,对夏季沿亚洲副热带西风急流Rossby波活动的波源、能量传播及其与我国降水异常的关系进行了分析和研究。结果表明:夏季200 hPa大气准静止行星波产生的源地主要集中在地中海地区,亚洲副热带西风急流(ASWJ)中的准静止Rossby波在此激发并沿急流向东传播,东传过程中在急流轴南侧波流相互作用相对活跃。波作用通量的辐合辐散中心沿副热带西风急流交替分布,波流相互作用是ASWJ上西风强弱交替变化的动力机制。沿ASWJ交替分布的五个波作用通量辐合辐散关键区散度具有较强的关联性,表现为同一Rossby波列的不同部分,其中波源处Rossby波动能量的传播对其下游ASWJ的强弱影响最大,而急流关键区内纬向风的大小也与波作用通量散度场的强弱和分布密切相关。波源处以及位于我国青藏高原东部至黄土高原上空的波作用通量散度指数WFD-Ⅰ和WFC-Ⅱ与我国南、北方降水相关性较为显著,在WFD-Ⅰ为正异常年时,对应南方关键区降水偏多年份占比为62.5%,在WFD-Ⅰ为负异常年时,对应北方关键区降水偏多年份占比为80%;在WFC-Ⅱ为正异常年时,对应南方关键区降水偏少年份占比为66.7%,在WFC-Ⅱ为负异常年时,对应北方关键区降水偏少年份占比为81.8%。研究夏季波源处WFD-Ⅰ异常年导致我国降水异常的环流成因发现,WFD-Ⅰ为正异常年时,由上游波源地区激发的Rossby波向下游地区的能量频散偏强,位置偏南,波流相互作用导致我国南方上空高空急流加强,高低空辐散辐合配置加强,垂直上升运动增强,易造成我国南方地区降水异常偏多。WFD-Ⅰ为负异常年时,Rossby波能量的经向传播较强而纬向传播较弱,北方降水关键区受波通量辐散控制,高空西风急流加强,高低空辐散辐合配置和垂直上升运动增强,有利于我国北方地区降水的发展。 展开更多
关键词 亚洲副热带西风急流 ROSSBY 作用通量 降水异常
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表征波与流相互作用的广义E-P通量 被引量:12
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作者 高守亭 陶诗言 丁一汇 《中国科学(B辑)》 CSCD 北大核心 1989年第7期774-784,共11页
本文给出了含有大气层结效应的、并用观测资料可直接去诊断纬向平均流加速的广义E-P通量关系。它的优点在于,即使在大气斜压性较强,瞬变扰动的热量输送随时间和空间有明显变化的情况下,波对纬向平均流的加速作用也能较好地被诊断出来。... 本文给出了含有大气层结效应的、并用观测资料可直接去诊断纬向平均流加速的广义E-P通量关系。它的优点在于,即使在大气斜压性较强,瞬变扰动的热量输送随时间和空间有明显变化的情况下,波对纬向平均流的加速作用也能较好地被诊断出来。同时广义E-P通量中,自动解除了过去E-P通量中存在的病态条件及扰动位移η’的不确定性,它能较准确地用观测资料去判别。文中用实例说明了广义E-P通量能诊断出一般E-P通量所不能正确诊断出来的结果。 展开更多
关键词 E-P通量 相互作用
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能量转化视角下一次引发冬季区域强对流的南支槽研究 被引量:2
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作者 覃皓 伍丽泉 +1 位作者 石怡宁 刘乐 《气象》 CSCD 北大核心 2023年第3期304-317,共14页
2020年1月24—25日广西出现一次罕见区域性强对流,过程伴随近20年最大范围冰雹天气。南支槽异常发展东移是此次过程的扰动背景,提供了必要的热动力及水汽条件。基于波作用通量及多尺度能量诊断方法,利用常规观测资料、风云卫星资料、NCE... 2020年1月24—25日广西出现一次罕见区域性强对流,过程伴随近20年最大范围冰雹天气。南支槽异常发展东移是此次过程的扰动背景,提供了必要的热动力及水汽条件。基于波作用通量及多尺度能量诊断方法,利用常规观测资料、风云卫星资料、NCEP/NCAR以及ERA5再分析资料,从能量转化角度对此次引发区域强对流的南支槽过程进行研究。结果表明:整个过程中纬度和副热带西风急流均较历史同期偏强,有利于上游扰动向下游传播。欧亚大陆上空存在南北两支活跃Rossby波列。源自地中海一带的南支副热带西风急流Rossby波列对南支槽起到主要调控作用,Rossby波能量沿急流频散并在南支槽区辐合,促进了南支槽发展东移。源自北大西洋阻塞高压内部的北支Rossby波列则起到协同作用,促进了乌拉尔山冷槽发展及其与中东槽合并,从而增强了南支波列向下游的传播,进一步增强南支槽;天气尺度有效位能向天气尺度动能的转换以及由背景场向天气尺度的动能输送是南支槽天气尺度扰动发展的主要贡献项。动能的平流输送将获得的天气尺度动能在空间上再分配,维持南支槽稳定发展东移。在此背景下,天气尺度向对流尺度的降尺度动能串级是区域强对流最主要能量源,同时对流尺度有效位能向动能的稳定转换促进了中低对流层的对流扰动发生发展。 展开更多
关键词 能量转换 南支槽 区域强对流 ROSSBY 作用通量
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1979—2019年云贵高原夏季区域性极端日降水事件的异常环流特征 被引量:1
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作者 夏阳 陈金梅 +3 位作者 李明刚 字冉 吴华洪 肖艳林 《热带气象学报》 CSCD 北大核心 2023年第4期603-613,共11页
利用中国气象局国家气象信息中心整编的站点观测资料和NCEP/NCAR逐日再分析资料,对云贵高原1979—2019年夏季区域性极端日降水事件的异常环流进行了分析。云贵高原99%分位上的夏季(6—8月)极端日降水事件(以下简称降水事件)降水阈值为20... 利用中国气象局国家气象信息中心整编的站点观测资料和NCEP/NCAR逐日再分析资料,对云贵高原1979—2019年夏季区域性极端日降水事件的异常环流进行了分析。云贵高原99%分位上的夏季(6—8月)极端日降水事件(以下简称降水事件)降水阈值为20.0 mm/d,在近41年里共发生了35次降水事件,其中7月上旬发生次数最多,7月下旬次之,8月中旬最少;35次降水事件中有4次为热带气旋系统影响,降水中心位于广西西南部及沿海地区,中心值超过75 mm,其余31次的降水中心主要集中在贵州中南部和广西北部,且降水中心强度明显低于热带气旋系统所带来的强度;受欧亚大陆中纬度(30~50°N)地区的纬向扰动波列和低纬地区异常垂直环流圈控制,云贵高原上空对流层中建立了深厚的异常上升运动,配合500 hPa副热带地区的异常反气旋式环流将南海和孟加拉湾的水汽输送至云贵高原并在当地沿地形辐合抬升,为云贵高原极端降水的形成提供有利的动力条件和水汽条件,同时周边地区异常冷却所带来的加热场梯度还进一步加强了云贵高原上空的气流入流,更加有利于强降水的产生和维持。此外,降水事件还与乌拉尔山至我国东北地区的低值系统活动和源自北大西洋及热带低纬地区的波扰能量传播有关。 展开更多
关键词 云贵高原 夏季 极端日降水 异常环流 作用通量
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台风莫拉克(2009)暴雨过程中位势切变形变波作用密度诊断分析和预报应用 被引量:8
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作者 楚艳丽 王振会 +1 位作者 冉令坤 郝寿昌 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2013年第9期507-518,共12页
在水平风场切变形变的基础上引入物理量—–位势切变形变,把水平风场的垂直分量和切变形变与广义位温的空间梯度结合起来.该物理量的二阶扰动被定义为波作用密度,在局地直角坐标系中推导了能够描述中尺度扰动系统发展演变的波作用方程.... 在水平风场切变形变的基础上引入物理量—–位势切变形变,把水平风场的垂直分量和切变形变与广义位温的空间梯度结合起来.该物理量的二阶扰动被定义为波作用密度,在局地直角坐标系中推导了能够描述中尺度扰动系统发展演变的波作用方程.对2009年登陆台风莫拉克引发的暴雨过程进行诊断分析,结果表明,台风中心区切变形变向涡度的转化显著,该转化通过纬向风的经向梯度实现.纬向风速的经向梯度与广义位温垂直梯度的耦合引起位涡和位势切变形变之间的转化,以至于位势切变形变和位涡的异常值区分别位于台风环流的外侧和内侧.波作用密度因能够描述水平扰动风场的垂直切变和切变形变以及凝结潜热函数扰动梯度而与观测降水联系紧密.相关统计分析表明,2009年夏季波作用密度与6h观测降水存在明显滞后相关性,对未来6h降水有一定的指示意义.另外,波作用密度通量散度和扰动非地转风位涡是影响波作用密度局地变化的主要物理因素.基于波作用密度与观测降水的良好相关性,建立了波作用密度暴雨预报方程.2009年登陆台风"苏迪罗","天鹅","莫拉菲"和"巨爵"的暴雨预报个例分析和长时间序列的ETS评分计算表明,波作用密度对台风暴雨具有较好的预报效果,其预报降水能力略优于美国全球预报系统(GFS)的直接降水预报. 展开更多
关键词 位势切变形变 作用密度 作用通量散度 台风暴雨
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江淮流域持续性强降水过程的多尺度物理模型 被引量:17
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作者 孙建华 卫捷 +2 位作者 傅慎明 张元春 汪汇洁 《大气科学》 CSCD 北大核心 2018年第4期741-754,共14页
本文对江淮流域持续性暴雨事件(PHREs)的多尺度物理模型和能量转换特征以及青藏高原东部对流系统东移影响下游地区降水的研究成果进行了总结。从欧亚大陆Rossby波列能量频散的角度揭示了江淮流域PHREs中纬度系统槽脊稳定的机制,定量分... 本文对江淮流域持续性暴雨事件(PHREs)的多尺度物理模型和能量转换特征以及青藏高原东部对流系统东移影响下游地区降水的研究成果进行了总结。从欧亚大陆Rossby波列能量频散的角度揭示了江淮流域PHREs中纬度系统槽脊稳定的机制,定量分析了冷暖空气的源地和输送路径,提出了江南型和江北型PHREs的多尺度物理模型。从天气尺度和次天气尺度之间的能量转换角度呈现了不同尺度系统相互作用的物理图像,指出背景场的能量供给是直接触发暴雨的次天气尺度系统维持的最重要因子,尤其是在对流层的低层,动能的降尺度级串(即能量由背景场传递给次天气尺度系统)最强。研究表明青藏高原东部对流系统东移影响江淮流域的降水是一系列天气系统配合和活跃的结果,主要由青藏高原和四川盆地、二级地形和东部平原之间的热力环流、西南涡、二级地形以东中尺度涡旋和对流系统的共同影响。除了本文总结的内容,还有一些影响PHREs的因子值得深入研究,多尺度相互作用中的Rossby波源及其波列如何影响天气系统,中尺度系统对其背景场的能量反馈等。 展开更多
关键词 持续性暴雨事件(PHREs) 多尺度物理模型 能量转换 作用通量
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淮河流域夏季旱涝急转的低频环流成因 被引量:18
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作者 徐敏 丁小俊 +2 位作者 罗连升 程智 徐胜 《气象学报》 CSCD 北大核心 2013年第1期86-95,共10页
利用1960 2007年4—8月逐日降水资料挑选了淮河流域各分区旱涝急转事件,分析了旱涝急转夏季,逐日降水的低频振荡特征。结果表明,旱涝急转夏季逐日降水30 60 d周期振荡明显加强,流域大部分地区30—60 d低频振荡的方差贡献与夏季降水量呈... 利用1960 2007年4—8月逐日降水资料挑选了淮河流域各分区旱涝急转事件,分析了旱涝急转夏季,逐日降水的低频振荡特征。结果表明,旱涝急转夏季逐日降水30 60 d周期振荡明显加强,流域大部分地区30—60 d低频振荡的方差贡献与夏季降水量呈正相关,低频方差贡献大(小)对应夏季降水量多(少),并且,相关显著区域位于流域南部。欧亚中高纬度高度场、经向风场的低频位相在少雨、多雨期呈相反纬向分布是造成旱涝急转的环流成因。通过对典型年份分析,给出了低频分布型的形成过程。在少雨期,北半球中高纬度扰动场为4—5波列,从东北大西洋经欧洲和贝加尔湖至东亚太平洋沿岸为"+、-、+、-",与低频位相分布一致。在多雨期,副极地波导从欧洲北部沿急流流向亚洲高纬度地区,并在鄂霍次克海形成强盛的正扰动中心,有利于鄂霍次克海阻塞形势的形成与维持。当中纬度中亚为负扰动中心,印度季风偏弱时,由于下游效应在日本海形成负扰动,导致副热带高压位置偏南。在低纬度孟加拉湾到中国南海对流层高层为负扰动时,中国南海对流活动偏弱。少雨、多雨期的欧亚中高纬度纬向低频环流型实际上反映了副极地、副热带急流罗斯贝波导结构及其传播的异常。 展开更多
关键词 淮河流域 旱涝急转 低频振荡 作用通量
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中国东部夏季极端降水事件及大气环流异常分析 被引量:14
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作者 武文博 游庆龙 +1 位作者 王岱 阮能 《气候与环境研究》 CSCD 北大核心 2018年第1期47-58,共12页
主要利用1961~2014年中国东部地区438个台站的逐日降水资料和NCEP/NCAR的再分析资料,从大气内部动力角度对夏季不同极端降水情况下的环境场进行分析,结果表明:对长江中下游地区而言,在极端降水频次偏多年时,850 hPa风场及整层水汽输送... 主要利用1961~2014年中国东部地区438个台站的逐日降水资料和NCEP/NCAR的再分析资料,从大气内部动力角度对夏季不同极端降水情况下的环境场进行分析,结果表明:对长江中下游地区而言,在极端降水频次偏多年时,850 hPa风场及整层水汽输送距平场均表明东亚夏季风偏弱,有利于更多的水汽输送到长江中下游地区,500 hPa鄂霍次克海阻塞高压持续日数偏多,有利于冷空气南下,200 hPa东亚副热带急流偏南,且30°N以南偏西风异常有利于辐散,而在斜压波包从西北东南向传播为极端降水事件分发生集聚了能量;对华北地区极端降水频次偏多年而言,850 hPa风场及整层的水汽输送距平场均表明东亚夏季风偏强,有利于更多的水汽输送到华北地区,500 hPa高度距平场日本海正距平,贝加尔湖蒙古地区为负距平,华北地区东高西低,200 hPa东亚副热带急流偏北,从而导致我国华北地区极端降水频次偏多,能量传播也为西北东南向。这些结果表明极端降水的变化,与大气内部的动力作用和能量的传播有密切的关系。 展开更多
关键词 极端降水事件 环流异常 作用通量
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2003~2004年冬季平流层爆发性增温动力诊断分析 被引量:9
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作者 陆春晖 刘毅 +1 位作者 陈月娟 管兆勇 《大气科学》 CSCD 北大核心 2009年第4期726-736,共11页
利用逐日的欧洲中尺度天气预报中心(ECMWF)60层模式资料,对2003年12月~2004年2月期间发生的一次非典型的爆发性增温中平流层结构的变化过程进行动力学诊断分析。充分利用资料层次高(最高层为0.1hPa)和垂直分辨率高(垂直方向共60层)的优... 利用逐日的欧洲中尺度天气预报中心(ECMWF)60层模式资料,对2003年12月~2004年2月期间发生的一次非典型的爆发性增温中平流层结构的变化过程进行动力学诊断分析。充分利用资料层次高(最高层为0.1hPa)和垂直分辨率高(垂直方向共60层)的优势,通过对不同高度等熵面位涡分布的分析,研究了极涡在平流层爆发性增温(SSW)发生前后的变化发展;通过对EP通量及其散度的分析,研究了SSW过程中行星波的变化特点;通过对剩余环流的分析,研究了在SSW过程中经圈环流的变化及其对动力过程的影响。得出:(1)2003/2004年SSW增温过程持续时间长、强度大;(2)增温最早发生在平流层上层并向下传播,在10hPa形成较强东风带后,上层西风环流迅速恢复,极涡再度形成,下层则增温持续;(3)SSW前后行星波活动频繁,有长时间多次的上传,且以1波作用为主,2波对其进行了补充;(4)在SSW过程前后,平流层中的剩余环流发生反转,影响了平流层中、高纬地区和低纬地区的物质交换以及上下层物质的重新分配。这一系列的工作为今后进一步研究平流层、对流层交换,发展完善气候模式打下基础。 展开更多
关键词 爆发性增温 Eliassen-Palm通量 流相互作用 剩余环流 行星
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Energy-Casimir方法在中尺度扰动稳定性研究中的应用 被引量:8
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作者 冉令坤 楚艳丽 高守亭 《气象学报》 CAS CSCD 北大核心 2009年第4期530-539,共10页
考虑湿空气中的水汽效应,引进Casimir函数(它是虚位温的单值函数),在x方向动量方程和总能量方程的基础上,采用Energy-Casimir方法建立了三维非地转平衡和非静力平衡的拟能量波作用方程,由于该方程建立在非地转平衡和非静力平衡的动力框... 考虑湿空气中的水汽效应,引进Casimir函数(它是虚位温的单值函数),在x方向动量方程和总能量方程的基础上,采用Energy-Casimir方法建立了三维非地转平衡和非静力平衡的拟能量波作用方程,由于该方程建立在非地转平衡和非静力平衡的动力框架下,因此可用于讨论层结稳定大气内中尺度扰动系统的发展演变。理论分析表明,拟能量波作用方程具有非守恒形式,其中的拟能量波作用密度主要由扰动动能、有效位能和浮力能三部分组成;拟能量波作用密度局地变化除了受拟能量波作用通量散度影响之外,纬向基本气流切变、科氏力作功以及由非绝热加热和水汽相变所构成的波作用源汇项对其也都有贡献。诊断分析结果表明,对流层中低层的拟能量波作用密度与观测的6 h累积地面降水在水平空间分布和时间演变趋势上比较接近,说明拟能量波作用密度能够较好地抓住强降水区上空对流层中低层动力场和热力场的扰动特征,并在一定程度上可以有效地表征降水系统的发展演变,因而与地面降水量存在紧密联系。波作用方程各项的计算分析表明,波作用通量散度与拟能量波作用密度局地变化的倾向以及强降水区的变化比较一致,并且在强度上强于纬向基本气流切变项和科氏力作功项,因此波作用通量散度对拟能量波作用密度的局地变化具有重要贡献。 展开更多
关键词 拟能量作用密度 作用通量 层结稳定 不稳定
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中国西南地区春季降水的时空变化及其异常的环流特征 被引量:16
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作者 夏阳 万雪丽 +2 位作者 严小冬 吴磊 龙园 《气象学报》 CAS CSCD 北大核心 2016年第4期510-524,共15页
利用中国气象局国家气象信息中心整编的中国西南地区97站逐日观测资料及美国国家环境预报中心/大气研究中心(NCEP/NCAR)再分析资料,对中国西南地区1961—2013年春季降水的时空分布特征进行了分析,并研究了造成西南地区春季降水异常的环... 利用中国气象局国家气象信息中心整编的中国西南地区97站逐日观测资料及美国国家环境预报中心/大气研究中心(NCEP/NCAR)再分析资料,对中国西南地区1961—2013年春季降水的时空分布特征进行了分析,并研究了造成西南地区春季降水异常的环流成因。结果表明,中国西南地区春季降水的主模态呈现为全区一致型,该模态具有明显的2.5—3.5a及准5a的活动周期。对流层中低层副热带地区的异常气旋式环流波列形成的异常气流将洋面上空的水汽向中国西南内陆地区输送,暖湿气流与异常活跃的北方冷空气活动相配合,加上西南地区大气低层辐合、高层辐散而产生抽吸作用,使得当地对流层中低层出现较强的沿地形抬升的上升气流,从而有利于西南地区降水的形成,反之亦然。造成环流异常的原因除了与西南地区、热带地区的异常辐合/辐散运动造成的位涡扰动能量有关,亦与中高纬度波扰动能量下欧亚大陆下游地区的频散及辐合有关。此外,冬季1月的青藏高原地面加热场特征可作为预测后期西南地区春季降水异常变化的一个前期信号。 展开更多
关键词 中国西南地区 春季降水 环流异常 作用通量
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