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小振幅背风波的非线性特征及水汽敏感性试验

徐良韬 林文实 张义军

徐良韬, 林文实, 张义军. 小振幅背风波的非线性特征及水汽敏感性试验. 应用气象学报, 2011, 22(5): 597-603..
引用本文: 徐良韬, 林文实, 张义军. 小振幅背风波的非线性特征及水汽敏感性试验. 应用气象学报, 2011, 22(5): 597-603.
Xu Liangtao, Lin Wenshi, Zhang Yijun. Numerical simulations of lee wave's nonlinear characteristics and vapor sensitivity. J Appl Meteor Sci, 2011, 22(5): 597-603.
Citation: Xu Liangtao, Lin Wenshi, Zhang Yijun. Numerical simulations of lee wave's nonlinear characteristics and vapor sensitivity. J Appl Meteor Sci, 2011, 22(5): 597-603.

小振幅背风波的非线性特征及水汽敏感性试验

资助项目: 

国家自然科学基金项目 41030960

国家重点基础研究发展规划项目 2010CB428504

国家自然科学基金项目 41005006

详细信息
    通信作者:

    徐良韬, E-mail:xult@cams.cma.gov.cn

Numerical Simulations of Lee Wave's Nonlinear Characteristics and Vapor Sensitivity

  • 摘要: 从Scorer的背风波发生理论条件出发,首先考虑3层均匀干空气,利用WRF模式模拟出干空气条件下的小振幅拦截背风波动,波动主要发生在2~5 km的高度范围,波长为8 km左右,这与之前的观测和模拟结果相一致。分析表明:形成平稳背风波动过程中,存在能量波包向下游传播的性质,各位置振动的强度会发生周期性的增强和衰减。引入水汽进行的敏感性试验表明:随着水汽增多,背风波动的波长会增加,且波动传播中所能达到的最大垂直速度有变小趋势。
  • 图  1  3层模式中Scorer参数分布

    Fig. 1  Distribution of Scorer parameters in three-layer model

    图  2  干空气条件下第90分钟时流场 (流线) 和垂直速度 (阴影) 场分布

    Fig. 2  Distribution of stream (streamline) and vertical velocity (shaded area) fields in dry air condition at the 90th minute

    图  3  2~5 km高度的垂直速度平均场随时间变化

    Fig. 3  Variation of vertical velocity mean field from 2 to 5 km

    图  4  初始时刻空气相对湿度垂直分布廓线

    Fig. 4  Profile of vertical distribution of the initial air relative humidity

    图  5  积分60 min时不同水汽条件下背风波动的流场

    Fig. 5  The stream of lee wave under various water vapor at the 60th minute of the simulations

    图  6  不同水汽条件下3.5 km高度处的垂直速度

    Fig. 6  Vertical velocity under various water vapor at the height of 3.5 km

    表  1  数值试验中不同相对湿度空气发生对流的时间

    Table  1  Initial convection time of simulations under various relative humidity

    相对湿度/% 对流发生时间
    50 第70分钟
    60 第60分钟
    70 第10分钟
    90 第10分钟
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  • [1] Bannon P R, Yuhas J A. On mountain wave drag over complex terrain. Meteorol Atmos Phys, 1990, 43:155-162. doi:  10.1007/BF01028118
    [2] Nance L B, Durran D R. A modeling study of nonstationary trapped mountain lee waves. Part Ⅰ: Mean-flow variability. J Atmos Sci, 1997, 54: 2275-2291. doi:  10.1175/1520-0469(1997)054<2275:AMSONT>2.0.CO;2
    [3] 叶笃正.小地形对于气流的影响.气象学报, 1965, 27(3):243-262. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-QXXB195603004.htm
    [4] Forchtgott J. Wave currents on the leeward side of mountain crests. Meteorologicke Zpravy, 1949, 3:49-51.
    [5] Starr J R, Browning K A. Observations of lee wave by high power-radar. Q J R Meteorol Soc, 1972, 98:73-85. doi:  10.1002/(ISSN)1477-870X
    [6] Corby G A. A preliminary study of atmospheric waves using radiosonde data. Q J R Meteorol Soc, 1957, 83:49-60. doi:  10.1002/(ISSN)1477-870X
    [7] Colson D V. The airflow over mountains. A review of the state of current knowledge. Q J R Meteorol Soc, 1954, 80:491-521. doi:  10.1002/(ISSN)1477-870X
    [8] Queney P. The problem of air flow over mountain: A summary of theoretical studies. Bull Amer Meteor Soc, 1948, 29:16-26.
    [9] Scorer R S. Theory of waves in lee of mountains. Q J R Meteorol Soc, 1949, 75:41-56. doi:  10.1002/(ISSN)1477-870X
    [10] 温市耕, 桑建国.二维波状地形上的流场.应用气象学报, 1995, 6(1):27-34. http://qikan.camscma.cn/jams/ch/reader/view_abstract.aspx?file_no=19950105&flag=1
    [11] 钟中, 周小刚.地形对地转气流中重力惯性波稳定性影响的进一步研究.应用气象学报, 1997, 8(1):92-98. http://qikan.camscma.cn/jams/ch/reader/view_abstract.aspx?file_no=19970112&flag=1
    [12] 桑建国.大气中的内船舶波.中国科学 (B辑), 1997, 27(6):560-565. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-JDXK199706014.htm
    [13] 桑建国.三维地形的波动阻力.应用气象学报, 1998, 8(增刊):36-42. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-YYQX7S1.005.htm
    [14] 刘辉志, 洪钟祥, 桑建国, 等.地形引起的重力内波的水槽实验.气象学报, 2001, 59(1):59-65. doi:  10.11676/qxxb2001.007
    [15] Corby G A, Wallington C E. Airflow over mountains: The lee wave amplitude. Q J R Meteorol Soc, 1956, 82 : 266-274. doi:  10.1002/(ISSN)1477-870X
    [16] Smith R B, Skubis S, Doyle J D, et al. Mountain waves over Mont Blance: Influence of a stagnant boundary layer. J Atmos Sci, 2002, 59:2073-2092. doi:  10.1175/1520-0469(2002)059<2073:MWOMBI>2.0.CO;2
    [17] Zang Z L, Zhang M. A study of the environment influence on the amplitude of lee waves. Adv Atmos Sci, 2008, 25(3):474-480. doi:  10.1007/s00376-008-0474-x
    [18] 李子良.三维分层流动过双山脉地形激发的大气船舶重力波动力学理论和数值试验.地球物理学报, 2007, 50(1):34-42. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-DQWX200701004.htm
    [19] Sharman R D, Wurtele M G. Three-dimensional structure of forced gravity waves and lee waves. J Atmos Sci, 2004, 61:664-681. doi:  10.1175/1520-0469(2004)061<0664:TSOFGW>2.0.CO;2
    [20] Atkinson B W.大气中尺度环流.北京:气象出版社, 1987:64-65.
    [21] 陆汉城, 吕梅, 何齐强.一次冷锋后胞线的大振幅重力波特性分析.应用气象学报, 1992, 3(2):136-144. http://qikan.camscma.cn/jams/ch/reader/view_abstract.aspx?file_no=19920227&flag=1
    [22] Smith R B. The steepening of hydrostatic mountain waves. J Atmos Sci, 1977, 34:1634-1654. doi:  10.1175/1520-0469(1977)034<1634:TSOHMW>2.0.CO;2
    [23] Sawyer J S. Numerical calculation of the displacements of a stratified airstream crossing a ridge of small height. Q J R Meteorol Soc, 1960, 86:326-345. doi:  10.1002/(ISSN)1477-870X
    [24] Sawyer J S. Gravity waves in the atmosphere as a three-dimensional problem. Q J R Meteorol Soc, 1962, 88:412-425. doi:  10.1002/(ISSN)1477-870X
    [25] Vergeiner I, Lilly D K. The dynamic structure of lee wave flow as obtained from balloon and airplane observations. Mon Wea Rev, 1970, 98:220-232. doi:  10.1175/1520-0493(1970)098<0220:TDSOLW>2.3.CO;2
    [26] Mitchell R M, Cechet R P, Turner P J, et al. Observation and interpretation of wave clouds over Macquarie Island. Q J R Meteorol Soc, 1990, 116: 741-752. doi:  10.1002/(ISSN)1477-870X
    [27] 臧增亮, 张铭, 张瑰.三维三层背风波的理论和数值研究.大气科学, 2007, 31(3):547-552. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-DQXK200703017.htm
    [28] 臧增亮, 张铭.三层模式中背风波存在条件的理论分析.水动力学研究与进展 (A辑), 2005, 20(5):577-584. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-SDLJ200505006.htm
    [29] Lin Y L, Farley R D, Orville H D. Bulk parameterization of the snow field in a cloud model. J Climate Appl Meteor, 1983, 22:1065-1092. doi:  10.1175/1520-0450(1983)022<1065:BPOTSF>2.0.CO;2
    [30] 李子良.水汽空间分布对大气船舶重力波影响的数值试验.气象学报, 2006, 64(3):308-314. doi:  10.11676/qxxb2006.029
    [31] 陈明, 傅抱璞, 郑维忠.山地中尺度环流中的大气边界层湍流摩擦效应.气象学报, 1996, 54(2):216-224. doi:  10.11676/qxxb1996.022
    [32] 刘辉志, 洪钟祥, 桑建国.大气中粘性效应对三维地形波及其波动阻力的影响.气候与环境研究, 1999, 4(3):547-552. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-QHYH199903013.htm
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出版历程
  • 收稿日期:  2011-01-18
  • 修回日期:  2011-05-03
  • 刊出日期:  2011-10-31

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