导读:本文包含了行星边界层论文开题报告文献综述、选题提纲参考文献及外文文献翻译，主要关键词:湍流,边界层,通量,模式,尺度,地表,行星。
行星边界层论文文献综述
郭燕玲[1]（2017）在《适用于行星边界层单柱模式的研发和数值试验的初步研究》一文中研究指出单柱模式是目前气候模式中物理过程参数化方案研究的重要手段之一,能更好地揭示其物理过程的特征和本质。论文将单柱模式应用于海洋行星边界层的研究中,针对单柱模式计算中存在的问题,提出了将有限元方法、Doolittle算法用于求解模式方程组和框架方案,通过编写的模式对南中国海的行星边界层进行了数值试验,使用ERA-Interim再分析资料对模拟结果进行了对比分析,初步探讨了海洋行星边界层的变化特征。研究结果表明:单柱模式框架和计算方案采用有限元方法、Doolittle算法之后,与原框架和计算方案相比提高了约51倍,较好地解决了计算速度问题,为叁阶及高阶闭合方案计算在模式中的大范围应用提供了参考。论文提出的新的框架计算方案,模拟的温度、比湿、风速的结果与ERA-Interim数据相比有较好的一致性,并更好地反映了边界层的层结结构特征。模拟的长波净辐射通量无云时,随高度增加而增大,日变化在低层受低空大气影响,在下午出现一个极值区,14:00左右达到最低值;受云影响,长波净辐射通量变化与无云时相比出现了显着的差异。模拟的短波净辐射通量存在明显的日变化,无云时,日变化受低空大气影响,在下午出现一个极值区,14:00左右达到最大值;有云时,短波净辐射通量变化与无云时相比同样存在着显着的差异。模拟的比湿值受蒸发影响,在晴空状态下,随时间抬升;云发展初期其值变率较大,变化随高度存在延迟现象。模拟的液态水在日出后逐渐增大,云生成之后变化不大。从分析结果来看,新的框架计算方案能够较好地模拟行星边界层特征。(本文来源于《兰州大学》期刊2017-06-01）
管振宇,管兆勇,蔡佳熙,马奋华[2]（2013）在《华东区域夏季行星边界层大气稳定度的气候特征及其与气溶胶的联系》一文中研究指出利用1979—2008年夏季(6—8月)逐日NCEP/NACR再分析资料、MODIS卫星的气溶胶资料等,研究了华东区域夏季行星边界层大气稳定度的气候特征与年际变化,分析了大气稳定度和相应的加热场与气溶胶光学厚度(aerosol optical depth,AOD)的联系。结果表明:华东区域夏季行星边界层大气稳定度在空间上分布不均匀,时间上具有明显的年际变化。边界层中的非绝热加热率、大气稳定度及气溶胶光学厚度叁者之间可能存在密切联系。利用经验正交函数分析了华东区域总体理查森数Ri b的距平场,得到了边界层稳定度分布的3个主要模态,这3个模态所代表的边界层大气稳定度异常与夏季风环流异常密切相关,特别是P-J型遥相关波列和西太平洋副热带高压在中国东部大气边界层稳定度变化中可能起着非常重要的作用。(本文来源于《大气科学学报》期刊2013年06期）
黄鹤,郭振海,游小宝[3]（2010）在《白洋淀水陆下垫面上行星边界层空间变动研究》一文中研究指出利用叁维非静力中尺度模式ARPS,对白洋淀地区水陆非均匀下垫面上大气边界层结构及其变动进行了模拟研究.结果表明,晴天弱背景下,白洋淀地区陆地大气比湿高于水域的情况发生在白天大部分时间内,是普遍存在的一种现象,该现象首先出现在近地层,然后不断向高空延伸,与水陆两种不同的下垫面特征密切相关.由于水陆下垫面的差异,导致水域感热和潜热通量全天较小,变化平稳,而陆地日间感热和潜热通量较大,且潜热高于感热.水陆两地近地层湍流运动状态存在较大差异,湍流输送在水陆比湿空间变动过程中起决定性作用.形成的局地环流同样影响着水陆比湿的空间变动,主要表现在环流上下支对近地层湍流发展以及水汽的垂直输送的影响.陆地上空水汽主要来源于土壤植被的蒸发蒸腾,而来自水域的仅占很少一部分.(本文来源于《地球物理学报》期刊2010年09期）
黄鹤,郭振海,李英华,孟冬梅,刘爱霞[4]（2009）在《白洋淀水陆下垫面上行星边界层空间变动研究》一文中研究指出利用叁维非静力中尺度模式ARPS,对白洋淀地区水陆非均匀下垫面上大气边界层结构及其变动进行了模拟研究。结果表明:晴天弱背景下,白洋淀地区陆地大气比湿高于水域的情况发生在白天大部分时间内,是普遍存在的一种现象,该现象首先出现在近地层,然后不断向高空延伸,与水陆两种不同的下垫面特征密切相关。由于水陆下垫面的差异,导致水域感热和潜热通量全天较小,变化平稳,而陆地日间感热和潜热通量较大,且潜热高于感热。水陆两地近地层湍流运动状态存在较大差异,湍流输送在水陆比湿空间变动过程中起决定性作用。形成的局地环流同样影响着水陆比湿的空间变动,主要表现在环流上下支对近地层湍流发展以及水汽的垂直输送的影响。陆地上空水汽主要来源于土壤植被的蒸发蒸腾,而来自水域的仅占很少一部分。(本文来源于《第26届中国气象学会年会人工影响天气与大气物理学分会场论文集》期刊2009-10-14）
黄倩[5]（2008）在《不同下垫面上行星边界层对流的数值模拟研究》一文中研究指出边界层对流在热量、水汽、动量以及气溶胶的传输中起着重要作用。不同的下垫面不仅影响空气中的物理特性,而且还能影响边界层对流的形式及其发展高度。边界层对流卷是平坦地形上较常见的边界层对流。当控制深对流触发的中尺度辐合较弱时,边界层对流可以触发深对流的发生。地形的变化能改变边界层的气流,如在起伏不平的山地,对流的分布往往是由迎风坡的坡度和宽决定的。而在极端干旱的沙漠地区,较强的地表感热通量引起的深厚边界层干对流使沙漠地区夏季的边界层厚度可以达到5km以上的高度。深厚的边界层对流对沙尘的传输也有重要影响。本文利用一大涡模式(LEM)模拟研究了平坦地形上边界层对流卷形成和消散的地表热通量和风切变的条件,比较了对流卷和非对流卷在深对流的触发中的不同。还选取了一实际的半干旱复杂山区用复杂地形上的边界层模式(BLASIUS),在不同的天气条件下模拟研究了半干旱山区上空的垂直速度场分布和对流特征以及地形对热力对流活动的影响。最后在极端干旱的沙漠地区,用LEM模式模拟了撒哈拉沙漠地区特有的边界层结构,并探讨了非均匀的地表热通量对撒哈拉对流边界层和撒哈拉残留层、以及对流边界层到残留层之间传输的影响。边界层中有不同形式的对流活动。而水平对流卷是边界层中普遍存在的对流形式之一。它在深对流的触发中起着重要作用。对流卷不仅可以与中尺度辐合带相互作用为深对流的发展提供有利地点,而且它本身也可以触发深对流。本文利用英国气象局的叁维大涡模式(LEM)模拟研究了Small Cumulus Microlohysical Study(SCMS)外场试验期间8月15日观测的水平对流卷。模拟的边界层变量与实测的探空廓线和飞机观测结果相比,尽管模拟的虚位温和水汽混合分别比观测的大0.5K和减小0.2gkg~(-1),但是模拟和观测的垂直速度场具有相似的变化范围(-2或-3 ms~(-1)到2.5ms~(-1)),而且模式能较合理地模拟出实测的边界层对流卷。利用此模式我们还考察了对流卷的形成对地表热通量和地转风切变值的大小依赖关系。模拟的个例结果显示对流卷维持所需要的地表热通量的上限是110Wm~(-2)(由于模式运行所需的自旋(spin-up)时间的限制,我们无法判断对流卷维持所需的地表热通量值的下限)。当边界层风切变大于5×10~(-3) s~(-1)时,有对流卷形成。模拟结果还表明,当5≤－Zi/L≤45时,对流卷开始消散。这个临界值的大小与包含风切变、对流边界层高度和对流速度尺度的无量纲量(如(?))有关。我们还对垂直速度场和余弦函数进行了二维相关分析,从而定量地评估了边界层对流卷的线性(用0.25作为对流卷形成的临界值)。为了探讨边界层对流卷在深对流触发中的重要性,我们比较了边界层对流卷和非对流卷的个例(对流卷和非对流卷的实验中,除了风和风切变不同,其它模拟条件都相同)。结果表明,在对流卷和非对流卷的个例中,是初始气块的变化对对流抑制能量(CIN)的大小有主要贡献,而初始气块抬升逆温层顶的过程对CIN的变化影响较小。另外,非对流卷具有较强的湿上升气流,而在对流卷中上升和下沉运动的分布较对称,而且它的下沉气流比非对流卷的强。因此非对流卷具有更小的CIN值,这使非对流卷的云顶高度较对流卷的早15分钟开始增加。而对流卷的个例中云层的加深较非对流卷的迅速,从而使两者的云顶高度约在同一时间达到最大(2.7km)。本文还利用高分辨率的数值模式(BLASIUS),从西北地区选取了一实际的复杂山区进行了一系列的理想数值模拟。分析了在不同天气条件下(不同的大尺度地转风和大气静力稳定度下)山区上空的垂直速度场分布和对流特征以及地形对热力对流活动的影响。模式结果表明,当地转风速较小(如风速为5ms~(-1)和10ms~(-1)的情况)(Froude数小于0.5的情况)的条件下,气流往往被山峰阻塞而在迎风坡造成地形强迫和辐合性抬升,从而易在迎风坡触发深对流活动;在背风坡则由于迎风坡的绕流重新辐合而造成垂直运动。绕流的辐合是触发深对流活动的另一重要因子。当地转风速较大时(20ms~(-1)),气流很容易越过山脊,地形重力波容易在山地下游被激发。另外还分析了复杂地形上空热力对流的特征。结果显示,模式积分3h后,有对流卷在山脊的周边产生;模式积分6h后,一些强度较弱的对流卷开始消失或者与其它的对流卷合并,而且对流卷的波长也有所增加。另外,在大气静力稳定度较小时,对流卷的强度也较强。因此对流活动在稳定度较小时可以延伸到更高的高度。如果对流上升运动正好与重力波相拌的上升运动区相合,在此区域内的垂直上升运动将得到加强。相反地,如果对流上升运动正好与重力波相伴的下沉运动区相重合,在此区域内的对流上升运动将受到抑制。重力波除了与对流活动相耦合,使气团上升到较高的高度外,如果重力波的走向与对流卷的走向夹角不大时,重力波对对流卷走向的影响较显着。因此我们认为重力波的走向很可能会影响到深对流系统的传播路经。实测结果表明撒哈拉对流边界层(CBL)增温2K与撒哈拉地表反照率分布不均匀(如尺度约为20km的岩石区地表反照率是0.2,而周围沙漠的地表反照率为0.45)密切相关。进而猜测地表反照率分布不均匀也可能影响撒哈拉残留层(SRL)的垂直混合。由于缺少SRL的观测资料,这一猜测只能由数值模拟结果来证实。因此我们GERB Intercomparison of Longwave and Shortwave Radiation(GERBILS)外场试验期间两个观测个例为基础,利用大涡模式进行了大量的敏感性数值模拟实验,研究了非均匀的地表热通量对撒哈拉对流边界层、撒哈拉气层及CBL到SRL的传输的影响。模拟结果表明,地表较热的区域里(在模式的底层取一小块,使它表面的热通量高于周围区域表面的热通量)CBL中产生的上升和辐合运动,加强了CBL到SRL的传输;而热区周围的下沉运动又抑制了CBL的增长。在环境风速较小,非均匀的地表热通量加强的条件下,如果保持模拟区域的地表热通量保持不变,即增加热区地表热通量但减少热区周围的地表热通量时,导致对流边界层变冷、厚度减小;如果是热区周围区域的地表热通量保持不变,则对流边界层变暖,且厚度减小。为了进一步研究地表热通量的非均匀性对CBL和SRL之间物质传输的影响,我们在模式的底层(200m高度以下)加入了被动示踪物(值为100)。通过分析不同的(?)或(?)(这里M和D分别是地表热通量和热区水平尺度的增大倍数,U是1000m高度上的初始风速)。对应的示踪物浓度的垂直廓线表明,(?)或MD增大时(风速较小,非均匀的地表热通量强度较大时)不仅使对流边界层(CBL)的厚度减小,而且可以加强示踪物从对流边界层(CBL)到撒哈拉残留层(SRL)的传输。模拟结果还显示,当环境风速增加时,由于热区引起的辐合运动加强了它西侧的风速,从而导致示踪物在热区西侧的抬升有所加强。而且当环境风速较低时(小于15ms~(-1)),由于非均匀的地表热通量可以引起局地风速的增大,从而增加了总体示踪物抬升的趋势。(本文来源于《兰州大学》期刊2008-11-01）
岳欣[6]（2004）在《行星边界层附近不同高度大气颗粒物空气动力学粒径分布特征研究》一文中研究指出随着人们对大气环境问题的逐步关注，各国科学家们对大气颗粒物的污染特征和污染状况进行了广泛的研究。在研究大气颗粒物浓度的同时，考察大气颗粒物的粒径分布特征已经成为大气科学家们越来越关注的领域之一。 大气颗粒物粒径分布反映了大气污染源的污染特征和大气污染物的物理和化学转化过程。不同粒径大气颗粒物的太阳辐射特性不同，因而大气颗粒物在高空的分布以及其粒径分布对气候变化有重要影响。 本文通过2002年春季、2002年冬季和2003年夏季3次航空观测，对空中大气颗粒物的粒径分布特征进行了研究。航测区域为中国东部沿海岸线地区，北至丹东，南至珠海。2002年春季飞行的起降机场包括广东珠海机场、广东汕头机场、福建福州机场、浙江路桥机场(浙江义乌机场)、江苏如皋机场、山东青岛机场和大连瓦房店机场，飞行高度为2000m。2002年冬季飞行的起降机场包括江苏常州机场、浙江宁波机场和山东青岛机场，飞行高度为3000m、2000m、1000m和500m。2003年夏季航测为在常州机场上空2800m至400m共7个不同高度的飞行。 利用TSI APS3310A空气动力学粒径谱仪对不同高度大气颗粒物粒径分布特征的研究，我们发现高空的大气颗粒物浓度远低于地面附近的浓度，并且存在独特的多峰分布特征，即粒径分布中存在多个粒径处的峰值。这一多峰分布特征在地面大气颗粒物粒径分布的研究中很少发现。这一特征说明了在高空中，大气颗粒物的来源是广泛的并且是区域性的，体现了区域中不同污染源的协同贡献。(本文来源于《中国环境科学研究院》期刊2004-06-30）
左志燕,康红文[7]（2004）在《长江流域一次暴雨过程的模拟对行星边界层参数化的敏感性研究》一文中研究指出用MM5对长江流域的一次暴雨进行模拟考察其对行星边界层参数化的敏感性。不同的边界层参数化表现在不同的地表通量和垂直混合设计上;;本文分析了MM5中4个主要方案地表通量和垂直混合参数化方案的不同以及它们对降水强度、落区和时间的影响。研究还发现;;地表通量对暴雨模拟结果的影响比垂直混合方案要大。(本文来源于《新疆气象》期刊2004年02期）
左志燕[8]（2004）在《行星边界层参数化对我国夏季降水的影响及其成因分析》一文中研究指出我国是世界上暴雨多发的国家，研究暴雨的中尺度结构，揭示暴雨的演变过程，了解暴雨发生发展的动力学物理机制，成为大气科学必须解决的问题，其中行星边界层的参数化方案研究是问题的关键之一。边界层过程造成的垂直热量、动量和水汽输送对于暴雨的发展和形成具有非常重要的意义，在对我国夏季暴雨的数值模拟中，边界层的参数化方法被证明是非常重要的一部分。 本文选择MM5中局地混合的Burk-Thompson边界层参数化方案和非局地混合的Medium Research Forecast(MRF)边界层参数化方案，对2002年6月我国南方和江淮流域降水进行边界层参数化敏感性实验，并与实况降水场进行比较。分析表明，6月南方和江淮流域降水具有明显的边界层特征，两个边界层方案对我国南方和江淮夏季降水都有较好的预报能力，能较好地模拟出降水的主要落区和强降水中心，但两个方案对降水中心位置和强度模拟有较大的差异。行星边界层的地表通量参数化和垂直混合参数化通过影响热量、动量和水汽的垂直输送对暴雨降水强度、落区和发生时间进行影响。本文分析了地表通量的参数化和垂直混合对水汽、热量和动量通量的垂直输送的影响，结果发现通量的垂直输送较大地受地表通量的影响，地表通量通过对水汽、热量和动量的影响，进而对降水的落区和强度产生较大的影响。相对而言，降水对地表潜热通量有较高的敏感性，而对地表感热通量敏感性不大。因此我们对MM5中的边界层参数化方案进行了修改，增加了对近地层总体交换系数的计算，增加了总体交换系数的输出，并分析降水对总体交换系数敏感性。 不同的边界层参数化方案模拟出差异较大的降水发生时间，一般MRF方案的降水发生时间晚于Burk-Thompson边界层参数化方案，这可能与MM5模式中Burk-Thompson边界层参数化方案和MRF边界层参数化方案对粗糙度不同的处理有关系，MM5中MRF对地形粗糙度的过于简单的处理可能是导致其降水发生时间较晚的原因。(本文来源于《中国气象科学研究院》期刊2004-04-01）
吴晓庆,马成胜,袁仁民,曾宗泳,王英俭[9]（2003）在《海面上行星边界层微结构的探空测量》一文中研究指出用自行研制的探空仪于1999年6月在东海进行了探空实验,得到了海面上大气温度、湿度、气压、C_n~2廓线。资料分析表明:800m以下海面上温度的日变化不超过3℃,逆温强度较弱。当纬度增加1℃,海表面气温减少1℃。C_n~2随高度迅速下降,从海表面直至500m达到相对小的区域,在500～2000m高度内C_n~2基本上保持不变。湍流峰值往往出现在位温梯度较大的地方。并对海面上位温廓线日变化进行了数值模拟。(本文来源于《量子电子学报》期刊2003年03期）
ＤａｐｅｎｇＸｕ,ＰｅｔｅｒＡ．,Ｔａｙｌｏｒ,托亚[10]（1998）在《行星边界层模式中中性层结条件下的E-ε-l湍流闭合方案》一文中研究指出由标准Ｅ－ε模式得到的行星边界层厚度似乎太大，之所以如此，可归因于湍流动能（Ｅ）的耗散率（ε）方程，特别是方程中耗散生成和损失项的参数化方法。在大气边界层的模拟研究中，我们认为谱能储存部分的谱串级输送过程必须作为耗散生成的一部分加以考虑，并用特征长度ｌε表示。与标准模式一样，耗散局地生成和损失作用之间的“平衡”的不稳定性，当作正比于Ｅ２／Ｅ的量处理。文中提出Ｅ－ε－ｌ湍流闭合方案，同时包含了混和长度ｌｍ和ｌε。虽然ε仍决定Ｅ方程中的耗散率，但其重要性减弱了。(本文来源于《气象科技》期刊1998年03期）
行星边界层论文开题报告
（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：
利用1979—2008年夏季(6—8月)逐日NCEP/NACR再分析资料、MODIS卫星的气溶胶资料等,研究了华东区域夏季行星边界层大气稳定度的气候特征与年际变化,分析了大气稳定度和相应的加热场与气溶胶光学厚度(aerosol optical depth,AOD)的联系。结果表明:华东区域夏季行星边界层大气稳定度在空间上分布不均匀,时间上具有明显的年际变化。边界层中的非绝热加热率、大气稳定度及气溶胶光学厚度叁者之间可能存在密切联系。利用经验正交函数分析了华东区域总体理查森数Ri b的距平场,得到了边界层稳定度分布的3个主要模态,这3个模态所代表的边界层大气稳定度异常与夏季风环流异常密切相关,特别是P-J型遥相关波列和西太平洋副热带高压在中国东部大气边界层稳定度变化中可能起着非常重要的作用。
（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。
行星边界层论文参考文献
[1].郭燕玲.适用于行星边界层单柱模式的研发和数值试验的初步研究[D].兰州大学.2017
[2].管振宇,管兆勇,蔡佳熙,马奋华.华东区域夏季行星边界层大气稳定度的气候特征及其与气溶胶的联系[J].大气科学学报.2013
[3].黄鹤,郭振海,游小宝.白洋淀水陆下垫面上行星边界层空间变动研究[J].地球物理学报.2010
[4].黄鹤,郭振海,李英华,孟冬梅,刘爱霞.白洋淀水陆下垫面上行星边界层空间变动研究[C].第26届中国气象学会年会人工影响天气与大气物理学分会场论文集.2009
[5].黄倩.不同下垫面上行星边界层对流的数值模拟研究[D].兰州大学.2008
[6].岳欣.行星边界层附近不同高度大气颗粒物空气动力学粒径分布特征研究[D].中国环境科学研究院.2004
[7].左志燕,康红文.长江流域一次暴雨过程的模拟对行星边界层参数化的敏感性研究[J].新疆气象.2004
[8].左志燕.行星边界层参数化对我国夏季降水的影响及其成因分析[D].中国气象科学研究院.2004
[9].吴晓庆,马成胜,袁仁民,曾宗泳,王英俭.海面上行星边界层微结构的探空测量[J].量子电子学报.2003
[10].ＤａｐｅｎｇＸｕ,ＰｅｔｅｒＡ．,Ｔａｙｌｏｒ,托亚.行星边界层模式中中性层结条件下的E-ε-l湍流闭合方案[J].气象科技.1998
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