地表拖曳对斜压波地面锋生的影响

利用三维非静力中尺度数值模式MM5模拟了干湿大气条件中纬度典型斜压波及其锋面系统的生成与演变过程,重点讨论地表拖曳对干、湿大气中地面锋结构、锋生过程的影响作用.研究结果表明,在干大气中,地表拖曳力对地面锋锋生具有双向作用,一方面是锋消作用,主要体现在地表拖曳力减慢地面锋锋生、地面斜压波系统发展;另一方面,地表拖曳力导致强的非地转流形成,从而延长了冷锋锋生过程维持时间,有利于冷锋强度增大.同时地表拖曳力可以造成边界层内锋面近乎垂直于地面,导致锋前垂直运动增强,这些结果进一步推广了谈哲敏和伍荣生的理论结果.在湿大气中,地表拖曳过程对锋面雨带分布有重要的影响作用,地表拖曳力可减缓对流上升,从而导致地表能量的耗散减缓.当大气低层湿度较小时,对流不是很强,地表拖曳力可减缓地表水汽、能量的迅速耗散,且在锋后边界层中产生摩擦辐合上升区,这些上升区可逐渐东移到冷锋前,补偿了锋前上升带的强度,有利于冷锋降水的维持.当大气低层湿度场很强时,对流发展比较旺盛,此时地表拖曳对低层水汽与能量的束缚作用相对较弱,相应地表拖曳对锋面及其降水系统影响较小.

青藏高原地表气压拖曳的估算及其特征分析

为了更好地了解青藏高原多尺度地形的动力作用,并为改良数值模式中地形的表示方法奠定基础,通过采用2010年青藏高原西南部6个地面台站的观测资料以及4种不同分辨率的分析(再分析)资料,分别估算了冈底斯山及整个青藏高原主体范围内的地表气压拖曳,得出了青藏高原可能存在的拖曳类型,并且分析了青藏高原气压拖曳的一些特征。得出如下主要结论:由罗斯贝波产生的波动拖曳作为行星尺度的拖曳对青藏高原地区总拖曳的贡献最大;同时,青藏高原范围内存在着大量与天气过程密切相关的天气尺度的拖曳;对于冈底斯山对气流的中尺度动力作用的进一步分析可知,夏季基本全为气流分离,冬季500 hPa以下为气流分离,500—200 hPa为气流分离和波动破碎的混合区,而200 hPa以上的平流层则为重力波的产生及其破碎区域;冈底斯山地区的地表气压拖曳主要集中在3000—5000 m高度,并且,冈底斯山总拖曳的方向近乎与山脊垂直;地表气压和地形高度资料的分辨率越高,所能分辨出的更小波长的气压拖曳也越多,估算出的高原主体范围内的拖曳值也越大;变压梯度和地形梯度是影响气压拖曳的基本因子,但地形梯度对拖曳的影响最终是通过气压梯度来实现的。