基于局地多尺度能量涡度分析法(MS-EVA)的北半球夏季西太平洋MJO动能分析 被引量：4

1

作者 卢慧超 梁湘三 容逸能 《大气科学学报》 CSCD 北大核心 2017年第2期224-232,共9页

采用局地多尺度能量涡度分析法(MS-EVA)和基于MS-EVA的局地正则传输与不稳定性理论对北半球夏季MJO的动能变化进行了诊断分析。结果表明:1)引起对流层上层和下层MJO动能变化的主要影响因素是有效位能转换和气压梯度力做功,其中有效位能... 采用局地多尺度能量涡度分析法(MS-EVA)和基于MS-EVA的局地正则传输与不稳定性理论对北半球夏季MJO的动能变化进行了诊断分析。结果表明:1)引起对流层上层和下层MJO动能变化的主要影响因素是有效位能转换和气压梯度力做功,其中有效位能转换在对流中心以北有明显的正的大值带,是MJO的主要动能源;气压梯度力做功则主要是将从有效位能转换而来的动能在空间重新分布。2)引起对流层中下层MJO动能变化的主要因素是动能跨尺度传输作用,其中大尺度向MJO尺度的跨尺度传输在对流中心附近表现为明显的正值,因此是该高度上MJO的动能源,并受5~15°N区域上空正压不稳定制约。3)MJO与天气尺度系统间的动能传输则主要表现为MJO的动能汇,其与MJO环流场分布以及MJO对天气尺度波动动量通量的平流输送有关。 展开更多

关键词 MJO(Madden-Julian Oscillation) 多尺度能量涡度分析(ms-eva) 多尺度子空间变换 正则传输 MJO动能 西太平洋

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98.7暴雨中尺度系统发展的视涡源涡度变率诊断分析

2

作者 文莉娟 程麟生 冯伍虎 《兰州大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2002年第2期177-184,共8页

利用 MM5输出的高分辨率资料和视涡源与总涡源诊断方程对“98.7”特大暴雨的涡度场、视涡源、总涡源进行了诊断分析 .结果揭示 :此次暴雨的发生和发展与其视涡源、总涡源的生成和发展直接相关 .正视涡源柱和总涡源柱的存在及强烈发展是... 利用 MM5输出的高分辨率资料和视涡源与总涡源诊断方程对“98.7”特大暴雨的涡度场、视涡源、总涡源进行了诊断分析 .结果揭示 :此次暴雨的发生和发展与其视涡源、总涡源的生成和发展直接相关 .正视涡源柱和总涡源柱的存在及强烈发展是强暴雨中尺度系统发生发展的主要动力机制 ,这种机制有利于突发性特大暴雨发生 .暴雨的落区基本处于视涡源、总涡源中心位置的下方 .因而 。 展开更多

关键词 98.7暴雨 中尺度系统 发展 视涡源 涡度变率 诊断分析 突发性特大暴雨 总涡源 动力机制

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热带气旋外围环流中次天气尺度系统及其与天气尺度系统相互作用的诊断分析 被引量：4

3

作者 万齐林 《热带气象学报》 CSCD 1991年第4期372-378,共7页

本文应用带通滤波的方法,分离出热带气旋外围环流中的天气尺度和次天气尺度系统。发现热带气旋外围强降水与低层次天气尺度系统的辐合关系相当密切。文中还计算了两种尺度系统间的动能和涡度转换。得出:在650hPa以上基本上是天气尺度系... 本文应用带通滤波的方法,分离出热带气旋外围环流中的天气尺度和次天气尺度系统。发现热带气旋外围强降水与低层次天气尺度系统的辐合关系相当密切。文中还计算了两种尺度系统间的动能和涡度转换。得出:在650hPa以上基本上是天气尺度系统向次天气尺度系统提供动能,在650hPa以下基本上是次天气尺度系统向天气尺度系统提供动能,整层积分的结果是天气尺度系统向次天气尺度系统提供动能。在900hPa和400hPa之间的涡度转换为次天气尺度系统向天气尺度系统转换,即涡度转换的结果是使得次天气尺度系统气旋性减弱,天气尺度系统气旋性增强。900hPa以下和400hPa以上则相反。整层积分的结果是次天气尺度系统向天气尺度系统提供正涡度。 展开更多

关键词 次天气尺度系统 涡度 环流场 诊断分析 辐合 云系 暴雨过程 格点资料 螺旋云带 中低层

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华北平原一次中尺度对流系统分析 被引量：21

4

作者 吕胜辉 高艳红 刘伟 《高原气象》 CSCD 北大核心 2005年第2期268-274,共7页

2002年6月1日在华北平原发生了β尺度的中尺度对流系统(MβCSs)。利用气象常规资料的客观分析产品对这次过程进行了分析, 结果表明, 在高空东北冷涡影响下, 华北平原的东北方向出现急流, MβCSs发生在急流右侧的风速切变区中; 由于高空... 2002年6月1日在华北平原发生了β尺度的中尺度对流系统(MβCSs)。利用气象常规资料的客观分析产品对这次过程进行了分析, 结果表明, 在高空东北冷涡影响下, 华北平原的东北方向出现急流, MβCSs发生在急流右侧的风速切变区中; 由于高空正涡度平流、低空负涡度平流的共同作用,高空辐散, 低空辐合, 使对流层中层的上升运动得以维持; 华北平原低空水汽通量辐合,有源源不断的水汽供应; 高层总能量减少, 低层总能量增加, 使华北平原在垂直方向有大量的不稳定能量积聚。以上分析表明: 华北平原具备了对流产生的动力和热力条件。该文揭示了MβCSs产生的原因, 并为以后进一步做好MβCSs的预报总结了经验。 展开更多

关键词 中尺度对流系统 对流稳定度 涡度平流 温度平流 总能量

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基于LBM的壁湍流跨尺度能量传递结构统计 被引量：2

5

作者 高铨 邱翔 +2 位作者 夏玉显 李家骅 刘宇陆 《力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第5期1257-1267,I0001,共12页

壁湍流不同尺度间能量传输特性存在着明显的各向异性,了解能量不同尺度间传递的空间分布是进一步构造高保真各向异性大涡模拟亚格子模式的前提.基于格子Boltzmann数值(lattice Boltzmann method,LBM)模拟方法对雷诺数Re_(τ)=180的槽道... 壁湍流不同尺度间能量传输特性存在着明显的各向异性,了解能量不同尺度间传递的空间分布是进一步构造高保真各向异性大涡模拟亚格子模式的前提.基于格子Boltzmann数值(lattice Boltzmann method,LBM)模拟方法对雷诺数Re_(τ)=180的槽道湍流进行直接数值模拟.结果与公开的槽道湍流数据库进行对比,平均速度剖面、雷诺应力和脉动速度均方根均取得了较好的一致性,验证了LBM方法模拟槽道湍流的可靠性.对模拟后的数据采用空间滤波方法得到不同尺度间能量交换量的空间分布场,结合结构识别捕捉方法——聚类分析法对不同尺度间能量传输结构的空间分布特性进行了分析.结果表明尺度间能量传输结构在全流场物理空间中主要为小尺寸结构,结构的体积概率密度呈现出-4/5幂律,按结构距壁面最小距离以结构距壁面距离又可将结构划分为附着结构和分离结构,其中附着结构以较小的数量占比达到了较高的体积占比,表明附着结构多为大尺寸结构,进一步的对附着结构的统计表明结构在尺寸上存在着一定的幂律关系,表明不同尺度间能量输运结构也具有Townsend提出的附面涡的自相似性,最后对能量正反传附着结构的成对特性研究发现,能量正传-反传结构对倾向于沿展向并排排列. 展开更多

关键词 槽道湍流 空间滤波方法 尺度尺度能量输运 聚类分析方法 附面涡模型

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我国南方MCC的涡度、水汽和热量收支平衡 被引量：20

6

作者 康凤琴 肖稳安 《高原气象》 CSCD 北大核心 2001年第3期333-339,共7页

采用合成分析方法 ,将我国南方中尺度对流复合体的生命史划分为 7个子阶段 ,详细探讨MCC演变过程中的涡度、水汽和热量收支平衡演变特征 ,着重分析了中小尺度系统在MCC过程中的作用。结果表明 :( 1)在MCC过程中 ,中γ尺度和中 β尺度系... 采用合成分析方法 ,将我国南方中尺度对流复合体的生命史划分为 7个子阶段 ,详细探讨MCC演变过程中的涡度、水汽和热量收支平衡演变特征 ,着重分析了中小尺度系统在MCC过程中的作用。结果表明 :( 1)在MCC过程中 ,中γ尺度和中 β尺度系统活动是引起涡度不平衡的重要原因。( 2 )在MCC初始阶段有中小尺度对流系统消耗MCC的水汽、热量而积极活动 ,造成MCC的视热汇、视水汽汇。成熟阶段的源区域表明有中小尺度系统的活动造成MCC的视热源、视水汽源 ,这是MCC具有长生命史的原因。MCC后期 ,中小尺度对流系统活动造成的视水汽汇和视热汇 ,与有利的大尺度天气条件的逐渐消亡 ,使MCC渐渐消失。 ( 3 )MCC的形成和启动受大尺度环境场的控制 ;一旦MCC开始活动 ,对流层低层、中层的中尺度对流系统活动对MCC的发展与持续过程有十分重要的作用 ;在MCC前期 ,中小尺度对流活动消耗MCC的总能量而启动 ;在成熟阶段中小尺度对流活动释放总能量造成了MCC的长生命史 ;MCC后期 ,大形势发生改变 (如位势不稳定度的变化等 ) ,积云对流活动和(或 )中尺度对流活动的作用与大尺度形势趋势一致 ,致使MCC消亡。 ( 4 )在MCC前期 ,潜热释放是主要加热因子 ;而后对流垂直输送水汽和热量的作用比对流凝结加热的作用大。 展开更多

关键词 中尺度对流复合体 合成分析 中国 南方 涡度 水汽 热量 收支平衡

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一次典型的平流层爆发性增温中的局地多尺度洛伦兹循环 被引量：2

7

作者 徐芬 梁湘三 《大气科学学报》 CSCD 北大核心 2020年第2期336-346,共11页

利用一种新的工具,多尺度子空间变换(MWT),以及基于MWT的局地多尺度能量与涡度分析(MS-EVA)与Lorenz循环诊断方法,对2009年1月中下旬平流层发生的一次强爆发性增温(SSW)事件的内在动力学过程进行了研究。首先用MWT将各个场重构于三个尺... 利用一种新的工具,多尺度子空间变换(MWT),以及基于MWT的局地多尺度能量与涡度分析(MS-EVA)与Lorenz循环诊断方法,对2009年1月中下旬平流层发生的一次强爆发性增温(SSW)事件的内在动力学过程进行了研究。首先用MWT将各个场重构于三个尺度子空间,即平均尺度、爆发性增温尺度(或SSW尺度)和天气尺度子空间上。结果表明,极地迅速增长的温度主要是由于SSW尺度子空间上极区内的斜压不稳定引起的正则传输(有效位能从平均尺度子空间传输到SSW尺度子空间)造成的,显著增加的有效位能(APE)转换到了SSW尺度子空间的动能(KE)中,加之快速增温前极区内正压不稳定引起的正则传输(动能从平均尺度子空间传输到SSW尺度子空间)的作用,共同导致了极夜急流的反转。 展开更多

关键词 平流层爆发性增温 极夜急流 多尺度子空间变换(MWT) 局地多尺度能量与涡度分析(ms-eva) 正则传输

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山地复杂下垫面湍流特征观测分析 被引量：11

8

作者 杨胜朋 吕世华 +2 位作者 陈玉春 奥银焕 蒋熹 《高原气象》 CSCD 北大核心 2008年第2期272-278,共7页

利用谱方法和能量闭合度分析等方法,对兰州市皋兰山2006年夏季和2005年冬季涡度相关系统测定的湍流数据质量进行了分析,结果表明:4个观测点测定的三维风速、空气温度的功率谱在惯性副区都符合"-2/3"定律,垂直风速和温度的协... 利用谱方法和能量闭合度分析等方法,对兰州市皋兰山2006年夏季和2005年冬季涡度相关系统测定的湍流数据质量进行了分析,结果表明:4个观测点测定的三维风速、空气温度的功率谱在惯性副区都符合"-2/3"定律,垂直风速和温度的协谱在惯性副区也基本符合"-4/3"定律。4个观测点都存在能量平衡不闭合现象,夏季观测点绿化地和裸地能量平衡比率(EBR)分别为66%和94%,冬季绿化地和裸地的EBR分别为62%和84%;裸地观测点的闭合程度明显好于绿化地。本文还讨论了能量闭合度的日变化特征及各个观测点的地表能量收支状况。 展开更多

关键词 皋兰山 涡度相关 谱分析 能量平衡闭合

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2003年10月河北省沧州秋季暴雨成因分析 被引量：24

9

作者 王淑云 寿绍文 刘艳钗 《气象》 CSCD 北大核心 2005年第4期69-72,共4页

通过对2 0 0 3年1 0月1 0日夜间发生在沧州的秋季大暴雨过程的影响系统、触发机制、稳定度以及涡度、散度、垂直速度等物理量的分析,发现此次暴雨过程前后大气层结一直稳定,属于稳定型降水;能量积聚小于夏季,但是高低空急流较强,所配合... 通过对2 0 0 3年1 0月1 0日夜间发生在沧州的秋季大暴雨过程的影响系统、触发机制、稳定度以及涡度、散度、垂直速度等物理量的分析,发现此次暴雨过程前后大气层结一直稳定,属于稳定型降水;能量积聚小于夏季,但是高低空急流较强,所配合物理量不小于夏季,暴雨出现在低层辐合高层辐散的强垂直运动上升区,表明急流为暴雨提供了很好的水汽及动力条件。 展开更多

关键词 2003年10月 成因分析 秋季暴雨 沧州 河北省 大暴雨过程 高低空急流 影响系统 触发机制 垂直速度 大气层结 能量积聚 垂直运动 低层辐合 动力条件 物理量 稳定度 稳定型 夏季 涡度 散度 降水 上升 水汽

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斯里兰卡穹顶的演变过程及其能量学特征

10

作者 马宇 王卫强 +1 位作者 游庆龙 辛红雨 《热带海洋学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第5期1-16,共16页

文章基于混合坐标海洋模式(hybrid coordinate ocean model,HYCOM)等多套再分析资料,研究了气候态斯里兰卡穹顶(Sri Lanka Dome,SLD)的演变过程及其能量学特征。研究显示,SLD有两次从发展、成熟至减弱的过程,相伴随的是其涡动能(eddy ki... 文章基于混合坐标海洋模式(hybrid coordinate ocean model,HYCOM)等多套再分析资料,研究了气候态斯里兰卡穹顶(Sri Lanka Dome,SLD)的演变过程及其能量学特征。研究显示,SLD有两次从发展、成熟至减弱的过程,相伴随的是其涡动能(eddy kinetic energy,EKE)也出现两次峰值。在第一次发展阶段(5月23日—6月10日),SLD在斯里兰卡的东南部开始发展,并逐渐移向东部,伴随着面积和强度逐渐增大。在此过程中,风应力持续输入EKE,海洋不稳定过程使得平均流能量转化为EKE和涡势能(eddy available potential energy,EPE),以及西南季风流(southwest monsoon current,SMC)的平流作用,均使得SLD迅速加强。在成熟阶段(6月11—22日),SLD位于斯里兰卡东部,风应力做功和涡流相互作用的增强使得SLD区域内的EKE和EPE达到第一个峰值。在减弱阶段(6月23日—7月20日),SLD向西北移动,由于平流项引起EKE和EPE的耗散,加上风应力做功和斜压不稳定显著减小,使得SLD区域的EKE和EPE衰减,强度显著减小。而在稳定阶段(7月21日—8月14日),SLD移至斯里兰卡东北部,风应力做功,压强做功和涡流相互作用较弱,使得SLD的强度始终维持一个较弱的水平。在第二次发展阶段(8月15—25日),SLD北移,伴随着风应力做功和压强做功的增强,其强度增大。在消亡阶段(8月26日—9月5日),海洋不稳定过程使得EKE和EPE转化为平均流能量,导致SLD逐渐消亡。因此,风应力做功、涡流相互作用、压强做功以及源自SMC的平流作用是控制SLD演变的主要因子。 展开更多

关键词 斯里兰卡穹顶 涡流相互作用 能量学分析 中尺度涡 西南季风漂流

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一种带通滤波方法及其初步应用 被引量：8

11

作者 党人庆 万志强 《气象科学研究院院刊》 CSCD 北大核心 1989年第1期29-34,共6页

本文将Barnes-Shapiro类的低通滤波方法作了改进,成为带通滤波分析方法,它具有较好的中尺度带通响应。用此方法对1980年5月和6月我国的9个中尺度云团个例作了地面要素场分析。结果表明,带通滤波后的场具有较明显的中尺度特征,其中有一... 本文将Barnes-Shapiro类的低通滤波方法作了改进,成为带通滤波分析方法,它具有较好的中尺度带通响应。用此方法对1980年5月和6月我国的9个中尺度云团个例作了地面要素场分析。结果表明,带通滤波后的场具有较明显的中尺度特征,其中有一些场的配置与6小时后的云团位置及强度有较好的关系。 展开更多

关键词 中尺度系统 带通滤波 地面图 相当位温 涡度 辐合区 尺度分析 天气尺度 辐合中心 物理量场

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