冯伍虎
- 作品数：13 被引量：509H指数：10
- 供职机构：兰州大学资源环境学院大气科学系更多>>
- 发文基金：国家重点基础研究发展计划国家自然科学基金更多>>
- 相关领域：天文地球更多>>
- 相对垂直加速度和中尺度大气运动方程组被引量：11
- 2003年
- 对具有强对流性质的中尺度系统运动的描写,直接采用包含准静力假设的p坐标系或σ坐标系大气运动方程组是不精确又不合理的。因此,必须发展更精确的非静力中尺度大气运动方程组。本文通过引入相对垂直加速度δ和通用(x,y,ζ,t)坐标系(简称ζ坐标系),导出了ζ坐标系中的非静力大气运动方程组。该方程组的垂直运动方程是非静力的,相对垂直加速度δ是可预报的;垂直加速度可由δ直接求得;而δ既直接影响速度场、位势场、质量场和地面气压场,还间接影响温度场。通过对通用ζ坐标系中非静力大气运动方程组的应用,可以很容易地获得p坐标系或σ坐标系及其它垂直坐标系中的非静力大气运动方程组;当δ为零时,则简化为一般包含准静力假设的p坐标系或σ坐标系及其它垂直坐标系中的大气运动方程组。在一般广泛使用的p坐标系或σ坐标系大气运动方程组中,因未考虑δ的贡献,对一些场的预报就会产生误差,较长时间的数值积分会使这种误差积累愈来愈大。显然,新发展的非静力大气运动方程组考虑了δ的贡献,从而消除了这种误差,所以就更为精确,也更适用于对中尺度系统运动的描写和预报。
- 程麟生冯伍虎
- 关键词：位势场地面气压场温度场
- 变分四维同化方法若干问题的数值试验被引量：18
- 1999年
- 资料误差和模式误差都可能影响变分四维同化的结果，针对这一问题利用浅水方程模式进行了变分四维同化的数值模拟试验。试验分三种情况进行：（１）仅修正初始场，（２）仅修正模式，（３）二者同时修正。试验结果表明，当模式有误差时，传统的变分四维同化方法（仅修正初始场）可能将模式的误差混淆到初始场中去，尽管在同化期间可得到较好的拟合，但却不一定能保证同化后有好的预报。如果不修正初始场而修正模式，当模式误差不大时，尽管实际的方程误差随时间变化，但仍可用一个定常的误差项来近似代替它达到改善预报的目的。在实际的方程误差随时间变化较大时，如果用定常的误差项来代替，可能造成同化失败。同时修正初始场和模式，同化后效果会好于同化前，但尺度化因子的选取对同化产生很大影响。
- 冯伍虎邱崇践
- 98.7"特大暴雨低涡的螺旋度和动能诊断分析被引量：81
- 2003年
- "98.7"特大暴雨过程与700hPa低涡切变线的强烈发展以及丰沛的水汽和强垂直运动密切相关。螺旋度的诊断结果揭示,与强暴雨区和切变线低涡相应的是一对符号相反而又紧邻的螺旋度带,它们的垂直结构是一对符号相反而又互伴的螺旋度柱;螺旋度及其诸分量的量级是相同的。这表明,垂直运动的水平切变和水平速度的垂直切变以及水平速度的水平切变对螺旋度有相同大小的贡献,也意味着强垂直运动和低空急流对暴雨的发生和发展极其重要。动能的诊断结果显示,强动能区与暴雨区和低涡切变线有很好的对应关系,在中、低空的强动能中心也正是强降雨中心;动能最强的700hPa也是低涡切变线发展最强的层面。强动能及其强梯度区和强螺旋度区基本一致。表明强动能及其强梯度对螺旋度变率及其通量有重要贡献。
- 侯瑞钦程麟生冯伍虎
- 关键词：特大暴雨螺旋度低涡切变线
- “98.7”特大暴雨中尺度系统发展的热量和水汽收支诊断被引量：25
- 2001年
- 1998年 7月 2 0～ 2 3日 (“98.7”)发生在鄂东和鄂西南地区的特大暴雨过程 ,不仅与70 0hPa上低涡切变线的生成和持续发展密切相关 ,而且与沿低涡切变线相继生成和强烈发展的MαCS与MβCS直接关联。利用非静力模式MM5 .V2 .1 2成功模拟提供的高分辨输出资料对这次特大暴雨中尺度系统发展的热量和水汽收支进行了诊断。结果发现 :当有强对流发生并伴有强降水时 ,就会有强的视热源Q1 和视水汽汇Q2 出现 ,而强的Q1 与Q2 和强降水区基本是对应的 ;Q1 随高度增高而增大 ,最大加热位面基本上都在 486.1hPa(σ =0 .5 4 )附近 ;在对流层深厚的中空加热层是积云对流活跃和强暴雨持续发生、发展的一种重要热力机制 ;在对流层上半部的相对冷层为暴雨区上空积云对流提供了极为有利的热力不稳定条件 ,积云对流在中、低空的凝结潜热不仅加热对流层中层大气 ,而且向高层输送 ,加热高层的环境大气 ;在暴雨初期 ,Q2 的双峰结构与低空层积云及中空积云对流凝结变干有关 ;Q2 的中空峰值大体与Q1 的峰值相应 ,Q2 的深厚变干层与Q1 的深厚加热层非常一致。诊断结果表明 ,用非静力中尺度模式成功模拟的高分辨输出资料对Q1 和Q2 进行数值诊断是可行的。通过对强暴雨过程Q1 和Q2 的诊断 ,可为改进积云对流参数化中加热和增湿廓线?
- 冯伍虎程麟生
- 关键词：视热源视水汽汇积云对流特大暴雨中尺度系统
- “987”突发大暴雨及中尺度低涡结构的分析和数值模拟被引量：157
- 2001年
- １９９８年７月２０～２３日（简称“９８７”），发生在鄂东和鄂西南地区的突发性特大暴雨过程在长江流域是罕见的。该过程与 ５００ ｈＰａ短波槽和 ７００ ｈＰａ低涡切变线以及沿切变线相继生成和强烈发展的β中尺度对流系统密切相关。对该过程采用非静力ＭＭ５的二重网格双向嵌套进行了全物理过程的数值模拟，其中，可分辨尺度降水采用Ｒｅｉｓｎｅｒ混合相微物理显式方案，次网格尺度降水采用Ｇｒｅｌｌ积云参数化方案。双向嵌套的细网格模拟结果揭示，武汉周边地区的特大暴雨与 ７００ ｈＰａ上一个β中尺度低涡的生成和强烈发展直接关联。该低涡具有明显的动力－热力结构特征：特强上升运动与饱和气柱互耦，超强散度柱与强涡柱耦合发展，湿静力不稳定与湿对称不稳定共存，深对流湿气柱内云团发展的微物理场结构比较典型。细网格域内前 ３６ ｈ的降水分布和雨强与观测的大体相应，扩展域细网格的降水模拟明显改进了原细网格的模拟，特别是雨带。这一结果还表明，对持续时间较长的大暴雨，大尺度过程对中尺度系统的影响是重要的。
- 程麟生冯伍虎
- 关键词：特大暴雨低涡切变线非静力模式
- 98.7特大暴雨的动力学及能量诊断分析被引量：6
- 2002年
- 利用非静力中尺度模式 MM5的客观分析资料对引起这次特大暴雨的可能机制进行了讨论 .指出 ,在“98.7”暴雨发生发展期间 ,梅雨锋系的冷 (暖 )锋后 (前 )部分别有与冷 (暖 )锋平行的 θse密集 (稀疏 )带 ,这表明θse能很好地反映气团与梅雨锋扰动在地面附近的热力结构特征 .对该过程的三维空间动力学锋生函数进行的诊断结果发现 ,92 5 h Pa的锋生带与武汉及其周边地区的暴雨带相当接近 ,揭示了暴雨带与锋生强迫有一定的动力学关系 .而 85 0 h Pa的锋生分布为实际未来4 8h的累积降水量分布提供了可能预报依据 .从能量的观点来看 ,在暖锋区为高温、高湿和高能区 ,并且 。
- 冯伍虎程麟生
- 关键词：锋生函数稳定度动力学机制降水量
- 强暴雨中尺度系统发展结构和机理的非静力数值模式模拟研究
- 该文利用观测分析、数值模拟以及动力学诊断相结合的方法,对中国中尺度强暴雨系 统发展结构和机理进行了较深入研究,其中主要包括以下四个方面的研究成果.1.中-α尺 度暴雨系统结构和机理的研究.2.强暴雨中-β尺度系统结构和机...
- 冯伍虎
- 关键词：动力学热力学
- 文献传递
- 98.7暴雨中尺度系统发展的视涡源涡度变率诊断分析
- 2002年
- 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 。
- 文莉娟程麟生冯伍虎
- 关键词：中尺度系统动力机制
- “96·8”特大暴雨和中尺度系统发展结构的非静力数值模拟被引量：83
- 2001年
- 1996年 8月 3～ 5日 (“96· 8”) ,中国河南、山西、河北等省发生了一次特大暴雨过程 ,造成了严重洪涝灾害。文中的天气分析指出 ,稳定的大型鞍形场和北移台风 (登陆后减弱为低压 )与其东侧副热带高压的相互作用是“96· 8”特大暴雨发生的大、中尺度环流条件 ;而中尺度低压及其特有的动力热力结构与该暴雨过程直接相关。对该过程采用非静力中尺度数值模式 (MM5)进行了数值模拟研究。模拟结果分析发现 ,非静力 (MM5)的全物理过程模拟基本上可再现大尺度和中 -α尺度天气系统的发生、发展和演变。采用二重网格双向嵌套技术的细网格模拟结果揭示 ,低压的动力场和热力场之间具有一种强耦合机制 ,即发展的低压具有气旋性涡柱的暖心高湿结构 ,在涡柱低空是湿对流不稳定和负湿位涡结构 ;强垂直上升运动与高空强辐散和低空强辐合以及对流云团的发展互耦 ;与低压相伴的强南风急流不仅是低压和对流云团发展与维持的互伴互耦条件 ,而且也是“96· 8”特大暴雨的水汽源和热能输送带。降水模拟结果分析表明 ,尽管某些降水中心对粗网格偏小 ,对细网格偏大 ,但雨带和雨强分布与观测结果基本一致。
- 冯伍虎程麟生程明虎
- 关键词：特大暴雨台风数值模拟中尺度结构对流云团
- “98.7”突发性特大暴雨中尺度切变线低涡发展的涡源诊断被引量：91
- 2002年
- 1998年 7月 2 0～ 2 3日 (简称“98.7”)发生在武汉周边地区的特大暴雨过程与沿低涡切变线相继生成和强烈发展的MαCS及MβCS直接关联。利用MM5模拟提供的高空间分辨 (2 0km)输出资料 ,对这次突发性特大暴雨中尺度切变线低涡发展的动力学机制进行了诊断。涡度分析指出 ,高、低空正涡度中心在武汉周边地区上空的叠加和耦合是该低涡切变线持续发展的主要物理机制之一。总涡源的诊断揭示 ,在突发性暴雨强烈发生发展期 ,武汉周边地区上空从低层到高层有一近乎垂直的涡源高值区生成和维持 ,其垂直结构的发展演变与涡度场垂直结构的发展演变相一致。这一结果表明 ,大气总涡源对该中尺度低涡切变线的生成和发展起着决定性作用 ,也是该暴雨中尺度系统持续发展的重要动力学机制。对贡献于总涡源的诸分量计算表明 ,在 6 5 0hPa以下 ,散度项对大气总涡源的正贡献最大 ,但在此层以上至 2 0 0hPa之间 ,垂直涡度平流项的贡献要比散度项大 ,同时水平平流项也为正贡献 ;在整个对流层 ,扭转项对总涡源为负贡献 ,散度项只在 4 5 0～ 2 5 0hPa之间为负贡献。在近地层 ,垂直涡度平流项和水平平流项基本对总涡源不作任何贡献。时间平均涡源和纯扰动涡源对低涡切变线的生成很重要 ;在强烈发展期 ,相互作用涡源作用最大 。
- 冯伍虎程麟生
- 关键词：涡度论断
