利用公共大气模式(community atmosphere model version 5,CAM5)的数值试验结果,探究了湾流(gulf stream,GS)及其延伸体区海洋锋(简称为GS区海洋锋)对其上空的温带气旋内上升气流的影响机制。在模式控制试验中,对出现在GS区的气旋性扰...利用公共大气模式(community atmosphere model version 5,CAM5)的数值试验结果,探究了湾流(gulf stream,GS)及其延伸体区海洋锋(简称为GS区海洋锋)对其上空的温带气旋内上升气流的影响机制。在模式控制试验中,对出现在GS区的气旋性扰动异常作了合成分析。结果表明,当气旋性扰动异常位于海洋锋上空时,扰动发展迅速,且海洋锋以南和扰动异常中心以北(50°N附近、海洋锋以北)出现了两支强上升流。通过能量收支分析发现,当气旋性扰动异常中心到达海洋锋上空时,其中心及北侧的涡动有效位能(eddy available potential energy,EAPE)和涡动动能(eddy kinetic energy,EKE)显著加强,这与海洋锋提供的热量和水汽密切相关。而海洋锋强度的对比试验结果表明,在气旋性扰动异常中心到达海洋锋上空前后,海洋锋对扰动异常区域内的EAPE和EKE方程各项的影响不同。在气旋性扰动异常前部到达海洋锋上空时,海洋锋主要通过影响向高纬的涡动热量和水汽输送增强了锋面以北的斜压产生项(EAPE方程中的源项),这为气旋性扰动异常中心北侧(锋面北侧)的EKE发展提供了能量来源。而在扰动异常中心到达海洋锋上空时,中心以北的上升运动和降水大幅加强,这主要增强了此处的非绝热加热项(EAPE方程中的另一个源项),并继续促进了气旋性扰动异常的发展。展开更多
利用1940—2022年的ERA5再分析资料,探讨了北大西洋海温(sea surface temperature,SST)异常和欧亚大陆西北部表面气温(Northwestern of Eurasia Continent surface air temperature,NWESAT)间相关性质的年代际变化特征及其成因。研究发...利用1940—2022年的ERA5再分析资料,探讨了北大西洋海温(sea surface temperature,SST)异常和欧亚大陆西北部表面气温(Northwestern of Eurasia Continent surface air temperature,NWESAT)间相关性质的年代际变化特征及其成因。研究发现,在1940—1981和2001—2008年北大西洋海温和NWESAT相关性显著,为高相关期,与NWESAT密切相关的海温异常呈马蹄型分布特征,而在低相关期,海温异常则呈三极子型分布特征。进一步研究两者相关性发生变化的原因,发现在高相关期,海温异常的变化超前NWESAT,在该时期北大西洋海温呈马蹄型分布特征,与低相关期相比,湾流区以北海温较高,这为大气提供了更好的水汽条件,更多的降水及更强的高空非绝热加热。同时,湾流上空涡旋介导过程更为活跃,湾流北部高空出现更显著的波源,上述过程均促进了高相关期高空波列的发展。而在低相关期,海温异常主要呈现三极子型分布特征,湾流区以北海温偏低,海洋对大气的影响偏弱,其变化滞后NWESAT。因此,北大西洋海温异常和NWESAT间相关性的年代际变化主要是由北大西洋海温异常分布特征的差异及其对大气波列调制作用的年代际变化所造成。展开更多
本文对海洋气象漂流观测仪实测、CMA最佳路径数据集、第5代全球气象再分析产品(ERA5)、交叉检验多平台融合矢量风场(CCMP)四种资料的海面风在超强台风“利奇马”期间的变化特征进行分析。ERA5、CCMP两种分析/再分析风资料与实测风的对...本文对海洋气象漂流观测仪实测、CMA最佳路径数据集、第5代全球气象再分析产品(ERA5)、交叉检验多平台融合矢量风场(CCMP)四种资料的海面风在超强台风“利奇马”期间的变化特征进行分析。ERA5、CCMP两种分析/再分析风资料与实测风的对比分析表明:(1)风速:当风力<10级时,漂流观测仪轨迹上的ERA5、CCMP风速较漂流观测仪实测风速偏小;将漂流观测仪实测风速订正到10 m高度,风力≤5级时偏差(Bias)绝对值最小,ERA5(CCMP)为4.3 m s^(-1)(4.6 m s^(-1)),风力为7~9级时Bias绝对值最大,约9.2~10.2 m s^(-1);“利奇马”近中心海域ERA5、CCMP最大风速较CMA最佳路径数据集偏小,ERA5(CCMP)偏小约10.7 m s^(-1)(4.6 m s^(-1));ERA5(CCMP)最大风速极值较CMA最佳路径数据集偏低54.5%(12.7%)。(2)风向:ERA5、CCMP与漂流观测仪实测风向相关系数接近于0;风力≤5级时风向较实测偏右,风力>5级时偏左。(3)ERA5、CCMP风向、风速在“利奇马”近中心海域偏差明显,远离中心海域二者吻合度较高。通过对ERA5、CCMP资料进一步分析发现:CCMP能清楚描述热带气旋风场结构及演变过程,“利奇马”为超强台风时结构参数η=Vr/Vmax分布上有闭合环状结构,表明该区域有环状大风速带;“利奇马”强迫时间T_f分布于移动路径两侧,ERA5(CCMP)最大强迫时间为45 h(54 h)。展开更多
本文利用天气研究和预报(Weather research and forecasting,WRF)模式设置了两组具有不同海洋锋面强度的“渠道模型”理想数值试验,忽略地形作用,探讨了冬季海洋锋面对大气河(Atmospheric river,AR)的影响。结果表明,在不同强度的海洋...本文利用天气研究和预报(Weather research and forecasting,WRF)模式设置了两组具有不同海洋锋面强度的“渠道模型”理想数值试验,忽略地形作用,探讨了冬季海洋锋面对大气河(Atmospheric river,AR)的影响。结果表明,在不同强度的海洋锋面试验中,大气低层风速、湍流热通量等物理量的响应与海温的变化同位相,且大气低层各变量对海洋锋面南侧海温变化的响应较北侧更大,呈现出南北不对称性。海洋锋强度的增强促进了向高空的涡动热量和水汽输送,导致高空风速加强和风暴轴北移。海洋锋面的增强还为经过其上空的气旋提供了更多的动量和水汽,加强了气旋南侧的水汽输送带,从而促进了大气河发生频数的增加和大气河强度的增强。展开更多
基于福建省冬半年沿海和港湾岛屿自动站的逐时极大风观测资料和WRF（Weather Research and Forecast）、EC（European Centre for Medium-Range Weather Forecasts）细网格以及T639（TL639L60）三种模式预报的10 m风场资料，将模式预报...基于福建省冬半年沿海和港湾岛屿自动站的逐时极大风观测资料和WRF（Weather Research and Forecast）、EC（European Centre for Medium-Range Weather Forecasts）细网格以及T639（TL639L60）三种模式预报的10 m风场资料，将模式预报的风向风速与观测资料进行对比检验，结果表明：福建省沿海冬半年大风的盛行风向以东北风为主，大风的时空分布极为不均，沿海风力的脉动性、跳跃性、局地性突出。从三种模式对风速风向的模拟效果来看， WRF和EC细网格的预报效果较好，有可参考性， T639可参考性不高。对于风速，模式预报结果相比实况极大风速偏小，港湾岛屿代表站风速的平均绝对误差均小于沿海代表站，预报平均误差由沿海向内陆逐渐减小，由中部向南北逐渐减小。风向相比风速的预报效果要差， WRF和EC细网格的风向预报误差在45°-50°，有一定的参考意义；港湾岛屿代表站风向的平均绝对误差大于沿海代表站，以浮标站的误差最大。当观测风速出现7级及以上风速时，若对大风进行分级检验，则较低风速的预报平均绝对误差小于较高风速；风向预报的平均绝对误差也大大降低，且误差都在45°以内，具有良好的参考性。展开更多
文摘利用公共大气模式(community atmosphere model version 5,CAM5)的数值试验结果,探究了湾流(gulf stream,GS)及其延伸体区海洋锋(简称为GS区海洋锋)对其上空的温带气旋内上升气流的影响机制。在模式控制试验中,对出现在GS区的气旋性扰动异常作了合成分析。结果表明,当气旋性扰动异常位于海洋锋上空时,扰动发展迅速,且海洋锋以南和扰动异常中心以北(50°N附近、海洋锋以北)出现了两支强上升流。通过能量收支分析发现,当气旋性扰动异常中心到达海洋锋上空时,其中心及北侧的涡动有效位能(eddy available potential energy,EAPE)和涡动动能(eddy kinetic energy,EKE)显著加强,这与海洋锋提供的热量和水汽密切相关。而海洋锋强度的对比试验结果表明,在气旋性扰动异常中心到达海洋锋上空前后,海洋锋对扰动异常区域内的EAPE和EKE方程各项的影响不同。在气旋性扰动异常前部到达海洋锋上空时,海洋锋主要通过影响向高纬的涡动热量和水汽输送增强了锋面以北的斜压产生项(EAPE方程中的源项),这为气旋性扰动异常中心北侧(锋面北侧)的EKE发展提供了能量来源。而在扰动异常中心到达海洋锋上空时,中心以北的上升运动和降水大幅加强,这主要增强了此处的非绝热加热项(EAPE方程中的另一个源项),并继续促进了气旋性扰动异常的发展。
文摘利用1940—2022年的ERA5再分析资料,探讨了北大西洋海温(sea surface temperature,SST)异常和欧亚大陆西北部表面气温(Northwestern of Eurasia Continent surface air temperature,NWESAT)间相关性质的年代际变化特征及其成因。研究发现,在1940—1981和2001—2008年北大西洋海温和NWESAT相关性显著,为高相关期,与NWESAT密切相关的海温异常呈马蹄型分布特征,而在低相关期,海温异常则呈三极子型分布特征。进一步研究两者相关性发生变化的原因,发现在高相关期,海温异常的变化超前NWESAT,在该时期北大西洋海温呈马蹄型分布特征,与低相关期相比,湾流区以北海温较高,这为大气提供了更好的水汽条件,更多的降水及更强的高空非绝热加热。同时,湾流上空涡旋介导过程更为活跃,湾流北部高空出现更显著的波源,上述过程均促进了高相关期高空波列的发展。而在低相关期,海温异常主要呈现三极子型分布特征,湾流区以北海温偏低,海洋对大气的影响偏弱,其变化滞后NWESAT。因此,北大西洋海温异常和NWESAT间相关性的年代际变化主要是由北大西洋海温异常分布特征的差异及其对大气波列调制作用的年代际变化所造成。
文摘本文对海洋气象漂流观测仪实测、CMA最佳路径数据集、第5代全球气象再分析产品(ERA5)、交叉检验多平台融合矢量风场(CCMP)四种资料的海面风在超强台风“利奇马”期间的变化特征进行分析。ERA5、CCMP两种分析/再分析风资料与实测风的对比分析表明:(1)风速:当风力<10级时,漂流观测仪轨迹上的ERA5、CCMP风速较漂流观测仪实测风速偏小;将漂流观测仪实测风速订正到10 m高度,风力≤5级时偏差(Bias)绝对值最小,ERA5(CCMP)为4.3 m s^(-1)(4.6 m s^(-1)),风力为7~9级时Bias绝对值最大,约9.2~10.2 m s^(-1);“利奇马”近中心海域ERA5、CCMP最大风速较CMA最佳路径数据集偏小,ERA5(CCMP)偏小约10.7 m s^(-1)(4.6 m s^(-1));ERA5(CCMP)最大风速极值较CMA最佳路径数据集偏低54.5%(12.7%)。(2)风向:ERA5、CCMP与漂流观测仪实测风向相关系数接近于0;风力≤5级时风向较实测偏右,风力>5级时偏左。(3)ERA5、CCMP风向、风速在“利奇马”近中心海域偏差明显,远离中心海域二者吻合度较高。通过对ERA5、CCMP资料进一步分析发现:CCMP能清楚描述热带气旋风场结构及演变过程,“利奇马”为超强台风时结构参数η=Vr/Vmax分布上有闭合环状结构,表明该区域有环状大风速带;“利奇马”强迫时间T_f分布于移动路径两侧,ERA5(CCMP)最大强迫时间为45 h(54 h)。
文摘本文利用天气研究和预报(Weather research and forecasting,WRF)模式设置了两组具有不同海洋锋面强度的“渠道模型”理想数值试验,忽略地形作用,探讨了冬季海洋锋面对大气河(Atmospheric river,AR)的影响。结果表明,在不同强度的海洋锋面试验中,大气低层风速、湍流热通量等物理量的响应与海温的变化同位相,且大气低层各变量对海洋锋面南侧海温变化的响应较北侧更大,呈现出南北不对称性。海洋锋强度的增强促进了向高空的涡动热量和水汽输送,导致高空风速加强和风暴轴北移。海洋锋面的增强还为经过其上空的气旋提供了更多的动量和水汽,加强了气旋南侧的水汽输送带,从而促进了大气河发生频数的增加和大气河强度的增强。
文摘基于福建省冬半年沿海和港湾岛屿自动站的逐时极大风观测资料和WRF（Weather Research and Forecast）、EC（European Centre for Medium-Range Weather Forecasts）细网格以及T639（TL639L60）三种模式预报的10 m风场资料，将模式预报的风向风速与观测资料进行对比检验，结果表明：福建省沿海冬半年大风的盛行风向以东北风为主，大风的时空分布极为不均，沿海风力的脉动性、跳跃性、局地性突出。从三种模式对风速风向的模拟效果来看， WRF和EC细网格的预报效果较好，有可参考性， T639可参考性不高。对于风速，模式预报结果相比实况极大风速偏小，港湾岛屿代表站风速的平均绝对误差均小于沿海代表站，预报平均误差由沿海向内陆逐渐减小，由中部向南北逐渐减小。风向相比风速的预报效果要差， WRF和EC细网格的风向预报误差在45°-50°，有一定的参考意义；港湾岛屿代表站风向的平均绝对误差大于沿海代表站，以浮标站的误差最大。当观测风速出现7级及以上风速时，若对大风进行分级检验，则较低风速的预报平均绝对误差小于较高风速；风向预报的平均绝对误差也大大降低，且误差都在45°以内，具有良好的参考性。
