留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

一次冷锋过境后的海风三维结构数值模拟

盛春岩 史茜 高守亭 郭俊建

盛春岩, 史茜, 高守亭, 等. 一次冷锋过境后的海风三维结构数值模拟. 应用气象学报, 2010, 21(2): 189-197..
引用本文: 盛春岩, 史茜, 高守亭, 等. 一次冷锋过境后的海风三维结构数值模拟. 应用气象学报, 2010, 21(2): 189-197.
Sheng Chunyan, Shi Qian, Gao Shouting, et al. Numerical simulation of a sea breeze event after the passage of a cold front. J Appl Meteor Sci, 2010, 21(2): 189-197.
Citation: Sheng Chunyan, Shi Qian, Gao Shouting, et al. Numerical simulation of a sea breeze event after the passage of a cold front. J Appl Meteor Sci, 2010, 21(2): 189-197.

一次冷锋过境后的海风三维结构数值模拟

资助项目: 

国家自然科学基金项目 40705017

山东省气象局重点课题 2006SDQXZ08

中国气象局新技术推广项目 CMATG2007M34

和山东省科技发展计划项目共同资助 2009GG10008001

山东省自然科学基金项目 Q2007E03

Numerical Simulation of a Sea Breeze Event After the Passage of a Cold Front

  • 摘要: 为研究大尺度系统风对海风的影响以及海风三维结构特征,利用山东省123个地面自动站资料、青岛地区三十多个内陆及沿海、海岛观测站以及奥帆赛场3个浮标站资料,对2006年8月21日青岛一次海风个例进行了分析,并利用美国俄克拉荷马大学风暴分析预测中心开发的ARPS(the Advanced Regional Prediction System)模式,对海风过程进行了数值模拟研究。结果发现:在较强的离岸风背景下,当内陆气温高于海面气温2 ℃ 左右时,海风也可以发生。海风首先在海岸线附近的海上开始,发展的同时向内陆及远海地区推进。海风低层环流很浅,主要位于500 m 以下。在较强的偏北离岸风下,海风向内陆推进的距离很短。偏北的大尺度系统风由于渤海冷下垫面的影响,不利于青岛海风的维持。海风开始时,在1500~2500 m 高度处同时有反环流出现,但直到傍晚前后,海风的垂直环流圈才发展得比较清晰,其高度也更接近地面。海风消亡后,高层的垂直环流圈及反环流维持3 h 左右才逐渐消亡。
  • 图  1  2006年8月21日青岛奥帆赛场附近3个浮标站以及青岛站风速 (a)、风向 (b) 演变曲线 (浮标B在15:00风速以前缺测) 以及08:00(c) 和17:00(d) 山东省123个地面自动站观测的风场

    Fig. 1  Wind speed (a) and wind direction (b) at three buoystation sand Qingdao Station (wind speedatbuoy Bbefore 15:00 is missing) with the wind field at 08:00 (c) and 17:00 (d) by the 123 AWS in Shandong Provinceon 21 August 2006

    图  2  2006年8月21日青岛地区内陆、海岛自动站及浮标站观测的风场演变 (图中红色数字为气温,单位:℃)

    Fig. 2  Surface wind field from the AWS in land and is land, and buoys in Qingdao on 21 August 2006 (red numbers denote air temperature, unit:℃)

    图  3  2006年8月21日模式6km网格模拟的近地面10m风场 (矢量,单位:m·s-1) 和温度场 (绿线,单位:℃)(阴影部分为地形高度)(a)08:00,(b)11:00,(c)14:00,(d)17:00

    Fig. 3  Surface wind field (vector, unit:m·s-1) and temperature (greenline, unit:℃) simulated by the 6-km grid on 21 August 2006 (shadow areas are altitude terrain)(a)08:00, (b)11:00, (c)14:00, (d)17:00

    图  4  模式6km网格模拟的2006年8月21日青岛站以及浮标站风速 (a)、风向 (b)、地面气温 (c) 的演变以及地面气温实况 (d)(浮标A与B的风速、风向与气温模拟结果重合)

    Fig. 4  Simulated wind speed (a), wind direction (b), surface air temperature (c) for buoys and Qingdao Station at 6-km grid and the temperature observations (d) on 21 August 2006 (the simulated wind and temperature at buoy A and Bisthe same)

    图  5  模式6km网格模拟的2006年8月21日08:00(a) 和17:00(b) u-v风场和气温场以及13:00(c)、18:00(d) u-w风场矢量、气温 (点划线,单位:℃) 和垂直速度 (实线,单位:m·s-1) 沿36°N的垂直剖面 (其中,w放大了25倍)

    Fig. 5  Simulated cross-section of wind and temperature at 08: 00 (a), 17: 00 (b) and w-w wind (vector, mis multiplied 25), temperature (dotted-dashed line, unit: ℃) and w component (solid line, m • s-1) along 36°N at 13 :00 (c) and 18 :00 (d) by 6-km grid on 21 August 2006

    图  6  模式6km网格模拟的2006年8月21日1500m高度上的风场特征 (a)14:00,(b)18:00

    Fig. 6  Simulated horizontal wind at 1500 mheight by 6-kmgrid of the modelon 21 August 2006 (a)14:00, (b)18:00

  • [1] Bethwaite F,High Performance Sailing,International Marine,Grest Britain,1993:1-414.
    [2] Alain C,Msrtilli A,Grossi P,Effect of sea breeze on air pollution in the Greater Athens Area.Part I;Numerical simulations and field observations,Journal of Applied Meteorology,2000,39:546-562.
    [3] Haurwitz B,Comments on "The sea-breeze circulation",J Mete-or,1947,27:675-679.
    [4] Defant A,Local Winds,Amer Mereor Soc,1951:658-672.
    [5] Estoque M A,A theoretical investigation of the sea breeze,Quarterly Journal of the Royal Meteorological Society,1961,17:645-660. http://cn.bing.com/academic/profile?id=705ab601c4dde7cd38fc7b87a964f4b1&encoded=0&v=paper_preview&mkt=zh-cn
    [6] Houghton D,Campbell F,Wind Strategy.Fernhurst Books,England,2005:1-128.
    [7] 吴增茂,龙宝森.青岛局地风特征的分析.海洋湖沼通报,1993(1):16-21. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-HYFB199301002.htm
    [8] 庄子善,郑美琴,王继秀,等.日照沿海海陆风的气候特点及其对天气的影响.气象,2005,31(9):66-70. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-QXXX200509013.htm
    [9] 薛德强,郑全岭,钱喜镇,等.龙口的海风及其影响.海洋湖沼通报,1995(2):1-9. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-HYFB199503000.htm
    [10] 薛德强,郑全岭,钱喜镇,等.山东半岛的海陆风环流及其影响.南京气象学院学报,1995,18(2):293-299. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-NJQX502.020.htm
    [11] 盛春岩,王建林,刁秀广.2006年8月青岛国际帆船赛期间海陆风特征及三维结构分析.中国海洋大学学报(自然科学版),2007,37(4):609-614. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-QDHY200704018.htm
    [12] Sheng C Y,Xue M,Gao S T,The structure and evolution of sea breezes during the Qingdao Olympic sailing test event in 2006,Advances in Atmospheric Sciences,2009,26:132-142. doi:  10.1007/s00376-009-0132-y
    [13] 高荣珍,林行,孙贞.青岛近海夏季海风特征及其预报方法研究.中国海洋大学学报(自然科学版),2008,38(5):699-704. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-QDHY200805004.htm
    [14] 李明华,范绍佳,王宝民,等.珠江三角洲秋季大气边界层温度和风廓线观测研究.应用气象学报,2008,19(1):53-60. http://qikan.camscma.cn/jams/ch/reader/view_abstract.aspx?file_no=20080110&flag=1
    [15] 付秀华,李兴生,吕乃平,等.复杂地形条件下三维海陆风数值模拟.应用气象学报,1991,2(2):113-123. http://qikan.camscma.cn/jams/ch/reader/view_abstract.aspx?file_no=19910217&flag=1
    [16] 苗世光,孙桂平,马艳,等.青岛奥帆赛高分辨率数值模式系统研制与应用.应用气象学报,2009,20(3):370-379. http://qikan.camscma.cn/jams/ch/reader/view_abstract.aspx?file_no=20090315&flag=1
    [17] Xue M,Droegemeier K K,Wong V,ARPS Version 4.0 User's Guide,Center for Analysis and Prediction of Storms,University of Oklahoma,1995:1-380.
    [18] Xne M,Droegemeier K K,Wong V,The Advanced Regional Prediction System(ARPS)-A multi-scale nonhydrostatic at-mospheric simulation and prediction model.Part I:Model dynamics and verification,Meteorology and Atmospheric Physics,2000,75:161-193.
    [19] Xue M,Droegemeier K K,Wong V,The Advanced Re-gioml Prediction System(ARPS)-A multi-scale nonhydrostatic atmospheric simuhtion and prediction model Part Ⅱ:Model physics and applications,Meteorology and Atmospheric Physics,2001,76:143-165. doi:  10.1007/s007030170027
  • 加载中
图(6)
计量
  • 摘要浏览量:  4112
  • HTML全文浏览量:  834
  • PDF下载量:  1472
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2009-04-09
  • 修回日期:  2010-02-05
  • 刊出日期:  2010-04-30

目录

    /

    返回文章
    返回