格点同化对大气波导数值模拟的影响

利用NCEP再分析资料为背景场及常规的探空资料和地面资料,以2005年6月2日出现在黄海海域的大气波导为例,运用中尺度数值模式MM5,设计了2种初始场不同的数值模拟试验:1)NCEP资料;2)NCEP资料和常规探空资料。研究结果表明:格点同化能够改善大气波导的MM5数值模拟结果,提高MM5的大气波导参数模拟精度;在大气波导分布上,格点同化对陆地大气波导影响较大,对于海上的模拟区域分布几乎没有影响。     

南海局地海域一次低空大气波导过程分析

根据2006年12月7日在长山山脉以东的南海海域加密观测的1天4次高分辨率船载GPS探空数据和NCEP-CFSR格点再分析数据,完整分析了一次低空大气波导生成、维持、消失过程。结果表明:该次冬季低空大气波导过程是由南海偏北部暖锋过境引起的,波导强度达19 M单位,厚度达250 m。暖锋过后,南海风速增大,逆温层变厚,大气波导强度减弱,最后陷获层消失,成为正常大气环境。     

水平均匀大气边界层的立方样条方法数值模拟

本文介绍了立方样条方法,并将该方法应用于大气边界层数值模拟,对定常水平均匀大气边界层作了数值研究。     

连续台风时期香港区域的水汽变化分析

利用香港卫星定位参考站网GNSS观测数据,提取强热带风暴"塔拉斯"与热带风暴"洛克"影响期间各测站天顶方向对流层延迟,反演香港区域大气可降水量;根据香港区域49个天文台气象站提供的实测降雨量数据,分析大气可降水量与实际降雨量的相关性,以及两次台风对香港区域水汽时空分布的不同影响。结果表明,大气可降水量在台风影响前期均上升,在大量降雨后回落,但在连续台风的间歇期间,仍高于台风来临前的水平;水汽累积是大量降雨的前提条件,当水汽累积量相近时,水汽累积时长与累积降雨量呈正相关;台风期间大气可降水量值超过65 mm的区域面积与台风等级相关,台风路径对局部水汽分布有一定的影响。     

地形对台风影响的数值模拟研究——以台风“泰利”为例

为研究台湾岛地形对台风移动路径及结构的影响,利用高分辨率中尺度MM5V3模式,设计3组敏感性试验,对“0513”号台风“泰利”在2005年8月31日00：06到9月1日18：00（世界时）影响台湾岛的过程进行数值模拟研究。主要就台湾岛地形对台风移动路径、气压场、散度场、涡度场和降水场进行分析。试验结果表明：台湾岛地形对台风“泰利”的移动路径和中心气压的影响不显著;地形的强迫作用对台风涡度场的中心强度和非对称结构有明显的影响;台湾岛地形是形成迎风坡诱生低压和背风坡诱生高压的主要因子;地形是台风外围降水加强的主要原因。     

两种海浪模式对一次台风浪过程的模拟分析

以CCMP（Cross—Calibrated,Multi—Platfoml）风场为驱动场,分别驱动目前国际先进的第3代海浪模式ww3（WAVEWATCH—III）、SWAN（Simulating WAves Nearshore）,对2010年9月发生在东中国海的台风“圆规”所致的台风浪进行数值模拟,就台风浪的特征进行分析,并对比分析两个海浪模式的模拟效果。结果表明：1）以CCMP风场分别驱动WW3、SWAN海浪模式,可以较好地模拟发生在东中国海的台风浪,风向与波向保持了大体一致,波高与风速的分布特征保持了很好的一致性;2）综合相关系数、偏差、均方根误差、平均绝对误差来看,两个模式模拟的有效波高（SWH—Significant Wdve Height）都具有较高精度,SWAN模拟的SWH略低于观测值,WW3模拟的SWH与观测值更为接近;3）台风浪可给琉球群岛海域带来5m左右的大浪,台风浪进入东海后,波高、风速都有一定程度的增加,当台风沿西北路径穿越朝鲜半岛时,受到半岛地形的巨大影响,风速和波高都明显降低。     

夏季东亚大气环流的研究

夏季东亚大气环流的研究,一直是我国气象科学研究的主要课题之一。本文对东亚大气环流季节性转换、东亚大气环流的主要活动中心和青藏高原对东亚大气环流的作用等的研究进展,从观测事实、理论与模拟及其应用等方面进行了简单的评述。最后,对今后夏季东亚大气环流研究的发展,提出了某些建议。 近年来,由于探测技术的发展,特别是1979年全球大气研究计划第一期全球试验(FGGE)和同年6—8月我国青藏高原气象科学实验(QXPMEX)的实施,揭露了大量东亚大气环流的观测事实,包括有关东亚大气环流季节性转换、东亚大气环流的主要活动中心和青藏高原对东亚大气环流的作用。同时,人们根据观测研究提供的线索开始对东亚大气环流进行数值模拟。     

台风“莫拉克”降水观测与云物理特征的模拟研究

为了研究云中微物理量与台风降水的关系,选取0908号台风"莫拉克"作为个例,利用中国自主研发的全球区域同化预报系统对台风引起的暴雨过程进行了数值模拟。该模式系统中包含有详细的云微物理过程。结合TRMM卫星资料、MODIS云顶温度资料、FY-2卫星云图以及常规地面观测等资料与模式结果进行对比分析。分析结果表明,此次强降水主要发生在福建大部分地区以及浙江东南部地区,模拟6小时累积降水最大值超过90m,模式对此次暴雨的雨带位置及其走向都有较好的模拟。台风中云微物理量的垂直分布基本可以分为3层,由冰晶与雪组成的冰相层,一般位于100～400hPa;由云水和雨水组成的液相层,一般位于600hPa之下,以及由霰与云水、雨水形成的混合层,主要分布在400～600hPa。霰在暖区的融化以及云水、雨水的碰并是降水的主要来源。     

植被变化引起我国气候变化的数值模拟

使用区域气候模式RegCM3,进行植被变化对中国区域气候影响的数值模拟试验。模拟结果表明：植被退化使气候变得更加恶劣,退化区降水减少,大气变得干燥,气温升高;而植被增加使得降水增加,大气湿度增大,气温降低。地表植被的变化可通过地气问相互作用激发出大气偏差风环流,从而影响大范围气候,乃至全球气候。     

植被变化引起我国气候变化的数值模拟

使用区域气候模式RegCM3,进行植被变化对中国区域气候影响的数值模拟试验。模拟结果表明：植被退化使气候变得更加恶劣,退化区降水减少,大气变得干燥,气温升高;而植被增加使得降水增加,大气湿度增大,气温降低。地表植被的变化可通过地气问相互作用激发出大气偏差风环流,从而影响大范围气候,乃至全球气候。     

基于循环注蒸气和烟气激励的海上稠油开采技术

通过实验和油藏数值模拟,研究循环注蒸气和烟气激励的加热降黏、气体溶解降黏、气体扩大加热腔与减少热损失、蒸气与气体协同增产效应等开采机理,优化注入蒸气和烟气温度、烟气蒸气体积比、周期蒸气和气体注入量等参数,建议注入蒸气与烟气的温度高于300℃,在大气压下烟气蒸气体积比为0.4～0.6.在渤海稠油油田开展4口井循环注蒸气和烟气激励开采的现场试验.结果表明,循环注蒸气和烟气激励开采后稠油井平均日产油量达到冷采的3倍以上,最高日产油量超过100m3,周期产油量达到1.0×104 m3左右.基于循环注蒸气和烟气激励的海上开采稠油技术可以提高海上稠油开采速度和采收率,有潜力成为未来海上稠油油田的主要热采开发方式.     

条件非线性最优扰动在南海台风中的应用研究

为了提高南海台风的数值预报,利用条件非线性最优扰动(CNOP)方法寻找对南海台风预报影响最大的区域(敏感区),并对该区域中会导致较大预报误差的初始扰动场进行了详细地分析.对两个南海台风个例地研究发现,CNOP的风场和温度场结构在各σ层上不完全一致.计算了CNOP各σ层上的干能量,并在垂直方向上做了积分,将积分后的能量大值区确定为敏感区.进一步对敏感区内温度场的垂直剖面进行分析,发现敏感区内,温度场呈现一定的斜压结构.研究还发现,敏感区与台风的对流活动区域不完全重合,这有利于台风适应性观测地实施.     

FY-2D云导风在“鲶鱼”台风模拟中的同化试验

为了能给国内的云导风产品在通道的选择和使用方法上提供一些新的参考,以2010年的“鲶鱼”台风为个例,通过对FY-2D云导风产品在WRF模式中的同化对比试验,分析比较了同化了云导风资料之后的台风路径和位势高度场、风场的变化。结果表明,同化之后台风路径的偏差水汽通道要远大于红外通道,随着积分时间的延长,红外通道数据的加入对模拟台风路径的订正作用比水汽通道显著;模式使用不同同化方案的模拟结果也有明显的差别,其中以每24小时一次冷启动的同化循环方案对台风路径有较准确的模拟,而在分析不同通道导风质量优劣方面,则以热循环同化方案最佳。     

化学驱数值模拟技术

随着化学驱技术在油田矿场的推广应用,现有软件的化学驱模拟功能越来越难以满足油田实际需求.通过调研化学驱数值模拟技术,阐述油藏数值模拟技术的发展现状,并将CMG、ECLIPSE、UTCHEM等8种软件分为综合型软件化学驱模块和单一化学驱软件两类,分析各软件的优缺点,对比各软件的综合性能及化学驱功能,指出化学驱数值模拟软件技术存在的主要问题及发展方向.现有软件在增强前后处理功能的同时,还需进行核心的完善.化学驱软件考虑众多物理化学因素,导致求解困难,需要在数值模拟的稳定性和机理描述的合理性之间进行适当取舍.虽然国产数值模拟软件在整体性能上弱于国外商业化软件,但是在化学驱数学模型和机理描述上具备较大优势.     

试论广西海洋灾害应急长效机制的建立与完善

广西沿海处于南海和太平洋台风影响范围之内,是我国台风暴潮的多发区和主要灾区之一,以风暴潮为首的各种海洋自然灾害,严重地影响了广西沿海的海上航行和生产活动,直接威胁到沿海地区人民的生命安全、海洋资源开发利用和可持续发展.随着广西北部湾经济区建设的不断拓展和深化,广西沿海在广西的地位和作用不断强化,建立一个长期、有效的海洋灾害应急机制已显得迫切和必要.     

中国发布“探索地球系统”

<正>2015-09-23中国科学院地球系统模式1.0及地球数值模拟装置原型系统正式对外发布。这款"探索地球系统"可以帮助科学家进行短期气候预测、灰霾治理等方面的研究。新发布的地球系统模式1.0是我国自主研发的第一个地球系统模式,包含完整的气候系统和生态环境系统分量,集成大气、海洋、海冰、陆面水文、大气化学和气溶胶、动力学植被和海洋生物地球化学等子系统模式,通过耦合     

低纬高原一次强对流暴雨M_βCSs结构特征及成因的数值模拟分析

应用1°×1°NCEP全球再分析资料,采用非静力中尺度数值模式MM5(V3.6)对2003年6月发生在低纬高原地区一次特大暴雨过程进行数值模拟.分析表明:500hPa流场两高辐合形成的鞍型场是MβCSs发生的有利的环流条件;700hPa孟加拉湾气旋和中心位于湖北的反气旋外围偏南气流提供了有利的水汽条件;500hPaβ中尺度扰动和700hPa气流辐合是MβCSs产生的直接影响系统;低层暖湿高层干冷的配置、剧烈的垂直上升运动,低层辐合中高层辐散、高低空急流的耦合、高能高湿的不稳定能量、地形的抬升作用有利于诱发中尺度对流系统;本次强降水过程MβCSs的生命史较短,较强不稳定能量的迅速释放是本次降水突发性强、强度大、历史短的主要原因.     

天灾诚难免人力尚可为 --抗击"麦莎"台风的启示

八月浙江多台风.上世纪五十年代以来,八月份在浙江省登陆的台风共有16个.破坏力超强的"9417"号台风、"9711"号台风和去年的"云娜"台风,都是在八月份向我们袭来.     

台风路径预报的定量分析

针对传统预报台风路径方法不够准确的缺陷,采用动力学方法,定量分析了作用在台风上的地转偏向力、内力、气压梯度力对台风转向所起作用的程度,指出了判定台风转向的动力学和天气学条件,证明了台风强度移速和气压场变化是台风转向的原因.     

重庆"9.5"特大暴雨的诊断分析

利用NCAR/NCEP逐日资料（一日4次）和北京大学物理学院大气科学系研制的客观分析诊断系统对2005年重庆“9．5”特大暴雨的成因进行了天气动力学诊断分析。结果表明：向南运动的高层北风急流下沉与低空急流上升支组成的西南低涡是本次特大暴雨的主要影响天气系统,“桑达”台风移动缓慢可能是造成此次特大暴雨的间接原因;特大暴雨出现在中低层辐合、高层辐散的正涡度中心下方和负涡度中心西侧;湿位涡高值带对应着降雨带,高值中心与暴雨中心基本吻合,对暴雨预报有指示意义。