不同边界层参数化方案对一次梅雨锋暴雨过程湍流交换特征模拟的影响 被引量：6

1

作者 沈新勇 马铮 +1 位作者 郭春燕 李小凡 《热带气象学报》 CSCD 北大核心 2017年第6期793-811,共19页

利用WRF模式结合不同的边界层参数化方案,对2007年7月3—5日发生在江淮流域的一次梅雨锋暴雨过程进行多组数值模拟试验。结果发现,边界层方案的选取对于降水的落区和强度模拟会产生较显著的影响;在降水率及地面要素的模拟上,各方案在降... 利用WRF模式结合不同的边界层参数化方案,对2007年7月3—5日发生在江淮流域的一次梅雨锋暴雨过程进行多组数值模拟试验。结果发现,边界层方案的选取对于降水的落区和强度模拟会产生较显著的影响;在降水率及地面要素的模拟上,各方案在降水中后期的模拟差异明显大于降水发生阶段;不同边界层方案的选取对于降水时段内的水平风场、垂直运动和假相当位温的垂直分布都产生影响,直接影响降水时空分布的模拟;不同方案都模拟出了在降水发生之后不同于晴空日变化的湍流动能垂直分布,经分析发现与局地较强的垂直风切变和近地面强湍流气团被抬升有关,而浮力项起着耗散作用;各方案的湍流交换特征与湍流动能特征基本吻合,相比于其他方案,MYJ方案在降水区域的湍流动能及湍流交换强度明显偏弱,对热通量的输送也偏弱;GBM方案在边界层内的湍流混合偏弱而在边界层以上湍流混合显著偏强,热通量输送在边界层以上的高度上误差明显,影响了对降水区域气象要素的模拟能力,仍需要进一步改进。 展开更多

关键词 WRF模式 边界层参数化方案 梅雨暴雨 湍流动能 湍流交换

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湍流交换系数的水平非均匀对Ekman抽吸的影响研究 被引量：3

2

作者 潘益农 伍荣生 王元 《南京大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2001年第6期773-780,共8页

利用地转动量近似理论 ,讨论了湍流交换系数 (K)存在水平非均匀的条件下 ,边界层顶Ekman抽吸 ,研究表明 :K的水平变化对Ekman抽吸有明显的影响 ,这种影响决定于边界层内的气压场、边界层顶的风场和K的梯度之间的关系 ,在气旋性涡旋中 ,... 利用地转动量近似理论 ,讨论了湍流交换系数 (K)存在水平非均匀的条件下 ,边界层顶Ekman抽吸 ,研究表明 :K的水平变化对Ekman抽吸有明显的影响 ,这种影响决定于边界层内的气压场、边界层顶的风场和K的梯度之间的关系 ,在气旋性涡旋中 ,当K由涡旋中心向外增大时 ,它增加边界层顶的Ekman抽吸 ,反之 ,减少Ekman抽吸 .Ekman抽吸增加的幅度与K的梯度值有关 。 展开更多

关键词 湍流交换系数 水平非均匀 EKMAN抽吸 边界层 地转动量近似理论 大气动力学

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地形和湍流交换非均匀对边界层Ekman抽吸的影响 被引量：3

3

作者 郑启康 王元 伍荣生 《南京大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2007年第6期589-596,共8页

利用地转动量近似理论,讨论地形和湍流交换系数K存在水平不均匀的条件下,获得了边界层顶Ekman抽吸的解析结果和动力特征.研究表明:在不考虑地形强迫情况下,湍流交换系数的水平变化对Ekman抽吸有明显的影响,而且这种影响的强弱与Rossby... 利用地转动量近似理论,讨论地形和湍流交换系数K存在水平不均匀的条件下,获得了边界层顶Ekman抽吸的解析结果和动力特征.研究表明:在不考虑地形强迫情况下,湍流交换系数的水平变化对Ekman抽吸有明显的影响,而且这种影响的强弱与Rossby数大小有关.而在地形与湍流交换系数的共同作用下,地形的影响是边界层顶的垂直速度分布的主导性因素. 展开更多

关键词 地形 湍流交换系数 EKMAN抽吸

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非中性条件下湍流交换的研究

4

作者 方长明 《北京林业大学学报》 CAS 1988年第A02期71-79,共9页

植物群体与其周围大气间的气体交换受其表面湍流边界层所制约。对非中性条件下的湍流交换,虽由众多的研究者进行了长时间的探索,但未得到一致的普适解,因为每一实验地点都会导入稍微不同的“常数”值(Thom等,1975)。对非中性条件下湍流... 植物群体与其周围大气间的气体交换受其表面湍流边界层所制约。对非中性条件下的湍流交换,虽由众多的研究者进行了长时间的探索,但未得到一致的普适解,因为每一实验地点都会导入稍微不同的“常数”值(Thom等,1975)。对非中性条件下湍流交换的机理还很不清楚,推测和解释上分歧甚多。本文试就这方面的研究现状作一介绍和讨论。 展开更多

关键词 非中性条件 湍流交换 植物群体 气体交换

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广州地区典型清洁与污染过程的大气湍流与物质交换特征 被引量：38

5

作者 邓雪娇 李菲 +2 位作者 吴兑 谭浩波 邓涛 《中国环境科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第9期1424-1430,共7页

利用2004年5月至2005年8月在广州番禺观测的一套陆气相互作用资料，结合污染物浓度资料分析广州地区污染过程与清洁过程的湍流交换特征，重点分析了近地层稳定度、风、湍流能量、物质通量与污染物的关系．分析表明平均风速与平均湍流能... 利用2004年5月至2005年8月在广州番禺观测的一套陆气相互作用资料，结合污染物浓度资料分析广州地区污染过程与清洁过程的湍流交换特征，重点分析了近地层稳定度、风、湍流能量、物质通量与污染物的关系．分析表明平均风速与平均湍流能量的相关系数高达0．9以上，风速越大湍流能量也越大；污染物浓度与平均风速、湍流能量的相关性较高，其次是与水汽通量，均呈显著的负相关关系．污染过程期间平均风速、湍流能量与水汽通量仅为清洁过程的0．48、0．59、0．51倍，不利于污染物平流与扩散的气象条件降低一半，导致污染物的累积可达3-6倍．污染过程期间污染物之间存在较好的相关，尤其是PM10与NO2之间的相关性较高；而在清洁过程期间，污染物之间的相关性显著下降，PM10与NO2之间的相关性很低． 展开更多

关键词 污染过程与清洁过程 湍流交换特征 广州

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华南沿海暖海雾过程中的湍流热量交换特征 被引量：37

6

作者 黄健 王斌 +6 位作者 周发琇 黄菲 吕卫华 黄敏辉 黄辉军 杨永泉 毛伟康 《大气科学》 CSCD 北大核心 2010年第4期715-725,共11页

湍流交换是海雾中的关键物理过程,在海雾的热量和水汽平衡过程中起重要作用。本文根据2007年3月24～25日一次海雾的外场观测数据,分析了海雾过程中近海面湍流热量交换特征;并在区分风切变机械湍流与雾顶长波辐射冷却热力湍流的基础上,... 湍流交换是海雾中的关键物理过程,在海雾的热量和水汽平衡过程中起重要作用。本文根据2007年3月24～25日一次海雾的外场观测数据,分析了海雾过程中近海面湍流热量交换特征;并在区分风切变机械湍流与雾顶长波辐射冷却热力湍流的基础上,着重分析了两种不同性质的湍流对海雾发展和维持的作用。结果表明:(1)本次海雾是在西南低压和变性冷高压的控制下,来自南海东部暖水区的空气平流在近岸冷海面上形成的暖海雾;暖海雾中的湍流热量交换过程比冷海雾更为复杂;(2)在暖海雾的形成和消散阶段,风切变机械湍流的热量输送起主要作用;而在发展和维持阶段,既有风切变机械湍流的热量输送作用,也有雾顶长波辐射冷却热力湍流的热量输送作用;(3)风切变机械湍流向冷海面输送热量,对近海面空气起到降温和增湿作用;热力湍流同样向冷海面输送热量,但对雾层起到增温和降湿作用;(4)暖海雾中的湍流热量交换机制与雾层的非充分混合结构有密切关系。 展开更多

关键词 暖海雾 湍流热量交换 风切变 雾顶长波辐射冷却

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考虑垂直湍流和水平流动热交换的空气温度计算模型 被引量：1

7

作者 张磊 孟庆林 《华南理工大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第12期47-51,共5页

为了解决城市区域近地层空气温度的计算问题,将近地层空气在垂直方向上划分为若干层,针对每一层空气建立能量平衡方程,在方程中考虑了垂直方向上的湍流热交换作用和水平方向上的来流空气热交换作用,通过与下垫面和建筑墙面能量方程的联... 为了解决城市区域近地层空气温度的计算问题,将近地层空气在垂直方向上划分为若干层,针对每一层空气建立能量平衡方程,在方程中考虑了垂直方向上的湍流热交换作用和水平方向上的来流空气热交换作用,通过与下垫面和建筑墙面能量方程的联合求解可以得到近地层空气温度的垂直分布.采用广州地区小尺度区域(水平范围小于500m)和大尺度区域(水平范围大于1000m)夏季的测试结果对模型计算结果进行验证.结果表明,模型计算结果与测试结果比较接近,小尺度区域比较样本中最大相对误差为4.18%,说明该模型在预测城市区域近地层空气温度方面具有一定的准确性,可以用于城市热岛和热环境的理论分析. 展开更多

关键词 湍流热交换 城市热环境 近地层 空气温度 计算模型

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湍流中的热交换

8

作者 蔡国琰 《大连理工大学学报》 EI CAS 1963年第1期125-140,共16页

热交換的理論和实驗研究表明:貼近物体表面的流層中的湍流脈动,对于具有大普朗特数的流体中的热交換的影响是很大的。普朗特——泰勒的二層热交換理論(將流动分为層流底層和湍流核)沒有將上述因素考虑進去,因而他們的理論只有在普郎特... 热交換的理論和实驗研究表明:貼近物体表面的流層中的湍流脈动,对于具有大普朗特数的流体中的热交換的影响是很大的。普朗特——泰勒的二層热交換理論(將流动分为層流底層和湍流核)沒有將上述因素考虑進去,因而他們的理論只有在普郎特数接近于一的情况下才适用。卡蔓最先考虑到流体中分子交換过程和流体微团变換过程的相互作用,并部分地考虑到这种相互作用对流态的影响。 展开更多

关键词 普朗特数 流体 温度分布 表达式 常数 温度场 数学 速度分布 分布(力学) 湍流交换系数 壁面

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极地冰区海-气湍流热量交换的研究综述

9

作者 张功 韩博 +1 位作者 杨清华 陈枫壕 《高原气象》 2025年第5期1123-1132,共10页

全球变暖导致南极与北极海冰发生了快速变化,并引起了一系列气候反馈。在这些反馈过程中,极区海-气湍流热量交换起到了关键作用。太阳辐射作为极区海表能量的主要来源,主要用于海冰融化和海-气热量交换,但海冰较高的反照率导致其对辐射... 全球变暖导致南极与北极海冰发生了快速变化,并引起了一系列气候反馈。在这些反馈过程中,极区海-气湍流热量交换起到了关键作用。太阳辐射作为极区海表能量的主要来源,主要用于海冰融化和海-气热量交换,但海冰较高的反照率导致其对辐射的吸收较小。海-气热量交换受海表与大气的温度梯度、湿度梯度等影响,海冰边缘区以显热为主,距离海冰较远处以潜热为主,在北极以显热为主,而在南极以潜热为主,并且南北极的海-气热量通量均具有季节性特征。海冰在一定程度上会阻碍海-气的热量交换。因此,准确的海冰区海-气湍流热量交换参数化是模拟海-气相互作用关键,但受极区环境的限制,现场观测资料仍然极度稀缺,精确刻画海冰区的海-气湍流交换依然极具挑战性。在未来研究中,应加强极区海气通量的观测网络建设,尤其是海冰区的原位观测,这对深刻理解极区海气作用对气候变化的影响,降低气候模式的不确定性至关重要。其次,充分考虑海冰的动力与热力因素,进一步优化参数化方案,或研发新模型,提高模拟精度。再者,明确海冰区波浪对海-气湍流热量交换的影响,补充研究的空白。最后,进一步评估极区海-气湍流热量交换对气候变化的贡献,深入揭示极区海洋对气候变化的反馈机制。 展开更多

关键词 海-气湍流交换 能量收支 海冰边缘区 走航观测

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太湖生态系统能量闭合特征及其影响因素 被引量：10

10

作者 王伟 申双和 +4 位作者 刘寿东 张弥 肖薇 王咏薇 李旭辉 《生态学报》 CAS CSCD 北大核心 2017年第18期5935-5950,共16页

地表能量不闭合不仅限制了涡度相关观测数据在陆面模型发展和验证等应用性研究中的价值,还给生态系统CO2源汇特征辨析带来不确定性。基于太湖避风港站2012年涡度相关通量、辐射、气象和水温梯度观测数据,分析了太湖能量闭合的多尺度(小... 地表能量不闭合不仅限制了涡度相关观测数据在陆面模型发展和验证等应用性研究中的价值,还给生态系统CO2源汇特征辨析带来不确定性。基于太湖避风港站2012年涡度相关通量、辐射、气象和水温梯度观测数据,分析了太湖能量闭合的多尺度(小时、日和月)时间变化特征,阐述了大气稳定度、摩擦风速和湖风对太湖能量闭合状况的影响。结果表明:太湖小时尺度的能量闭合度为0.59,且昼夜差异较小;日尺度的能量闭合度为0.73,在内陆水体观测结果中处于中等水平;月平均能量闭合度呈现冬季高、夏季低的季节变化特征;年平均时太湖仍有27%的能量不闭合。因摩擦风速减小,太湖能量闭合度在大气极不稳定条件下要比弱不稳定条件下结果低0.3;对于太湖这类大型浅水湖泊,其能量闭合度全天都受动力湍流交换强度制约,能量闭合度随摩擦风速增大而显著提高;虽然湖风发生使太湖小时尺度的能量闭合度降低了0.1,但其影响在日尺度上并不明显。 展开更多

关键词 太湖 能量不闭合 涡度相关 湍流交换 大气稳定度

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山地边界层急流的观测特性及其成因分析 被引量：16

11

作者 郝为锋 苏晓冰 +1 位作者 王庆安 寇正 《气象学报》 CSCD 北大核心 2001年第1期120-128,共9页

分析浙江上虞丘陵山区边界层风、温实测资料 ,发现在高压形势下 ,该地边界层急流具有频发性和显著特征。分析表明 ,丘陵山区地形热力差异导致的气层斜压性 ,起因于湍流强度日变化的惯性振荡 ,以及湍流交换引起的动量下传 ,是该地边界层... 分析浙江上虞丘陵山区边界层风、温实测资料 ,发现在高压形势下 ,该地边界层急流具有频发性和显著特征。分析表明 ,丘陵山区地形热力差异导致的气层斜压性 ,起因于湍流强度日变化的惯性振荡 ,以及湍流交换引起的动量下传 ,是该地边界层急流产生的重要机制 ;而丘陵山区特有的空悬逆温的发生发展 。 展开更多

关键词 边界层急流 斜压性 空悬逆温 湍流交换 成因 风

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一次高压型海雾中的液态含水量演变特征 被引量：15

12

作者 李晓娜 黄健 +2 位作者 申双和 刘寿东 吕卫华 《热带气象学报》 CSCD 北大核心 2010年第1期79-85,共7页

2008年3月16—17日在粤西电白出现了一次在高压天气系统控制下的海雾过程。利用这次海雾的综合观测数据,分析了这一高压型海雾的液态含水量演变特征,讨论了液态含水量与雾滴平均直径和数密度以及气温、风速、湍流交换等的关系。结果显示... 2008年3月16—17日在粤西电白出现了一次在高压天气系统控制下的海雾过程。利用这次海雾的综合观测数据,分析了这一高压型海雾的液态含水量演变特征,讨论了液态含水量与雾滴平均直径和数密度以及气温、风速、湍流交换等的关系。结果显示:(1)海雾有发展-消散-再发展的准周期性变化特征;(2)海雾过程中的雾滴数有显著的变化,而雾滴平均直径的变化较小;雾滴数变化对海雾的发展、消散起主要作用;(3)在海雾生成和发展阶段,空气的冷却机制起主要作用;而在海雾的维持阶段冷却机制的作用并不明显;(4)在雾的生成阶段,弱湍流交换有利于雾的生成;而在雾的发展和维持阶段,湍流交换减弱,液态水增长,反之液态水减少。湍流交换的强、弱与海雾发展-消散-再发展的周期性变化有密切关系。 展开更多

关键词 高压型海雾 液态含水量 雾滴数密度 雾滴平均直径 湍流交换

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边界层方案对华北一次污染过程模拟的影响 被引量：9

13

作者 王继康 张碧辉 +1 位作者 张恒德 吕梦瑶 《中国环境科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第1期61-71,共11页

采用WRF模式中YSU、MYJ和ACM2 3种边界层参数化方案,利用WRF模式和空气质量模式CAMx对2015年11月11～15日发生在京津冀地区的一次污染过程进行了模拟,同时利用地面气象要素、风廓线、秒探空和空气质量观测数据对3种参数化方案下的模拟... 采用WRF模式中YSU、MYJ和ACM2 3种边界层参数化方案,利用WRF模式和空气质量模式CAMx对2015年11月11～15日发生在京津冀地区的一次污染过程进行了模拟,同时利用地面气象要素、风廓线、秒探空和空气质量观测数据对3种参数化方案下的模拟结果进行了验证对比.一种基于临界垂直湍流交换系数确定边界高度的方法被用于对比3种参数化方案之间垂直扩散能力的差异.结果表明,MYJ方案对10m风速高估最大(平均高估0.66m/s),对2m温度和2m湿度低估最小,YSU和ACM2方案对地面气象要素的模拟效果相近;ACM2方案对于边界层内垂直廓线模拟效果优于YSU和MYJ方案,但是3种参数化方案对边界层内风速均存在高估(高估可达2.6m/s);基于临界垂直湍流交换系数方法定义的边界层高度更能反映大气的垂直扩散能力,MYJ方案边界层高度最小,其模拟的PM2.5浓度最高;MYJ方案对于地面风速的高估,会降低模拟的区域整体PM2.5浓度,但是会增加风速较大区域下风向的PM2.5浓度;ACM2方案对边界层垂直廓线模拟最好,夜间底层垂直湍流交换系数计算值较大,使得ACM2方案对于本次过程中PM2.5等污染物的模拟优于MYJ和YSU方案. 展开更多

关键词 边界层参数化方案 空气质量模式 污染过程模拟 垂直湍流交换系数 京津冀

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1984年夏季张掖地区的热状况特征 被引量：1

14

作者 陆龙骅 《气象科学研究院院刊》 CSCD 北大核心 1989年第3期273-282,共10页

本文用热平衡方法估算了1984年夏季张掖地区的平均感热、潜热输送以及对热量和水份的滞凝系数,对该地的平均热状况特征进行了研究。在张掖地区,感热通量及热量滞凝系数随高度增加,而潜热通量及水份滞凝系数则减小;热力参数与辐射参数一... 本文用热平衡方法估算了1984年夏季张掖地区的平均感热、潜热输送以及对热量和水份的滞凝系数,对该地的平均热状况特征进行了研究。在张掖地区,感热通量及热量滞凝系数随高度增加,而潜热通量及水份滞凝系数则减小;热力参数与辐射参数一样,也存在着3—5天的中期振荡周期,热力参数及辐射参数相应振荡的位相差都很小,而谱相关则大多在50％以上。可以用辐射参数的平均值来估计近地面层感热和潜热输送的平均状况。张掖地区的热状况平均特征基本上与1979年QXPMEX结果一致。 展开更多

关键词 感热 湍流交换系数 潜热输送 近地面层 位相差 气象科学研究院 潜热通量 振荡周期 平均风速 格尔木地区

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海雾 被引量：16

15

作者 周发琇 刘龙太 《山东海洋学院学报》 1986年第1期114-127,131,共15页

海雾是海洋上低层大气中的一种水汽凝结现象。由于雾中能见度低，海雾成为海洋运输、水产捕捞、海洋开发和海上军事活动等的一大障碍，是海洋上的一种灾害性天气。

关键词 海雾 水汽凝结 季节变化 黄海 东海 湍流交换

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《微气象学基础》

16

作者 胡继超 申双和 +2 位作者 孙卫国 毛留喜 王桂玲 《气象》 CSCD 北大核心 2015年第3期388-388,共1页

本书参阅了近20多年来有关的教科书、研究论文的成果,并结合多年的教学经验编写而成,所阐述的主要内容包括下垫面的辐射传输与能量平衡、土壤热量传输及温湿度变化、近地层的湍流交换、植被微气象和城市微气象等方面。编书过程中,力求... 本书参阅了近20多年来有关的教科书、研究论文的成果,并结合多年的教学经验编写而成,所阐述的主要内容包括下垫面的辐射传输与能量平衡、土壤热量传输及温湿度变化、近地层的湍流交换、植被微气象和城市微气象等方面。编书过程中,力求对涉及的基本概念、规律、方法等基础知识做到深入浅出的阐述,并融入近年来的关注热点和研究成果,达到可读性、学术性和应用性的统一。本书不仅适用于应用气象学、气候学等专业本科生的教材用书,亦对大气科学、生态、环境、农学、林学、地学等领域的科技工作者具有重要参考价值。 展开更多

关键词 微气象学 湍流交换 应用气象学 热量传输 近地层 辐射传输 科技工作者 下垫面 研究成果 林学

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