非静力平衡模式的中尺度非均匀初始场试验和锋面模拟 被引量：4

1

作者 楼小凤 胡志晋 游来光 《气象学报》 CSCD 北大核心 1998年第1期55-67,共13页

用非静力平衡二维中β－γ尺度大气模式，选取１９８７年欧洲的一次冷锋过程为个例，以法国的静力平衡模式的模拟结果为初始场，选用５ｋｍ，２５ｋｍ，４５ｋｍ３种水平格距进行了水平范围为２０００ｋｍ的模拟，结果表明：（１）中尺... 用非静力平衡二维中β－γ尺度大气模式，选取１９８７年欧洲的一次冷锋过程为个例，以法国的静力平衡模式的模拟结果为初始场，选用５ｋｍ，２５ｋｍ，４５ｋｍ３种水平格距进行了水平范围为２０００ｋｍ的模拟，结果表明：（１）中尺度非静力平衡模式应用非均匀初始场，而不加人为的初始扰动是可行的；（２）扰动量的初始场中π′的精度要求很高，应严格符合静力平衡条件，否则就会产生严重误差，甚至在一个时步内改变垂直速度；（３）５ｋｍ，２５ｋｍ，４５ｋｍ３种格距的对比模拟表明，５ｋｍ格距的非静力平衡模式能模拟出锋面上的多个中β尺度对流，且垂直速度场分布与实际最接近，而后两种格距只能模拟出锋面上的大范围上升区，不能细致地描述锋面对流结构。 展开更多

关键词 非静力平衡模式 非均匀初始场 锋面模拟 中尺度

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静力平衡模式在中尺度大气模拟中的适用性问题 被引量：1

2

作者 胡志晋 包绍武 杨志伟 《气象学报》 CSCD 北大核心 1999年第1期96-102,共7页

静力平衡模式是目前数值天气预报的主要模式。近年来随着模式分辨率的提高，非静力平衡模式在中国的研制和ＭＭ５等模式的引进，从理论研究和应用的角度看，有必要对这两种模式在中尺度大气模拟中的适用性问题作细致的分析研究。本文从... 静力平衡模式是目前数值天气预报的主要模式。近年来随着模式分辨率的提高，非静力平衡模式在中国的研制和ＭＭ５等模式的引进，从理论研究和应用的角度看，有必要对这两种模式在中尺度大气模拟中的适用性问题作细致的分析研究。本文从理论上分析了静力平衡假定下重力波频率模拟的误差，指出其相对误差随Δｘ增大成平方的减少。当Δｘ≥２０ｋｍ时，相对误差小于４％，当Δｘ≤１０ｋｍ时，相对误差可能大于１６％。和一般顾名思义的概念不同，静力模式计算的重力波频率被夸大，计算的垂直加速度也由于略去惯性项而夸大。推导的准静力平衡模式，对静力平衡模式作了惯性项订正，个例试验也肯定了上述结果。 展开更多

关键词 静力平衡模式 中尺度 适用性 大气模拟

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中尺度非静力模式中常用气压分离技术的研究 被引量：1

3

作者 廖洞贤 孙岚 《大气科学》 CSCD 北大核心 2003年第2期203-211,共9页

分析了气压分离和不分离 ,在几种不同的层结情况下 ,垂直气压梯度的截断误差。结果表明 :基本场取法不当 ,会引起巨大的截断误差 ,甚至和不分离时相当 ;反之 ,则较小。根据计算 ,提出了一种取基本场的方法 ,在一定条件下 ,可以使气压偏... 分析了气压分离和不分离 ,在几种不同的层结情况下 ,垂直气压梯度的截断误差。结果表明 :基本场取法不当 ,会引起巨大的截断误差 ,甚至和不分离时相当 ;反之 ,则较小。根据计算 ,提出了一种取基本场的方法 ,在一定条件下 ,可以使气压偏差的垂直梯度的截断误差比不分离时的相应误差小一个量级 ,从而 ,可以取较小的垂直分辨率。 展开更多

关键词 中尺度非静力模式 气压分离 层结 垂直气压梯度的 截断误差

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北京地区中尺度非静力数值预报产品释用技术研究 被引量：19

4

作者 王迎春 刘凤辉 +4 位作者 张小玲 张朝林 孟燕军 托亚 梁丰 《应用气象学报》 CSCD 北大核心 2002年第3期312-321,共10页

在国家气象中心与北京市气象局联合开发的“北京地区中尺度数值预报业务系统”基础上 ,充分利用高分辨率中尺度数值预报产品和地面加密气象观测资料 ,分别使用统计和动力释用方法进行局地温度、风和北京市区空气污染状况的预报。试预报... 在国家气象中心与北京市气象局联合开发的“北京地区中尺度数值预报业务系统”基础上 ,充分利用高分辨率中尺度数值预报产品和地面加密气象观测资料 ,分别使用统计和动力释用方法进行局地温度、风和北京市区空气污染状况的预报。试预报结果表明 ,用卡尔曼滤波方法建立的温度和风的预报效果高于中尺度数值预报直接输出结果 ;使用中尺度数值预报结果作为一个简单的污染预报动力模式的气象背景场 ,进行了污染预报试验 ,结果表明该预报方法具有一定的预报能力 ,其中SO2 、NO2 、CO浓度的预报准确率在夏、秋、冬三季中均可达到 6 5 %以上。 展开更多

关键词 北京地区 中尺度非静力数值预报 释用技术 卡尔曼滤波 污染预报动力模式 温度 风

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GRAPES全球非静力大气模式的正规模分析 被引量：3

5

作者 王光辉 沈学顺 +1 位作者 胡江林 陈峰峰 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2009年第12期2964-2972,共9页

为分析数值模式动力学框架中不同波动的特性及对数值天气预报模式计算稳定性的影响,文章对GRAPES(Global/Regional Assimilation and PrEdiction System)全球非静力大气模式进行了正规模分析.首先,建立了静止大气状态下模式的线性化系统... 为分析数值模式动力学框架中不同波动的特性及对数值天气预报模式计算稳定性的影响,文章对GRAPES(Global/Regional Assimilation and PrEdiction System)全球非静力大气模式进行了正规模分析.首先,建立了静止大气状态下模式的线性化系统,并在适当的边界条件下将线性化系统分解成具有垂直与水平结构方程的本征值、本征函数耦合问题.然后在等温大气条件下,利用耦合问题的数值结果分析得出:GRAPES非静力模式除了有几乎和对应的静力模式一致的向东、向西传播的重力惯性波及向西传播的Rossby波外,还有一个向东、向西传播的声惯性波;特别是,只有当纵横比较大时,非静力模式对重力惯性波才会有显著影响. 展开更多

关键词 正规模 GRAPES非静力大气模式 重力惯性波 声惯性波 ROSSBY波

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中尺度大气模式MM5简介 被引量：36

6

作者 张金善 钟中 黄瑾 《海洋预报》 2005年第1期31-40,共10页

本文介绍了中尺度非静力大气模式 MM5 的动力框架、模式物理过程计算和参数化方法以及模式系统流程。

关键词 中尺度非静力大气模式 MM5 动力框架 模式物理过程 参数化 模式系统流程

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二维非静力平衡深厚湿倾斜对流数值模式设计与条件性对称不稳定数值试验 被引量：4

7

作者 宋晓亮 陆汉城 《大气科学》 CSCD 北大核心 2001年第4期503-514,共12页

设计了一个宜于研究深厚湿倾斜对流运动的二维非弹性非静力平衡数值模式。模式采用非静力平衡条件、非常值湍流扩散系数，并具有最优协调分辨率，弥补了以往条件性对称不稳定数值研究中的诸多缺陷。数值试验表明：模式运行稳定可信且对... 设计了一个宜于研究深厚湿倾斜对流运动的二维非弹性非静力平衡数值模式。模式采用非静力平衡条件、非常值湍流扩散系数，并具有最优协调分辨率，弥补了以往条件性对称不稳定数值研究中的诸多缺陷。数值试验表明：模式运行稳定可信且对深厚湿倾斜对流运动有较强的描述能力、在条件性对称不稳定条件下，扰动发展呈现为强倾斜环流特征，垂 直速度场有狭窄的强倾斜上升运动，与倾斜上升运动相伴有倾斜云带发展。诊断分析表明： 在扰动发展演化过程中，条件性对称不稳定演化为一种混合不稳定的形式存在。 展开更多

关键词 条件性对称不稳定 数值试验 二维非静力平衡条件 湿倾斜对流数值模式 湍流

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三维非静力二阶闭合PBL模式的初步研究 被引量：1

8

作者 张 燕 徐玉貌 《南京气象学院学报》 CSCD 北大核心 2002年第1期69-77,共9页

采用二阶距湍流闭合方案,建立了一个复杂地形下的三维非静力边界层预报模式。通过该模式,细致地模拟了北京地区的风、温时空变化和湍流场变化。结合地面、探空和气象塔的实测资料,进一步研究了该方案在三维空间上对平均场和湍流场的预... 采用二阶距湍流闭合方案,建立了一个复杂地形下的三维非静力边界层预报模式。通过该模式,细致地模拟了北京地区的风、温时空变化和湍流场变化。结合地面、探空和气象塔的实测资料,进一步研究了该方案在三维空间上对平均场和湍流场的预报模拟效能。结果表明该模式能较好地进行平均量和湍流量的模拟和预报。 展开更多

关键词 二阶矩湍流闭合 边界层模式 地形 三维非静力边界层预报模式 空气污染 风场 温度场 湍流场

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次天气尺度系统中的非地转运动和广义平衡模式 被引量：2

9

作者 胡伯威 《气象学报》 CSCD 北大核心 1997年第3期271-284,共14页

研究了宏观准静力的次天气尺度系统中非地转运动的机理。较以往更具体地揭露了在全运动的时间尺度远大于惯性重力波的前提下，各类强迫因子与非地转运动的旋转分量及辐散分量的关系。并证明上述“慢变化”前提在各种常见情况甚至包括几... 研究了宏观准静力的次天气尺度系统中非地转运动的机理。较以往更具体地揭露了在全运动的时间尺度远大于惯性重力波的前提下，各类强迫因子与非地转运动的旋转分量及辐散分量的关系。并证明上述“慢变化”前提在各种常见情况甚至包括几类熟见的强系统情况下都能满足。除了众所周知，强的准二维系统可允许传统形式的Ｒｏｓｓｂｙ数Ｒ０≡Ｕｆ０Ｌ≈○（１）以外，这里还证明水平尺度小但铅直方向深厚，并包容着强对流云群团的系统恰恰能容忍特别强的非绝热而保持慢变化。相应地，其中辐散运动可以只比旋转运动小“半个量级”。突破了迄今各类过滤模式对辐散运动的过严限制。在能满足慢演变的条件下，非地转高频波振幅总可被自然、及时地控制在可忽略的水平上，这表明慢演变与准平衡的一致性。按照严谨的尺度分析，在上述讨论的过程中顺势导出一个“广义平衡模式”。方程中含有强迫场的一阶时间导数项。虽然容许强非绝热和放宽对辐散风的限制，却能以最大限度（这个限度是固有的）的精确性描述滤除高频波的慢演变。这个模式必须屏弃“主导气流”与“次级气流”的区分，包含了一个辐散风倾向的诊断方程。 展开更多

关键词 天气尺度 非地转运动 广义平衡模式 准静力

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不同辐射传输方案对中尺度降水影响的对比分析 被引量：13

10

作者 周广强 赵春生 +1 位作者 丁守国 秦瑜 《应用气象学报》 CSCD 北大核心 2005年第2期148-158,共11页

在MM5非静力稳定中尺度气象模式中引进了建立在δ24流近似和相关2k分布基础上的对云水、雨水、冰晶和霰的辐射特性进行详细描述的辐射传输方案。新建立的辐射传输方案和MM5中原有的辐射传输方案在华南暴雨中的模拟结果相互比较,并与天... 在MM5非静力稳定中尺度气象模式中引进了建立在δ24流近似和相关2k分布基础上的对云水、雨水、冰晶和霰的辐射特性进行详细描述的辐射传输方案。新建立的辐射传输方案和MM5中原有的辐射传输方案在华南暴雨中的模拟结果相互比较,并与天气实况的对比表明辐射在中尺度暴雨中起着重要的作用;辐射传输方案对云辐射特性描述的准确程度对于地面降水影响是明显的;不同的辐射传输方案对地面降水的影响存在较大的差异,并且这些差异在白天比在夜间明显;辐射传输过程对地面降水影响的差异主要表现在降水中心上,而对降水的地理分布改变很小;相对而言,不同的辐射传输方案之间对短波描述的差异对地面降水的影响明显,而对长波描述差异的影响不大;新辐射传输方案能够在一定程度上改进MM5对中尺度降水的模拟能力。 展开更多

关键词 传输方案 降水影响 中尺度 对比分析 辐射特性 地面降水 MM5 气象模式 静力稳定 模拟结果 华南暴雨 传输过程 地理分布 模拟能力 对比表 冰晶 天气

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98.7特大暴雨的动力学及能量诊断分析 被引量：3

11

作者 冯伍虎 程麟生 《兰州大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2002年第4期131-137,共7页

利用非静力中尺度模式 MM5的客观分析资料对引起这次特大暴雨的可能机制进行了讨论 .指出 ,在“98.7”暴雨发生发展期间 ,梅雨锋系的冷 (暖 )锋后 (前 )部分别有与冷 (暖 )锋平行的 θse密集 (稀疏 )带 ,这表明θse能很好地反映气团与... 利用非静力中尺度模式 MM5的客观分析资料对引起这次特大暴雨的可能机制进行了讨论 .指出 ,在“98.7”暴雨发生发展期间 ,梅雨锋系的冷 (暖 )锋后 (前 )部分别有与冷 (暖 )锋平行的 θse密集 (稀疏 )带 ,这表明θse能很好地反映气团与梅雨锋扰动在地面附近的热力结构特征 .对该过程的三维空间动力学锋生函数进行的诊断结果发现 ,92 5 h Pa的锋生带与武汉及其周边地区的暴雨带相当接近 ,揭示了暴雨带与锋生强迫有一定的动力学关系 .而 85 0 h Pa的锋生分布为实际未来4 8h的累积降水量分布提供了可能预报依据 .从能量的观点来看 ,在暖锋区为高温、高湿和高能区 ,并且 。 展开更多

关键词 98.7特大暴雨 能量诊断 锋生函数 湿静能 稳定度 动力学机制 非静力中尺度模式 锋业分布 降水量

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台风影响下渤海及邻域海面风场演变过程的MM5模拟分析 被引量：17

12

作者 高山红 谢红琴 +2 位作者 吴增茂 林行 吴伟 《青岛海洋大学学报（自然科学版）》 CSCD 北大核心 2001年第3期325-331,共7页

在装有 L inux操作系统的 PC机上运行美国大气研究中心 ( NCAR)的非静力中尺度大气模式 MM5。运用 MM5的嵌套功能 ,以 30 km水平分辨率对台风 KAI- TAK( 2 0 0 0年第 4号 )影响渤海海区的时段进行数值模拟 ,同时给出了水平分辨率为 10 k... 在装有 L inux操作系统的 PC机上运行美国大气研究中心 ( NCAR)的非静力中尺度大气模式 MM5。运用 MM5的嵌套功能 ,以 30 km水平分辨率对台风 KAI- TAK( 2 0 0 0年第 4号 )影响渤海海区的时段进行数值模拟 ,同时给出了水平分辨率为 10 km的嵌套区内逐时的渤海海面风场。通过对台风中心位置、中心气压、风速分布与雨区分布等要素的模拟结果与实况的比较 ,证实该实验对台风过程的模拟较为成功。嵌套区内渤海海面风场也明显体现出了地形影响的特征。并尝试以T10 6格点资料的三维客观分析场结合高空及地面观测为模式提供初值场 ,6h/次预报场为模式提供时变边界条件 ,对渤海海面风场进行了 2 4 展开更多

关键词 台风 数值模拟 非静力中尺度大气模式 渤海 海面风场 大气 寒潮

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南海北部内孤立波生成对黑潮响应的初步研究 被引量：2

13

作者 郭大全 申辉 《海洋科学》 CAS CSCD 北大核心 2016年第2期136-144,共9页

为了研究南海北部黑潮入侵对内孤立波生成造成的影响,本研究在对合成孔径雷达图像处理分析的基础上,运用二维非静力模式,对南海北部内孤立波生成以及其对黑潮入侵的响应做了初步的模拟和分析。对4 a（2007~2010年）的合成孔径雷达（SAR... 为了研究南海北部黑潮入侵对内孤立波生成造成的影响,本研究在对合成孔径雷达图像处理分析的基础上,运用二维非静力模式,对南海北部内孤立波生成以及其对黑潮入侵的响应做了初步的模拟和分析。对4 a（2007~2010年）的合成孔径雷达（SAR）图像统计分析发现,内波出现频率呈现明显的季节变化。月平均数据表明,内波出现频率在5月到8月期间较高并在6月达到峰值,占全年总数的29%;而在11月到次年的2月份期间出现频率较低并在12月和1月达到最低,各占全年的0.5%。通过二维、非静力近似数值模拟研究发现：黑潮入侵引起的平流对吕宋海峡区域内孤立波的激发产生具有明显的影响。具体表现为,黑潮入侵引起的的西向平均流拉伸了内孤立波波形并加强内孤立波的能量的频散,使得大振幅内孤立波演变成多个分散的波动,波长变长、振幅变小。敏感性实验通过替换夏季温盐场为冬季温盐场,对模拟结果并无实质上的影响,表明冬夏季温盐场的差异并非是SAR观测内波出现频率呈季节变化的重要因素。 展开更多

关键词 内波 合成孔径雷达图像 二维非静力近似 MITgcm模式 黑潮

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中国内陆高原雷暴云底部正电荷区的形成机制 被引量：6

14

作者 曾凡辉 郭凤霞 +3 位作者 廉纯皓 甘明骏 黎奇 刘泽 《科学技术与工程》 北大核心 2019年第2期25-33,共9页

为了进一步了解中国内陆高原雷暴的特殊性,基于以往高原雷暴存在范围深厚的底部正电荷区的观测及模拟事实,利用三维完全可压缩非静力(WRF)模式对2017年6月20日一次内陆高原雷暴过程进行模拟,分析高原雷暴成熟阶段的底部正电荷结构特征;... 为了进一步了解中国内陆高原雷暴的特殊性,基于以往高原雷暴存在范围深厚的底部正电荷区的观测及模拟事实,利用三维完全可压缩非静力(WRF)模式对2017年6月20日一次内陆高原雷暴过程进行模拟,分析高原雷暴成熟阶段的底部正电荷结构特征;并从微物理和动力角度对其形成机制进行讨论。模拟结果表明,内陆高原地区雷暴云成熟阶段主要呈倾斜的三级性电荷结构;其中底部正电荷区的范围和电荷密度均较大。底部正电荷区主要是由霰和冰雹等固态大粒子与冰晶、雪晶等固态小粒子非感应碰撞起电携带的正电荷以及霰粒子与云滴之间的感应碰撞起电携带正电荷组成;此外霰粒子与雹粒子降落过程中融化成携带正电荷的雨滴也对深厚的底部正电荷区存在一定的作用。 展开更多

关键词 内陆高原 雷暴 三维完全可压缩非静力模式 电荷结构

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