一、台湾海峡海陆风数值模式与数值模拟试验(论文文献综述)
冯文[1](2020)在《热带扰动和弱冷空气引发的海南岛秋汛期特大暴雨时空分布特征及形成机制研究》文中指出由热带扰动和弱冷空气引发的秋汛期特大暴雨是造成海南岛大范围洪涝的主要灾害性天气之一。2000年、2008年和2010年10月份海南岛东半部的三次重大洪涝灾害就是由该类暴雨引发的。为了系统研究此类暴雨形成、加强和维持的机制,增进对热带地区暴雨的认识,本文利用海南省高空、地面观测资料、卫星、多普勒雷达以及NCEP、ECMWF ERA5再分析资料,统计分析了热带扰动和弱冷空气引发的海南岛秋汛期特大暴雨的时空分布特征,深入探讨了暴雨过程中多尺度天气系统的相互作用,深对流触发、发展和维持的机制,以及中尺度系统的动力、热力学特征,得到以下主要结论:(1)从气候统计上发现,海南岛降水随时间变化分布形态与越南中北部地区较为相似,但与华南其他各区存在较大差异,双峰结构不明显,随着暴雨级别的提高,单峰现象愈加显着。全年降水峰值出现在秋汛期内,且近50%的大范围极端降水事件都出现在秋汛期,其中由热带扰动和弱冷空气引发的秋汛期特大暴雨日占全年总数高达58%。秋汛期特大暴雨降水强度地理分布非常有规律性,整体呈一致的东多西少的态势。40年平均风场分析发现低空偏东强风带在南海北部的出现和逐候加强是秋汛期内最显着的环流特征,其形成的机制是秋季南北海陆热力差异增大导致海陆之间相对涡通量的增大,于南海中北部对流层低层诱导出强的辐合风速,形成带状偏东风急流。(2)从多个个例的合成场上发现,南亚高压、中纬西风槽、副热带高压和南海热带扰动的相互作用,是秋汛期特大暴雨形成的主要环流背景。暴雨发生期间,北半球亚洲区内ITCZ异常活跃,南海季风槽和印度季风槽南撤速度缓慢,比常年平均异常偏北偏强。南亚高压的位置比常年同期明显偏东偏南,东亚中纬槽,副热带高压的强度也比常年明显偏强。造成暴雨增幅的水汽主要来自印度洋的西南季风支流,副高南侧的偏东气流和大陆冷高压东南侧的东北气流。(3)从不同强度个例的对比分析发现,热带扰动和弱冷空气引发的秋汛期特大暴雨个例天气系统配置均具有非常相似的特征:对流层上层,南亚高压正好位于南海北部上空,高层存在稳定的辐散区;对流层中、低层,热带扰动、中纬槽后冷高压和副高三者之间的相互作用,使得南海北部地区南北向和东北-西南向梯度加大,海南岛上空锋区结构建立,涡旋增强和维持,同时诱发偏东低空急流。海南岛正处这支偏东低空急流的出口区左侧,风向风速辐合明显。强的秋汛期暴雨降水个例的急流核强度、长度、厚度,以及急流上方的风速梯度远大于弱个例。最强降水日中强个例的低空急流核正好位于海南岛东部近海上空,在水平方向上稳定少动,垂直方向和风速上则脉动剧烈,有利于强降水激发。弱个例的急流核在水平方向上东西振荡明显,在垂直高度和风速上变化很小,不利于强降水在固定区域的维持。(4)从个例的模拟分析中发现,湿中性层结、非绝热加热和水平运动导致的锋生以及不同高度的垂直风切变对深对流的形成、发展和维持至关重要。中性层结的形成是弱冷锋后的稳定层结区向热带扰动外围偏南风所带来暖湿气团的不稳定层结区过渡带来的垂直层结变化的结果。暴雨过程中非绝热加热项和水平运动项在局地锋生的过程中贡献最大。低层和中层风切变影响下的回波结构变化和移动方向、速度有助于解释回波“列车效应”的形成机制。通过对惯性重力内波方程组的线性和非线性求解,发现热带扰动和弱冷空气引发的秋汛期特大暴雨个例中中尺度涡旋生成和加强,与水平风切变、积云对流潜热释放、垂直风切变或低空急流以及冷空气有关。其中强盛的对流凝结潜热加热对热带中尺度涡旋垂直运动振幅的增强起主要作用,有利涡旋的发展和维持。(5)地形敏感试验结果表明,海南岛地形高度的变化对东部暴雨量级有显着影响。由于地形存在,迎风坡前强烈抬升的气流凝结形成降水导致大量凝结潜热释放,潜热释放又反馈增强对流区暖心结构,进而加强其垂直运动,对对流形成正反馈效应,这也是海南岛东部出现强降水的重要原因。
赵玉春,王叶红[2](2020)在《我国东南沿岸及复杂山地后汛期降水日变化的数值研究》文中研究表明利用2009~2017年7~9月福建省逐小时地面加密自动站资料和2015~2017年7~9月厦门站的探空资料,通过K均值聚类法和中尺度数值模式(WRF3.9.1.1版本)理想数值模拟,分析了我国东南沿岸及复杂山地(福建)后汛期降水日变化特征,揭示了地形热力环流以及海陆风环流在热对流降水日变化形成中的作用,探讨了环境温湿廓线及风垂直廓线对热对流降水日峰值强度和日峰值出现时间的影响。结果发现:我国东南沿岸复杂山地(福建)后汛期降水日变化受地形热力环流和海陆风环流的影响和调制,白天辐射加热在复杂山地形成的局地热力环流激发出对流降雨带,午后受海风环流的影响,对流降雨带组织发展达到峰值,之后随着地形热力环流和海风环流减弱雨带逐渐减弱。武夷山及周边复杂山地的降水日变化主要受地形热力环流的影响,在午后对流降水达到峰值,夜间减弱几近消失。理想数值试验进一步证实了我国东南沿岸复杂山地地形热力环流对对流降雨的触发以及海陆风环流在山地对流雨带组织发展中的作用,环境温湿廓线以及风垂直廓线对热对流降水日峰值强度以及日峰值出现的时间具有重要影响,其中环境温湿廓线的大气抬升凝结高度、大气可降水量、大气的对流不稳定度以及大气中低层湿度分布的不同,会影响热对流降水日峰值强度,并通过影响山地热力对流触发时间,改变热对流降水日峰值时间,而环境风垂直廓线的低层气流强度和方向、中低层垂直风切变的不同,会影响地形热力对流系统的启动、组织发展和移动等特征,进而影响热对流降水日峰值强度以及热对流降水日峰值时间。
杨沈斌,谢锋,李梦琪,陈星宜,姜静敏[3](2019)在《基于WRF模拟的晋江市海陆风特征分析》文中研究说明随着沿海城市的快速发展,城市气候环境恶化,研究弱大气环流背景下的海陆风对改善城市环境具有重要意义。以晋江市为例,利用站点风要素观测数据,结合海陆风判别条件,提取并分析了两个典型海陆风日海陆风的基本特征;采用WRF与Noah陆面过程模式耦合,选用BEP多层城市冠层模型,对典型日进行了风场模拟。从模拟结果中分解出局地风,在验证海陆风现象的基础上,分析了海陆风特征的空间分布规律。结果显示:WRF模拟的逐小时局地风向时序与实测情况吻合较好,通过了信度为0.05的显着性检验,但局地风速模拟值与实测值存在显着差异,平均达到1 m/s。从WRF模拟结果提取的海、陆风起始和终止时间、持续时间与实际情况存在一定差别。两者持续时间在空间上的变化与各自起始时间的空间变化一致,且未明显出现随离岸距离增加,海陆风减弱的现象。上述结果表明,WRF能够较好地模拟海陆风日的风场特征,尽管对海、陆风速的模拟还存在一定的不确定性,但所得结论对晋江市城市规划和微环境改善有参考意义。
陈德花,潘宁,张玲,张伟,荀爱萍[4](2018)在《海风锋及低压环流对闽东一次暴雨过程的影响分析》文中提出利用常规气象观测资料、NCEP再分析资料与WRF数值模拟资料,以2014年8月11日闽东沿海一次大暴雨天气过程为例,分析了该过程中海风锋、低压环流的形成、移动及其在暴雨区上空的结构演变与热力、动力特征。结果表明:(1)该过程午后强降水的主要影响系统是海风锋,夜间强降水的主要影响系统是低压环流。(2)数值模式较好地模拟出海风锋的生消以及低压环流的形成和移动。海风能深入到内陆7090 km,并与山谷风形成海风锋。在海风锋的前端是东南风和东北或西北风交汇的辐合带,对应其南侧海风气旋性曲率最大处,降水越强。(3)海风锋在向内陆推进的过程中呈现出湿度增大、湿层增厚、气温下降的特征;海风最强时刻对应低空辐合最强、地面降水最强;海陆气压差日变化与海陆温差呈反位相分布。(4)闽东沿海午后强降水主要由海风锋造成;夜间,再次增强的偏南气流与随冷空气南下的偏北气流汇合,激发气旋性涡度增大,使得低压环流强烈发展,导致闽东沿海夜间大暴雨。
童志明,施萧,冯箫[5](2017)在《一次海风锋天气过程分析与数值模拟》文中研究表明利用NCEP再分析资料、自动气象站观测数据、多普勒天气雷达反射率因子和WRF模式,对2015年5月24日午后,海南岛东北部出现的一次较强的海风锋降水天气进行过程分析和数值模拟。结果表明:强降水发生期间,海南岛处于副热带高压边缘,中低层水汽来源充沛,降水前后K指数变化明显;两支分别来自海口海岸线向东南移动与来自文昌海岸线向西北移动的海风锋的发展、增强与移动,是导致本次降水的主要原因。另外,中部山区小尺度的地形辐合有利于过程期间海风锋的加强与发展;WRF模式的模拟结果说明,海风锋发展最旺盛的时候,锋面高度达约1000 m,宽度约0.15个经度;海风锋垂直环流圈的建立伴随着地面降水的加强;地面降水减弱时,海风锋环流圈逐渐消失。
赵文龙[6](2017)在《广州地区海陆风条件下臭氧污染的数值模拟研究》文中研究说明本研究基于WRF-CMAQ-SMOKE组成的模式系统,对2013年9月广州地区海陆风变化特征及其条件下臭氧(O3)的时空分布进行了模拟,验证了一次完整海陆风典型时段2013年9月10日16时11日13时,海陆风对O3及其前体物的影响,并利用CAMQ模式中的IPR过程分析工具,定量分析了典型时段大气过程对O3浓度的贡献。研究结果如下:(1)采用适宜本地参数化方案的WRF气象模式很好地再现了2013年9月912日广州地区典型时段海陆风变化特征。采用垂直方向风场分量V值和V-W风场变化的方法识别海陆风发生发展以及影响范围。模拟结果显示:广州南部沿海地区,海风形成时间较晚,一般为下午时段,持续时间较长,海风垂直方向影响范围可达1000m以上。(2)基于情景分析方法验证和定性分析了典型时段海陆风对O3及其前体物的输送情况。海风时段,富含O3的气团在海风的作用下向内陆城市地区输送,导致城区O3化学消耗过程作用增强;陆风时段,内陆城市地区排放的O3前体物质在陆风的作用下输送至郊区,光照条件下反应光化学反应生成O3,导致郊区O3浓度升高。(3)利用CMAQ模式中的IPR过程分析工具,定量分析了典型时段海陆风条件下大气过程对O3浓度的贡献。海风时段,城市站点和郊区站点O3的来源受垂直输送主导,贡献值分别为52.7%、54.7%;海风时段,城市站点去除过程主要为化学过程,贡献值为55.1%,而郊区站点为水平和垂直输送,贡献值为71.8%;陆风时段,垂直输送为城市站点和郊区站点O3主要源过程,贡献值分别为72.3%、79.5%;水平输送为城市站点O3主要去除过程,贡献值为57.7%,而郊区站点为干沉降,贡献值为79.2%。O3前体物NOx过程分析结果显示,海风时段,城市和郊区站点NOx来源主要为源排放,贡献值分别为77.9%、83.9%,而汇过程均为垂直输送,贡献值分别为97.2%、68.8%;陆风时段,城市和郊区站点主要源和汇过程与海风时段一致,贡献值相差不大。垂直过程分析结果显示,海风时段,城市站点各层结O3的来源受垂直输送小时平均净贡献影响显着,郊区站点各层结O3的去除受水平输送小时平均净贡献影响显着,陆风时段,城市与郊区站点大气过程对各层结O3的作用效果相似。
阿不都外力·阿不力克木[7](2016)在《渤海湾地区碰撞型海风锋及对流触发机理研究》文中提出海风锋是与沿海地区强对流天气密切相关的边界层系统之一,其中碰撞型海风锋更容易触发新的对流系统,或增强原有的对流系统。作为京津冀地区的海上门户,渤海湾属于海风锋多发地区。对渤海湾碰撞型海风锋进行研究,能够提高对该地区突发性强对流天气的认识和理解,增强灾害性天气的防灾减灾能力,有利于减少人民群众的生命财产损失。因此,本文对渤海湾地区碰撞型海风锋的多年统计特征,碰撞过程中的非典型锢囚结构及对流触发(Convection Initiation,CI)机理进行详细研究。根据天津雷达和渤海湾地区地面自动站观测资料,对2009~2015年5~9月发生的131个碰撞型海风锋个例进行统计分析。结果表明,与阵风锋碰撞的个例有85个,与对流系统碰撞的个例有46个。这些碰撞型海风锋发生碰撞的位置主要分布在天津雷达的北侧和西侧,其中西北方向最多,而南侧较少;在天津和唐山市附近约20~30 km区域范围内出现频率较高。从水平尺度来看,发生碰撞的海风锋和阵风锋约为50~300 km,而超过50%的对流系统小于50 km。碰撞型海风锋的发生具有显着的年际变化,其中2009年最多(26个),2011年最少(13个),平均每年发生18.7个。从月变化特征来看,90%以上的碰撞型海风锋发生在6-8月,其中7月份最多。碰撞型海风锋还具有显着的日变化特征,大约95%的个例发生在12~19时。对于海风锋和阵风锋碰撞的情形,约39%的个例在碰撞之前于它们中间区域发生了CI。其中当海风锋和阵风锋的水平尺度均超过150km时,碰撞前发生CI的概率高达75%。从海风锋与阵风锋移动方向的夹角来看,两条锋面迎面相向移动碰撞的个例数量占据总数的88.2%。利用中尺度数值模式 WRF(Weather Research and Forecasting model),对 2011年7月14日发生的海风锋与阵风锋碰撞个例(简称110714个例)进行高分辨率(水平分辨率为1.333km)数值模拟。该个例中,来自渤海湾的海风锋以较慢的速度向内陆移动,而从西北方向迎面而来的阵风锋移速较快,两者最终在天津市发生碰撞。通过对该碰撞过程的动力和热力结构进行分析,发现两条锋面在碰撞过程中能够把两者之间的暖空气挤压抬升至海风锋之上,形成与锋面气旋理论类似的锢囚结构。然而该过程并非产生于温带气旋之中,而是由两条具有冷锋性质的中尺度锋面相向移动碰撞形成。此外,该过程的时间和空间尺度皆远小于锋面气旋理论中的锢囚过程,因此称之为碰撞型海风锋导致的非典型锢囚过程。与经典锢囚锋理论中的“追赶过程”和“卷入过程”不同,该过程是两条中尺度冷锋碰撞形成,因此称之为“碰撞过程”。该“碰撞过程”伴随着局地强对流天气系统的快速发展。利用WRF模式对1 10714个例中两条锋面碰撞前产生的对流触发进行更高分辨率(水平分辨率为444.4 m)的模拟及诊断分析。结果表明,对流触发之前环境大气同时具备有利于对流触发的动力强迫特征(即低层辐合)和热力特征(即条件性不稳定)。根据垂直动量方程,垂直加速度可分解为动力加速度(ad)和浮力加速度(ab)。对流触发前边界层下层具有很强的ad比ab大一个量级,因此两条锋面之间的对流触发主要是动力因素导致。通过在对流单体中选取代表性的空气粒子并沿着粒子后向移动轨迹进行垂直动量诊断,发现粒子从近地面抬升至边界层顶部的过程中,ad的贡献明显大于ab,同样表明本次对流触发是由动力作用主导。根据滞弹性近似,进一步把ad分解为伸展项,水平弯曲项,垂直扭转项,以及空气密度垂直变化项等四项。诊断结果表明,ad主要是由伸展项造成的。因此,结合区域平均意义上的分析结果可以推断,在两条锋面相向移动过程中低层的辐合作用贡献了该伸展项,并且为本次CI提供了动力抬升触发机制。
沈历都[8](2016)在《非均匀边界层流场特征及城市影响海风环流的大涡模拟研究》文中研究说明本文主要通过大涡模拟实验,分别研究了小尺度地表非均匀加热的影响、海风环流的发展特征和启动机制、沿海城市对海风环流的影响等三个问题。主要研究内容与结论如下:(1)利用DALES,本文研究了理想一维、二维地表非均匀加热对有风切变对流边界层湍流特征的影响。地表热力非均匀的波长λ为4.8 km。在一维非均匀加热情形下,当风向平行于条状加热区域时,边界层的发展高度zi较高。同时,在边界层中有卷状次级环流生成,并且背景风场有利于这种环流的维持。相应的湍流方差廓线在垂直分布以及数值上都发生了显着变化。例如,近地层的u方差是随时间减小的,v方差分别在近地层和夹卷层底部出现了极大值,而w方差的最大值所在高度上升到了0.6~0.7zi。当风向垂直于条状加热区域时,仍然可以分辨出有组织环流的存在,但环流的结构十分松散且强度较弱。这种情形下的湍流方差廓线在垂直分布上与均匀加热时的相同,但数值偏小。在二维非均匀加热情形下,当风向垂直于马赛克方块的一组对边时,spin-up阶段后对流边界层中的湍流混合就已经十分充分,与均匀加热时的湍流场十分相似。然而当风向平行于马赛克方块的对角线时,边界层湍流场中出现了与一维情形下风向垂直于非均匀方向类型的湍流场相类似的结构特征,即有次级环流的生成。当风向介于两者之间时,也可以激发出卷涡状的次级环流,而且这种湍流结构同样促进了边界层的发展。再对二维非均匀加热下风向沿对角线时引起的次级环流结构进行敏感性实验,敏感因子为非均匀尺度和背景风速。实验结果表明,次级环流的维持时间依赖于无量纲因子A/zi。而且,当λ大于对流边界层中大涡的水平尺度(即λ/Zi大于某一临界值)时,适当的增大风速可以有效加强次级环流的发展。(2)本文应用WRF-LES模式,采用尺度分析法研究了在地表加热日周期变化的条件下理想海风环流的发展特征。通过多组在不同地表热通量和大气稳定度条件下的模拟实验,结果发现地表热通量越大,海风环流的体积与强度发展得越快;海风厚度Zsb与环流前方边界层高度同步发展;大气稳定度显着影响海陆环流的垂直高度,但对宽度的影响很小;海风风速Usb与海风锋的前进速度成正比;环流最大垂直上升速度Wmax与海风风速Usb的变化趋势是阶段性相同的;在发展期,海风风速极大值Umax的变化特征可以用边界层湍流垂直运动的特征速度w*来描述。此外,本文还证明Steyn (1998)提出的关于Zsb和l尺度因子是不适用的。本文检验了Steyn (1998)提出的关于Zsb和Usb的尺度关系定律。结果表明,对于海风环流发展的整个阶段来说,尺度关系定律是不成立的;只有满足条件ωt≈1才近似成立。结合环流各个物理量的尺度分析结果,本文对尺度关系定律作出修正,将关系定律中出现的ω全部替换成1/t。对于海风启动的问题,本文根据实验现象将环流最大向岸风速的位置发生移动的时刻定义为海风的启动时刻,并发现海风启动时伴随有环流前缘近地层处的局地高温低压和气流辐合现象,同时内陆边界层的高度也恰好赶超向岸气流的厚度,即h≥Zsb。基于以上现象,本文提出了海风的启动概念模型。当h<Zsb时,环流前端的扰动处于向岸气流的水平运动背景中,受到了抑制,因此不会影响向岸气流中风速的空间分布,环流不发生移动。当h≥Zsb时,扰动发生在环流的上升支当中,扰动可以被不断放大和加强,引发环流向岸气流前端的风速不断增大,最终导致了环流产生移动。海风启动的同时又会引发环流前缘处出现气流辐合,于是辐合上升运动造成了辐合区的局地低压;同时低压又会引来周围更多的暖空气,进一步加剧辐合上升过程,形成正反馈循环。此后,正反馈循环进一步加强海陆温差和气压梯度,引导和促进了海风环流的发展。(3)在前一章实验设置的基础上加入理想城市下垫面,研究了城市对海风环流发展的影响。研究结果显示理想化城市的出现显着改变了海风环流各个物理量的变化趋势。当城市直接与海洋相接时,粗糙的地表抑制了海风风速Usb的发展,同时却促进了环流的垂直上升运动,但影响效果不显着;另外还会延迟海风的启动时间。城市地表的高值热通量能够加速海陆风环流的发展;城市内陆边界处的热岛环流通过与海风环流发生耦合作用,阻碍了海风锋的前进,增强了环流的垂直上升运动;城市的粗糙地表同样也会促进热岛环流的垂直上升运动,从而增强两个环流的耦合作用。增大城市热岛强度会使海风提前启动并进一步加快海风环流的发展,同时也增强了内陆边界处的热岛环流使得两个环流发生耦合的强度更加剧烈。增加城市的宽度会推迟海风环流与热岛环流发生耦合的时间,由于两个环流都已经过了较长时间的独立发展,因此耦合的强度也更加剧烈。在离岸城市中,城市上下游边界上都有热岛环流出现。在海风环流进入城市的过程中,海风环流与城市近海岸热岛环流保持各自相对独立的发展;当近海岸热岛环流的低层水平气流逐渐与海风强度相当时,两个环流合并成一个新的海风环流。合并的海风环流由于前段在城市而后段在非城市区域影响下,因此出现了形状和强度上的不对称——海风前段较厚、风速较大;当海风环流与内陆边界处热岛环流相遇时,风速较大的海风头部会加强近地层的辐合作用,从而引发更强烈的耦合上升运动。
唐晓兰[9](2016)在《基于热带海岛污染气象特征的工业优化布局研究》文中研究表明大气污染物浓度与污染源和气象条件密切相关。海南岛大气环境不仅受到大尺度天气型影响,同时也受到由于海陆面受热不均匀所产生的海陆风的影响。通过研究热带中尺度海岛地区大气环境质量的变化特征,诊断分析大气环境污染过程形成原因和机理;基于热带海岛污染气象特征识别大气污染敏感源区域,确定源区域与典型城市的敏感系数,建立多源多污染物优化控制模型,优化主导产业布局,将产业发展的环境影响降低到最低程度,同时具有最佳经济环境效益。研究结果对于海南省在发展国际旅游岛的背景下,经济的合理快速发展具有极其重要的现实意义。采用天气分析原理和方法,分析海南岛主要热带天气系统与大气环境污染过程的分布特征和相互关系。研究结果表明,影响海南岛大气环境质量的主要天气型为大陆冷高压、热带气旋、低压槽。热带地区大型高压脊天气系统及控制下的地方性流场汇聚是造成地区大气污染物积累及峰值形成的主要原因;印缅低压槽及其偏南风、明显降水则有利于污染物的清除。根据海南岛自动气象站逐时气象资料,建立热带海岛海陆风识别标准,统计海陆风气候特征及时空分布规律。研究结果表明,海岛海陆风日从北向南海陆风日逐渐增加。海口、澄迈、临高和东方地区海风辐合发生频率较高;海岛北部内陆地区可形成明显的东北-西南走向海风汇聚带。通过敏感性研究,中尺度气象模式WRF双层嵌套模型对沿海地区海陆风有较好的模拟效果。采用CAMx-PAST数值模拟源解析方法,研究海南省各个区域分电力源、工业源、交通源、居民源、农业源、无组织扬尘六类污染源单位排放量对海南省海口市、琼海市、三亚市、东方市和五指山市5个典型城市环境空气质量的影响,研究筛选单位污染物排放量(1万吨)对区域平均浓度贡献大的敏感源区域。海南省污染源区域敏感性排序从高往低为海口地区、东部地区、西北地区、中部地区、南部地区和西南地区。基于海南省各功能区现状与区域敏感源筛选结果,提出对目前工业功能区划的调整方案。同时也对周边区域大气污染源对海南环境空气质量影响进行研究,周边区域大气污染源在旱季(1月份)海南省细颗粒物贡献率在50%左右,雨季(7月份)贡献率为30%左右。根据循环经济原理、主导产业理论和产业布局理论筛选主导产业评价指标体系,建立分级评价标准,构建循环经济型主导产业分级评价模型;筛选出3个主导产业和4个备选主导产业。根据敏感源识别结果,基于CAMx-PAST敏感系数,建立海南省6个典型区域4类源的多污染物协同控制最大允许排放量优化模型。根据SO2、NOX和VOCs单位排放量与PM2.5一次排放物之间的当量关系,确定到2020年时,海南省PM2.5浓度维持2015年水平以及在2015年基础上再降10%两种情况下,计算各类源以及主导产业SO2、NOX、VOCs和PM2.5最大允许排放量。结合天气系统演变规律及海陆风对大气污染物扩散的分析,根据源解析结果和区域最大允许排放量,调整主导产业布局,以预防区域大气环境污染。石油加工、炼焦及核燃料加工业,黑色金属冶炼及压延加工业,黑色金属矿采选业,石油与天然气开采业,非金属矿采选业均可在原地继续发展,而医药制造业应向西南地区逐步迁移,农副产业加工业应改变现有发展方式,扩大规模,可考虑在西南地区发展较大规模的农副产品加工基地。
张远汀[10](2016)在《江苏近岸海陆风特征及其海风锋强对流激发过程研究》文中研究表明利用气象常规观测资料、ECMWF Era-interim资料、江苏三站风塔资料、降水融合资料和数值模拟结果,对江苏省沿海区域的海陆风和海风锋进行分析研究。将海陆风个例按照成因分为海上副高西伸和大陆高压入海两类,并深入分析它们的异同点,更系统地认识海陆风及其特别天气系统海风锋特征,尤其是海风锋对雷暴强对流天气的激发作用。结果表明:(1)沿海海陆风出现频率随距海岸线距离减小而增大,夏季出现海陆风的频率最高,海风的强度一般大于陆风,相差约1倍。海陆风强度沿江苏海岸线自北向南逐渐增大。(2)海风锋具有高风速梯度、高温度梯度和伴随强垂直上升运动的特征,来自海上的风进入内陆时迅速减小,温度迅速增大,形成锋面。且海陆间有一定的气压梯度。有风速迅速减小的水平辐合区域,因辐合可产生强烈的上升运动,其中较为强烈的海风锋上升运动可延伸至3 km以上。风塔资料显示,海风风向比陆风更为集中。(3)两类海风锋天气过程的差异不仅在于高压环流背景的不同,还在于是否容易触发强对流活动。第Ⅰ类海上西伸副高下的海风锋系统较单一,激发强对流的概率较低,而第Ⅱ类海风锋系统,其大陆高压自陆地向海上移动,携带斜压性系统,易伴随不稳定强对流系统。而此时海风锋处垂直运动旺盛,当它与不稳定对流系统相遇时,易形成抬升激发机制。所以此类海风锋的强对流激发概率高。通过诊断各种湿物理量可判断其对强对流天气激发的可能性。(4)用WRF模式对第Ⅱ类海风锋的两次典型个例进行模拟,结果显示,对两次海风锋天气过程的模拟效果较好,能反映海风锋逐小时推进的过程,而强对流发生的个例中,CAPE在短短两小时内迅速释放;强对流不明显的个例中CAPE值减小不明显。与对流性降水有关的回波和垂直运动的尺度较小,说明对流性降水有较强的局地性。
二、台湾海峡海陆风数值模式与数值模拟试验(论文开题报告)
(1)论文研究背景及目的
此处内容要求:
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例:
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
(2)本文研究方法
调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、台湾海峡海陆风数值模式与数值模拟试验(论文提纲范文)
(1)热带扰动和弱冷空气引发的海南岛秋汛期特大暴雨时空分布特征及形成机制研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 绪论 |
1.1 引言 |
1.2 东亚低纬地区暴雨研究进展 |
1.2.1 夏季风的撤退对东亚低纬地区暴雨的影响 |
1.2.2 华南暖区暴雨 |
1.2.3 海南岛秋汛期特大暴雨 |
1.3 问题的提出 |
1.4 研究内容 |
1.5 资料、方法和定义 |
1.5.1 资料 |
1.5.2 方法 |
1.5.3 海南岛秋汛期特大暴雨的定义 |
第二章 海南岛秋汛期降水时空分布特征 |
2.1 海南岛秋汛期降水总体特征 |
2.1.1 概况 |
2.1.2 海南岛降水与华南各区及周边邻近地区降水分布的差异 |
2.1.3 海南岛秋汛期不同量级强降水的分布特征 |
2.1.4 海南岛秋汛期不同类型强降水的分布特征 |
2.1.5 海南岛秋汛期降水分布的地域特征 |
2.2 热带扰动和弱冷空气引发的海南岛秋汛期特大暴雨时空分布特征 |
2.2.1 年代际分布 |
2.2.2 月际分布特征 |
2.2.3 特大暴雨日空间分布特征 |
2.2.4 最大降水量极值空间分布特征 |
2.2.5 秋汛期特大暴雨短、中、长过程的频数分布特征 |
2.3 本章小结 |
第三章 影响海南岛秋汛期特大暴雨的大尺度环流特征 |
3.1 海南岛秋汛期逐候环流特征 |
3.1.1 对流层上层 |
3.1.2 对流层中、低层 |
3.2 秋汛期南海中北部偏东低空急流形成的机理 |
3.2.1 南海中北部低空急流特征 |
3.2.2 南海中北部低空急流形成的热力、动力学机制 |
3.2.3 南海中北部低空急流对海南岛降水的影响 |
3.3 典型秋汛期特大暴雨个例的天气学特征对比分析 |
3.3.1 个例降水概况 |
3.3.2 天气系统配置 |
3.3.3 典型个例的环流异常特征 |
3.4 不同强度秋汛期暴雨个例的对比分析 |
3.4.1 不同强度秋汛期暴雨个例过程概况 |
3.4.2 环流形势和动力特征对比分析 |
3.5 1971-2010 年海南岛秋汛期特大暴雨个例合成场分析 |
3.5.1 合成方法 |
3.5.2 环流合成场特征 |
3.6 本章小结 |
第四章 海南岛秋汛期特大暴雨典型个例的中尺度系统发生发展机制 |
4.1 过程概况 |
4.1.1 雨情 |
4.1.2 环流系统配置 |
4.2 暴雨过程中热带中尺度涡旋系统发生发展的热力、动力学分析 |
4.2.1 热带中尺度涡旋的云图演变 |
4.2.2 热带中尺度涡旋生成发展的热力、动力学分析 |
4.3 深对流触发、发展、维持的机制 |
4.3.1 最强降水日中尺度雨团与地面流场演变特征 |
4.3.2 湿中性层结对深对流形成、维持的影响机制 |
4.3.3 局地锋生过程及其对对流组织发展的影响 |
4.3.4 垂直风切变对对流发展的影响 |
4.4 本章小结 |
第五章 地形对热带扰动和弱冷空气引发的海南岛秋汛期特大暴雨的影响 |
5.1 地理分布特征 |
5.2 个例挑选和模拟方案设计 |
5.2.1 个例暴雨实况和环流形势 |
5.2.2 模式和试验设计 |
5.2.3 模拟结果检验 |
5.3 模拟结果分析 |
5.3.1 降水量的差异 |
5.3.2 水平风场的差异 |
5.3.3 大气垂直结构的差异 |
5.3.4 地形变化对水平局地锋生的影响 |
5.3.5 水汽输送和辐合强度的变化 |
5.4 本章小结 |
第六章 总结和展望 |
6.1 主要结论 |
6.2 研究创新点 |
6.3 不足与展望 |
参考文献 |
致谢 |
作者简介 |
在读期间主要科研成果 |
(3)基于WRF模拟的晋江市海陆风特征分析(论文提纲范文)
1 资料和方法 |
1.1 研究区域概况 |
1.2 海陆风判别 |
1.3 基于站点的海陆风分析 |
1.4 WRF模型和模拟方案 |
1.4.1 WRF模型简介 |
1.4.2 模拟方案 |
2 结果与分析 |
2.1 典型日的海陆风基本特征 |
2.2 典型日的风场特征模拟 |
2.2.1 基于WRF模拟的海陆风特征验证 |
2.2.2 海陆风特征的空间分布 |
3 结论与讨论 |
(4)海风锋及低压环流对闽东一次暴雨过程的影响分析(论文提纲范文)
引言 |
1 过程概况与环流背景 |
1.1 过程概况 |
1.2 环流背景 |
1.3 气旋性涡旋的发展 |
2 模拟试验 |
2.1 试验设计 |
2.2 模拟降水场检验 |
2.3 模拟形势场检验 |
3 海风锋的形成与移动 |
4 暴雨区大气层结演变特征 |
4.1 暴雨区垂直风场演变 |
4.2 动力、热力特征分析 |
4.2.1 动力特征 |
4.2.2 热力特征 |
5 结论与讨论 |
(5)一次海风锋天气过程分析与数值模拟(论文提纲范文)
引言 |
1 降水实况和资料来源 |
1.1 降水实况 |
1.2 资料来源 |
2 天气特征与降水过程分析 |
2.1 大尺度环流背景和对流参数的特征 |
2.2 降水回波分析 |
2.3 自动站风场分析 |
3 数值模拟 |
3.1 降水实况模拟 |
3.2 垂直环流模拟 |
4 结论 |
(6)广州地区海陆风条件下臭氧污染的数值模拟研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第一章 绪论 |
1.1 研究目的及意义 |
1.2 研究进展 |
1.3 空气质量模式介绍 |
1.4 研究内容和技术路线 |
第二章 模式参数选取与评估方法 |
2.1 模式设置 |
2.2 模拟结果评估方法 |
2.3 气象因素模拟比对 |
2.4 O_3模拟结果比对 |
2.5 小结 |
第三章 海陆风特征及模拟分析 |
3.1 海陆风识别 |
3.2 海陆风变化特征 |
3.3 小结 |
第四章 海陆风条件下O_3污染特征及情景模拟分析 |
4.1 特定时段概况描述 |
4.2 情景方案设计 |
4.3 海陆风条件下不同模拟情景结果分析 |
4.4 小结 |
第五章 海陆风条件下O_3污染过程的模型模拟与计算分析 |
5.1 过程分析 |
5.2 海陆风条件下近地面O_3污染过程分析 |
5.3 海陆风条件下近地面O_3污染逐时过程分析 |
5.4 海陆风条件下近地面O_3前体物NO_x演化过程分析 |
5.5 海陆风条件下垂直层过程分析 |
5.6 小结 |
第六章 结论与展望 |
6.1 研究结论 |
6.2 创新点 |
6.3 不足与展望 |
参考文献 |
附录:攻读硕士学位期间发表论文情况 |
致谢 |
(7)渤海湾地区碰撞型海风锋及对流触发机理研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 绪论 |
1.1 引言 |
1.2 海陆风环流及海风锋研究进展 |
1.3 锢囚过程及锢囚锋研究进展 |
1.4 对流触发(CI)研究进展 |
1.5 研究内容和意义 |
1.6 研究创新点 |
参考文献 |
第二章 资料与方法 |
2.1 资料介绍 |
2.1.1 观测资料 |
2.1.2 NCEP GFS分析资料 |
2.2 碰撞型海风锋的识别方法 |
2.3 WRF模式介绍 |
2.4 垂直加速度诊断方程 |
2.5 多重网格算法及MUDPACK软件介绍 |
2.6 本章小结 |
参考文献 |
第三章 渤海湾地区碰撞型海风锋的统计分析 |
3.1 引言 |
3.2 碰撞型海风锋发生碰撞的时空分布特征 |
3.3 碰撞型海风锋碰撞处的对流发生发展特征 |
3.4 碰撞型海风锋与阵风锋碰撞前触发对流特征 |
3.5 碰撞型海风锋与阵风锋碰撞形态特征 |
3.6 本章小结 |
参考文献 |
第四章 碰撞型海风锋导致的非典型锢囚过程分析 |
4.1 引言 |
4.2 “110714”过程概况 |
4.2.1 天气形势及环境特征 |
4.2.2 海风锋和阵风锋的演变特征 |
4.3 数值模拟 |
4.3.1 WRF模式设置 |
4.3.2 模拟结果检验 |
4.3.3 模拟的海风锋和阵风锋基本特征 |
4.4 非典型锢囚过程 |
4.4.1 “碰撞”过程 |
4.4.2 “碰撞”过程伴随的局地对流特征 |
4.5 本章小结 |
参考文献 |
第五章 海风锋与阵风锋碰撞前的对流触发机理分析 |
5.1 引言 |
5.2 数值模拟 |
5.2.1 WRF模式设置 |
5.2.2 模拟结果检验 |
5.3 垂直加速度的动量诊断 |
5.3.1 出现CI的区域平均特征 |
5.3.2 单个对流单体中空气粒子轨迹上的动量诊断 |
5.4 本章小结 |
参考文献 |
第六章 全文总结与展望 |
6.1 全文总结 |
6.2 讨论与展望 |
致谢 |
附录Ⅰ |
(8)非均匀边界层流场特征及城市影响海风环流的大涡模拟研究(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第一章 绪论 |
1.1 研究背景和意义 |
1.2 国内外的研究进展 |
1.2.1 非均匀下垫面对大气边界层的影响 |
1.2.2 海陆风的观测与数值模拟 |
1.2.3 城市与海陆风环流的相互作用 |
1.3 研究内容 |
1.3.1 问题的提出 |
1.3.2 章节安排 |
第二章 有风切变时地表非均匀加热下的对流边界层湍流场特征 |
2.1 前言 |
2.2 研究方法 |
2.2.1 模式应用 |
2.2.2 实验设置 |
2.3 一维、二维非均匀加热的比较 |
2.3.1 边界层高度的发展 |
2.3.2 平均廓线的差异 |
2.3.3 湍流方差廓线的比较 |
2.3.4 次级环流的影响随时间的变化 |
2.4 二维非均匀加热时风向的影响 |
2.4.1 边界层高度的发展 |
2.4.2 湍流统计量的特征 |
2.4.3 次级环流的结构特征 |
2.4.4 次级环流的影响 |
2.5 二维非均匀尺度和风速的影响 |
2.6 本章小结 |
第三章 海风环流的发展和启动机制 |
3.1 前言 |
3.2 研究方法 |
3.2.1 数值模式 |
3.2.2 实验设计 |
3.2.3 尺度分析法 |
3.3 海风环流的发展 |
3.3.1 环流的流场特征 |
3.3.2 环流物理量的时间变化特征 |
3.3.2.1 Z_(sb)、l的时间变化特征 |
3.3.2.2 U_(sb)、w_(max)的时间变化特征 |
3.3.2.3 U_(max)的时空变化特征 |
3.4 Steyn尺度关系定律 |
3.5 环流的启动机制 |
3.5.1 启动特征与时刻 |
3.5.2 启动时的现象 |
3.5.2.1 环流前方的边界层高度 |
3.5.2.2 环流前方的局地压力与温度变化 |
3.5.3 启动和发展机制 |
3.6 本章小结 |
第四章 城市对海风环流发展的影响 |
4.1 前言 |
4.2 实验设计 |
4.3 海风环流物理量的时间变化特征 |
4.4 地表粗糙度对海风环流的影响 |
4.5 热岛环流对海风环流的影响 |
4.5.1 控制实验及地表粗糙度的间接影响 |
4.5.2 热岛强度与城市宽度的影响 |
4.5.3 离岸城市的影响 |
4.6 尺度分析 |
4.7 本章小结 |
第五章 总结与展望 |
5.1 全文总结 |
5.2 创新点 |
5.3 展望 |
参考文献 |
致谢 |
(9)基于热带海岛污染气象特征的工业优化布局研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 研究背景 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 大气环境污染过程与天气型 |
1.2.2 大气环境污染过程与海陆风 |
1.2.3 大气源解析及敏感源区域识别 |
1.2.4 工业优化布局 |
1.3 研究内容 |
1.4 研究意义及创新点 |
第2章 研究方法与数据来源 |
2.1 海陆风日统计方法 |
2.2 源清单建立 |
2.3 中尺度气象模型敏感性分析 |
2.4 空气质量模型CAMx |
2.4.1 CAMx简介 |
2.4.2 PSAT模块原理 |
2.4.3 实验设计 |
2.5 小结 |
第3章 热带海岛地区环境污染过程特征研究 |
3.1 热带海岛一次污染过程与天气型 |
3.1.1 热带海岛一次污染过程统计分析 |
3.1.2 热带海岛一次污染过程天气型统计分析 |
3.1.3 概念模型 |
3.1.4 典型环境污染过程分析 |
3.2 热带海岛地区环境污染与海陆风 |
3.2.1 海南岛海陆风日时空分布规律 |
3.2.2 海南岛海风辐合区时空分布规律 |
3.2.3 一次典型海陆风过程分析 |
3.3 本章小结 |
第4章 热带海岛地区敏感源识别与功能分区 |
4.1 海南省源解析 |
4.2 海南省敏感源识别 |
4.2.1 环境敏感系数 |
4.2.2 污染物当量系数 |
4.3 海南省工业功能区调整 |
4.3.1 海南省工业布局现状 |
4.3.2 海南省工业功能区调整方案 |
4.4 本章小结 |
第5章 热带海岛地区工业优化布局 |
5.1 海南省循环经济型主导产业筛选 |
5.1.1 循环经济型主导产业指标体系 |
5.1.2 循环经济型主导产业指标权重 |
5.1.3 循环经济型主导产业指标分级标准 |
5.1.4 海南省工业主导产业筛选 |
5.2 海南省污染物最大允许排放量及优化 |
5.2.1 污染物最大允许排放量一般模型 |
5.2.2 海南省污染物最大允许排放量优化模型 |
5.2.3 优化结果及分析 |
5.3 海南省工业园主导产业优化布局 |
5.3.1 海南省工业园现状及评价 |
5.3.2 海南省工业园主导产业优化布局对策 |
5.4 本章小结 |
结论与展望 |
参考文献 |
攻读博士学位期间所发表的学术论文 |
致谢 |
附图A |
附录B |
(10)江苏近岸海陆风特征及其海风锋强对流激发过程研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第一章 绪论 |
1.1 研究目的与意义 |
1.2 国内外研究进展 |
1.2.1 海陆风研究进展 |
1.2.2 海风锋研究进展 |
1.2.3 海风锋激发雷暴的研究 |
1.3 主要研究内容 |
第二章 资料与方法 |
2.1 资料简介 |
2.2 方法简介 |
2.2.1 海陆风识别所用资料 |
2.2.2 海风、陆风风向的确定 |
2.2.3 海风锋识别方法 |
2.2.4 WRF中尺度模式 |
第三章 江苏海陆风基本特征 |
3.1 江苏海陆风频率统计 |
3.1.1 空间分布特征 |
3.1.2 时间分布特征 |
3.2 海陆风强度分布特征 |
3.3 区域海陆风统计分析 |
3.4 风塔资料分析 |
3.5 海陆风与海风锋 |
3.6 本章小结 |
第四章 第Ⅰ类海风锋天气过程分析 |
4.1 第Ⅰ类海风锋基本特征 |
4.1.1 基本特征归纳 |
4.1.2 过程描述 |
4.1.3 个例挑选 |
4.2 第Ⅰ类海风锋基本要素特征 |
4.2.1 500hPa环流特征 |
4.2.2 850hPa环流特征 |
4.2.3 地面温压风场 |
4.2.4 地面垂直速度场分布 |
4.2.5 垂直剖面环流 |
4.2.6 TBB资料与小时降水资料分析 |
4.2.7 风塔资料 |
4.3 第Ⅰ类海风锋诊断分析 |
4.3.1 CAPE |
4.3.2 水汽条件 |
第五章 第Ⅱ类海风锋天气过程分析 |
5.1 第Ⅱ类海风锋基本特征 |
5.1.1 基本特征归纳 |
5.1.2 过程描述 |
5.1.3 个例挑选 |
5.2 第Ⅱ类海风锋要素分布特征 |
5.2.1 500hPa形势场 |
5.2.2 850hPa风场 |
5.2.3 地面温压风场 |
5.2.4 地面垂直运动 |
5.2.5 垂直剖面环流 |
5.2.6 TBB资料与小时降水资料分析 |
5.2.7 风塔资料分析 |
5.3 第Ⅱ类海风锋诊断分析 |
5.3.1 CAPE |
5.3.2 水汽条件 |
5.3.3 湿位涡 |
5.4 两类海风锋对比分析小结 |
第六章 海风锋演变过程数值模拟 |
6.1 WRF模式介绍 |
6.2 数值模拟 |
6.2.1 数值模拟方案设计 |
6.2.2 模拟结果检验 |
6.3 WRF模拟结果分析 |
6.3.1 CAPE的水平分布 |
6.3.2 CAPE垂直分布 |
6.3.3 模拟雷达回波分析 |
6.4 本章小结 |
第七章 总结与展望 |
7.1 总结 |
7.2 存在问题与展望 |
参考文献 |
致谢 |
作者简介 |
四、台湾海峡海陆风数值模式与数值模拟试验(论文参考文献)
- [1]热带扰动和弱冷空气引发的海南岛秋汛期特大暴雨时空分布特征及形成机制研究[D]. 冯文. 南京信息工程大学, 2020(01)
- [2]我国东南沿岸及复杂山地后汛期降水日变化的数值研究[J]. 赵玉春,王叶红. 大气科学, 2020(02)
- [3]基于WRF模拟的晋江市海陆风特征分析[J]. 杨沈斌,谢锋,李梦琪,陈星宜,姜静敏. 大气科学学报, 2019(03)
- [4]海风锋及低压环流对闽东一次暴雨过程的影响分析[J]. 陈德花,潘宁,张玲,张伟,荀爱萍. 暴雨灾害, 2018(02)
- [5]一次海风锋天气过程分析与数值模拟[J]. 童志明,施萧,冯箫. 气象与环境科学, 2017(02)
- [6]广州地区海陆风条件下臭氧污染的数值模拟研究[D]. 赵文龙. 暨南大学, 2017(02)
- [7]渤海湾地区碰撞型海风锋及对流触发机理研究[D]. 阿不都外力·阿不力克木. 南京大学, 2016
- [8]非均匀边界层流场特征及城市影响海风环流的大涡模拟研究[D]. 沈历都. 南京大学, 2016(02)
- [9]基于热带海岛污染气象特征的工业优化布局研究[D]. 唐晓兰. 北京工业大学, 2016(02)
- [10]江苏近岸海陆风特征及其海风锋强对流激发过程研究[D]. 张远汀. 南京信息工程大学, 2016(02)