井水位对气压扰动的响应

分析了河北省地震地下流体井网的黄骅、深州、无极、宁晋、永年五口深井水位对气压扰动的响应。结果表明,气压瞬间的大幅度变化能够引起水位的准同步变化,由此求得的井水位气压系数与利用日均值序列计算的气压系数基本相当;与日均值序列相关分析结果比较,水位对气压扰动的响应表现出了一定的波动性。

气压扰动时空特征参数对港湾共振的影响

为研究运动大气扰动的时空特征要素对港湾共振的影响,本文以简化的气压扰动和海岸港湾物理模型为对象,探究气压扰动在不同运动方向、登陆点位置和作用时长情境下的港内波动分布规律。研究结果表明:气压扰动在接近沿岸运动时港内水体响应最剧烈;随着运动方向与海岸线夹角绝对值增大,波动总体呈减弱趋势;气压扰动向岸运动比离岸运动更能够引起更加显著的波动;当气压扰动登陆先于掠过港湾时刻,更易在港湾内产生更强烈的波动;中长历时气压扰动引起的港内波动比短历时气压扰动更具有威胁性。研究结论可以为港湾共振预警系统建立提供理论依据。

一次气压扰动引起的水位变化

气压变化可引起井水位同步变化,这是水位观测的一种微动态,称为水位的气压效应,其量值用气压效率表示,即单位气压变化量引起井水位的变化量。2016年5月12日河北省多地普遍降温,降温幅度达5~11℃,降温的同时,气压大幅度上升,引起河北省地震地下流体观测井网多数井水位同步下降。利用这次气压快速上升及其相应的水位下降,计算了井网内12口观测井的气压效率。计算结果显示,多数井的气压效率与已有的研究结果基本相符,个别井孔的计算结果不符合井孔本身实际的气压效率。结果表明,应用气压扰动进行水位气压效率计算也是方法之一,但仅利用一次气压扰动,会造成计算结果的偶然性。

气压短时扰动对常熟台伸缩仪影响频段的分析

利用小波变换、相关分析和回归分析等方法,在时域和频域内研究气压短时扰动对常熟台伸缩仪观测的影响特征和机制。结果表明,影响频段主要集中在8-256 min;8 min以下气压影响较弱;8-32 min伸缩仪测量值与气压的相关系数、气压影响系数均由正值变为负值;32 min以上伸缩仪测量值与气压的相关系数的平均值大于0.7,气压影响系数呈高值且变化较为平稳。气压对NS分量的影响大约是EW分量的2.5-3倍。最后,使用小波分解与重构方法实现气压短时干扰的有效排除。

η坐标系下假不可压大气模式动力框架改进

发展高分辨区域中尺度天气预报模式是改进暴雨落区预报的一个重要途径。区域中尺度模式空间分辨率达到100 m,对当前计算资源提出了严峻挑战。一种可行的解决方案是发展滤除声波的模式替代全弹性模式。滤除声波的模式可以使用较大的时间步长积分,能显著提高积分效率。作者在2018年利用一种声波滤除理论——假不可压理论,初步在地形追随质量坐标系(η坐标系)下建立了假不可压模式。数值试验表明模式的结果是合理可信的,然而关键问题是没有滤除声波。本文改进了假不可压模式,建立新的假不可压模式干动力框架。新动力框架控制方程的关键改进是使用椭圆方程求解扰动气压,理论上保证了声波的滤除。新动力框架的时间积分方案更简洁,不使用时步分裂算法。对比改进的假不可压模式和WRF(Weather Research and Forecasting)模式的干热泡对流数值试验结果,发现假不可压模式获得了与WRF模式相似的动力场和热力场分布,且模拟的气压扰动时间序列平滑,说明声波已被滤除,相比2018版本的假不可压模式,这是较大的改进。

山西省93年“八·四”暴雨分析

利用山西省南部暴雨监测试验的实测资料，着重分析了93年8月4日本省中南部出现的较大范围暴雨过程的中小尺度作用，揭示了雨团与中尺度云团的活动演变特征、中尺度辐合系统的触发作用、气压扰动与降雨的关系及地形影响等方面的特点。加深了对本类过程发生发展的认识。

中尺度业务数值预报试验模式系统原理和应用（四）中尺度数值模式应用实例

中尺度业务数值预报试验模式系统原理和应用（四）中尺度数值模式应用实例陈伟民，王强（兰州中心气象台７３００２０）ＰＳＵ／ＮＣＡＲ的中尺度数值模式自建立以来，经过不断的改进和发展，并进行了大量模拟试验，取得了令人瞩目的成果。考虑到大多数读者没有时间阅读每...

TGR-2050型验潮仪在珠江口潮汐测量中的应用分析

使用压力式TGR-2050型验潮仪,在珠江口等河道入海口测量潮汐时,误差比较大;针对珠江口潮汐的特点,分析和研究了大气压扰动、潮流、海水密度、压力感应零点漂移等因素对潮汐测量带来的误差,有针对性地提出解决方案,并通过实验证明了方案的可行性。

华南一次飑线过程线状对流模态变异机理研究

利用高时空分辨率的地面观测资料、探空资料、NCEP再分析资料和多普勒天气雷达资料,并结合中尺度数值模式WRF分析2013年5月15日发生在广西广东地区的一次强飑线过程,着重分析了中尺度对流系统(Mesoscale Convective System,MCS)由平行型(PS)模态到拖尾型(TS)模态的转变过程及机理。结果表明,此次飑线过程发生于高层弱辐散区,500 hPa有明显短波槽东移发展,850 hPa有切变线和低空暖湿急流,地面有冷锋和低压倒槽。西侧初始对流发展为PS型MCS模态,成熟期无雷暴高压。东侧减弱的初始对流再次加强发展后与西侧PS型MCS合并发展成为TS型MCS模态。数值模拟结果显示,PS型模态具有平行于对流线的气压梯度力和加速度分量,该分量产生了平行于对流线的风分量。TS型模态中,平行于对流线的气压梯度力和加速度很小,而垂直于对流线的气压梯度力和加速度很大,正是由于平行于对流线的加速度分量的消失和垂直于对流线的加速度分量的增强促使对流线内部相对系统流场由平行向转变为垂直向,导致MCS模态由PS型转为TS型。

一次华北暴雨过程中“质量强迫”的数值模拟

在暴雨系统中,大量降水会造成湿空气质量的亏损,这种湿空气质量亏损对暴雨系统的发生、发展有一定的强迫作用,称之为"质量强迫"。本文首先从理论上通过对连续方程进行修改,重新推导了ARPS模式中考虑质量强迫作用的扰动气压倾向方程,并利用该模式对一次华北冷锋暴雨过程进行质量强迫作用的数值模拟试验,详细分析了质量强迫引起的云微物理过程的变化。对比分析表明:(1)质量强迫项影响系统的降水量。在本文个例中,质量强迫项起主要作用的高度在5.75 km左右,使得大气产生了由该层向上、向下的运动调整,其中向下的运动调整不利于低层对流的上升运动,减弱了系统的对流强度,导致中心降水量有所减少。(2)云水场的分布与质量强迫项的分布吻合较好;降水率的变化和质量强迫项的变化趋势相似,且在5.75 km高度上表现明显;降水粒子下落末速度项是引起质量强迫项变化的主要原因。(3)湿空气质量场发生改变将使局地气压发生变化,这种变化又使动力场发生相应的调整,产生辐合、辐散及垂直运动。反之,运动场的调整也影响到气压场的调整,它们之间将是一个相互影响的过程,近而对天气系统发展强度产生较明显的作用。(4)对对比试验中模式控制方程各项的差别分析发现:造成扰动气压局地变化项差的主要原因是由散度项差与垂直速度项差共同作用造成的,其中,质量强迫项差起了间接的作用;造成水汽及云水物质局地变化项差的主要原因是微物理源汇项差,其次是降水粒子下落末速度项差。

相向而行的重力波与暴雨

本文对1988年7月21日天津地区大暴雨的天气过程进行了详细分析，发现这次暴雨是两个中尺度系统引起的两片雨区相向移动、合并而后加强形成的。研究表明这是两个相向而行的大气重力内波叠加的结果。

Investigating the initiation and propagation processes of convection in heavy precipitation over the western Sichuan Basin

青藏高原大地形和四川盆地西侧的陡峭地形过渡带,夏季暴雨频发,易带来泥石流等次生地质灾害。本文选定该地区2010年8月的一次暴雨过程,研究了伴随对流尺度降水的强对流的激发和传播。具体借助于垂直动量方程,并将扰动气压分离为动力和浮力分量,通过动力扰动气压梯度、浮力扰动气压梯度、以及浮力等几种强迫作用的不平衡,探索对流激发和传播的主导因子。经分析发现,在本次暴雨过程中,较之动力过程,热力作用对对流的激发和传播发挥着更为重要的作用。