产生青海“22·8”极端强降水的三维环流结构分析

利用探空资料、台站逐时观测资料和ERA5逐时再分析资料,以包含对流层高层气温特征的三维环流结构为切入点,系统分析了2022年8月17—18日引发青海省西宁市大通县山洪灾害的短时极端强降水的精细化特征。结果表明,强降水发生前,中国西北地区上空300 hPa存在明显暖异常,随着时间推移暖异常略向东南方向移动且强度逐渐增强,并在降水峰值时刻达到最强。在静力平衡的调控作用下,对流层高层暖异常上层出现位势高度正异常,下层出现位势高度负异常。与这种配置相对应,对流层高层出现反气旋式环流异常,为高层辐散创造了有利条件。随着暖异常移动增强,高空西风急流异常向东南移动增强。另外,对流层中、低层出现气旋式切变,低层偏东气流转变为气旋前部偏南气流,为降水地区低层暖湿条件增强、大气不稳定度增大创造了有利条件。这种三维环流结构不仅为强降水形成提供了有利的高、低层环流条件与水汽条件,还为不稳定能量的积蓄奠定了基础。同时,在大通县西北高、东南低的喇叭口地形影响下,低层偏南气流携带的丰富水汽在此处聚集,配合较强的不稳定能量,共同促成了此次短时极端强降水过程。

象山港盐度分布和水体混合I.盐度分布和环流结构

利用１９８１—１９９０年的实测水文资料分析了象山港与混合密切相关的盐度分布和环流结构，并对盐度锋面出现成因进行了探讨。研究结果表明，象山港盐度受长江冲淡水活动影响较大，冬、夏口门附近盐度分别为２４—２５左右和３１以上，湾顶附近盐度季节变化不大。冬季湾内盐度空间梯度较小。夏季湾内有两个盐度锋面出现，水体垂向略有层化但并无明显的跃层出现。此外，象山港狭湾内以重力环流为主，狭湾外以水平环流为主。

登陆台风卡努(0515)内核区环流结构特征分析

本文采用地基雷达轨迹显示技术(Ground Based Velocity Track Display,简称GBVTD)反演的雷达风场资料,分析台风卡努(0515)在登陆期间近中心环流结构特征。轴对称环流结构分析表明,登陆前卡努轴对称切向风速最大值出现在眼墙区域2 km高度附近,最大风速半径随高度向外倾斜。轴对称径向入流主要位于低层,而上升气流主要出现在眼墙区和外围雨带区内。台风最大风速半径在登陆前几乎不变,但登陆后逐渐內缩。登陆过程中,轴对称切向风速值总体随时间呈明显减弱的趋势,但在中低层存在波动,特别是在登陆前半小时,切向风速突然增强。此外,登陆后最大轴对称切向风速高度明显抬升,伴随着外围雨带区上升流显著减弱。同时台风低层入流增强、厚度增加、范围向内和向外扩展。非对称环流结构显示:登陆过程中,台风眼墙区切向风环流和雷达回波均呈显著的一波不对称结构。其中大风速区和强降水区的位置相对于台风移动方向和垂直风切变方向有显著的规律性分布。由于卡努移动速度较快,且登陆期间受强垂直风切变影响。因此,其不对称结构应是垂直风切、台风移动和陆气相互作用三者共同作用的结果。

江淮流域梅雨环流结构特征及其演变分析

通过对比1954—2001年江淮流域各省入梅日与国家气候中心划定的入梅日,选取入梅一致年份进行合成,分析了入梅前后大尺度环流场的变化特征及梅雨期间的典型环流结构,并用多年平均的逐候资料追踪了典型环流结构的演变过程。研究发现:(1)入梅后,低空急流向西伸展至长江以南地区,高空急流北抬,有利于江淮流域垂直运动的发展。中、低层高度差值场出现"印度-我国东海-日本岛以东洋面-北太平洋中部"的波列,其中印度半岛、江淮流域及东部沿海、北太平洋中部变化显著。入梅前、后,低层辐合中心均与雨带配合,经向风散度的变化在总散度中起主导作用;(2)梅雨期典型环流结构在我国东部经向剖面图上,表现为"双脚型"涡度场和"鞍型"温湿场及高而窄的θse密集带(锋面/锋区),密集带与雨带对应。入梅前此典型结构已存在并与江南雨带相伴随,入梅后典型结构与雨带一致北推影响江淮。追踪其演变过程发现,梅雨期典型环流结构于3月底4月初开始建立,与东亚-西太平洋海陆温度热力差异的转向一致,可认为是东亚副热带季风开始的表现。

常规资料揭示的中尺度对流复合体的环流结构

用常规地面和高空资料考察了发生在１９９２年７月２３—２４日的中尺度对流复合体（ＭＣＣ）的环流结构。涡度和散度场的客观分析清楚地展示出ＭＣＣ的中－α尺度环流。在对流层上部（３００ｈＰａ以上）是一个中尺度反气旋式辐散环流，在对流层下部（以７００ｈＰａ为中心）是一个气旋式辐合环流。这种环流结构是与ＭＣＣ的热力结构（对流层中高层的暧心和近地面的冷堆）相一致的。在５００ｈＰａ上没有发现北美ＭＣＣ所具有的中层涡旋。在地面上是一对正负涡度（北部为负南部为正）与ＭＣＣ相配合，而不是象北美ＭＣＣ中的地面中－高压和尾部低压。文中给出了ＭＣＣ环流的概念模式。

弯道水流环流结构的试验研究

建立了弯道水流概化模型试验,利用ADV对三维流速数据进行了采集。通过对弯道水流流速的分析统计,对弯道环流沿程变化和分层结构进行了初步研究。结果表明,环流结构在弯顶前后呈现出不同规律,并且存在沿水深上下分层的现象。研究为进一步深入探讨弯道水流特性奠定了基础。

黑潮的南海流套?——南海东北部环流结构探讨

本文对南海东北部环流的研究进行了综述,提出了“黑潮南海流套”概念,并讨论了该流套的时空特征。

北黄海冷水团环流结构探讨──潮混合锋对环流结构的影响

简述北黄海冷水团环流结构研究现状，指出已有研究成果中的主要问题。然后用一个诊断模型给出了冷水团环流结构，得到冷水团环向流动主要存在于海洋上层接近冷水团边界处；径向运动也主要存在于断面两端，上层为离岸流，下层为向岸流；冷水团中心的上升流极为微弱，且仅存在于海洋上层；温跃层下的冷水团中心区域的流动极为微弱，几乎为“死水”一般，上述环流结构对冷水团中心部分的温、盐度长期保持不变及跃层底部溶解氧最大值的形成和保持极为有利。最后用卫星及实测海流资料佐证了所述环流结构。

重庆市区冬季晴天局地环流结构

设计了运用地形追随坐标系处理复杂下垫面上三维流场的方法，对重庆市区冬季晴天的局地环流结构进行了客观分析。结果指出，夜间四周山区有下坡冷空气向市中区汇集，午后逐渐转为谷风环流。这种局地环流结构对重庆雾的生消与污染物分布起着重要作用。

1998年4～7月南海环流结构及其演变特点的初步分析

利用1998 年组织实施的南海季风实验两个航次的CTD观测资料, 分析了在南海季风爆发前后南海上层环流的结构及其演变特点。从重力势场的分析可知,4～5 月间南海上层水中存在三个反气旋环流、一个气旋环流(内含几个分离的闭合环流) 和一支位于加里曼丹岛和巴拉望岛西北外海的东北—西南向流;6～7 月环流形态发生了较大的变化。南海500 m 层环流的演变不同于表层和100 m

台湾与菲律宾以东海域冬季的环流结构及其变异

本文主要根据CSK水文资料及图册,比较详细地探讨了台湾和菲律宾以东海域1965～1968年冬季的海流结构及其变异。指出副热带流涡的西端部分在1965～1966及1967年冬季其基本结构只含二脊一槽,而与吉田及城所(1967)的模式更为相似。本文还引用信风场应力资料,得出了本海域主要平均纬向海流的带状结构与海面上风应力的作用相一致的结果。这是海—气相互作用的一个好例。

关于西太平洋副热带高压的重直环流结构和年际变动特征及其机制研究

本文采用1998年南海季风试验期间的高质量高分辨资料和美国NCEP提供的40年再分析资料以及相关的海温和副高参数资料，研究了西太平洋副热带高压的垂直环流结构和年际变动特征及其与东亚副热带夏季风和外强迫的关系，发现在月平均图上，西太平洋副高中心（或脊线）附近看不到下沉气流，但在侯平均图和日平均图上线附近的若干区域下沉流明显，这表明西太平洋副高的准定常和瞬变部分的环流结构特征有显著不同，在副高北侧东亚副热带季风雨带上有暴雨发生时，其凝结潜热激发的经圈环流对相应经度上的副高脊线附近的下沉气流有显著贡献，分析表明，脊线附近高（低）空的下沉气流分别来自副高北（南侧），表明副高是中高续和低纬度系统相互连结的纽带，相关统计指出，夏季西太平洋副高的三个参数（面积，强度和脊线纬度）与长江中下游降水存在很高的相关，降水偏多（少），副高面积偏大（小），强度偏强（弱），脊线偏南（北），这说明与降水相应的凝结潜热对副高的年际异常有重要影响，近海海曙和东亚海陆热力差指数与夏季长江中下游降水和 副高三参数均存在显著的相关，这表明东亚经向和纬向海南热力差是影响副热带夏季降水和西太平副高年际变化的基本因子，数值试验结果指出，近海海温异常所形成的感热加热能在其侧激发一个宾反气施环流，从而影响副高的强度（面积）的南北位置。

8909(HOPE)台风环流结构的变化和突发性暴雨的关系

研究了8909(Hope)台风登陆后减弱为低压的过程中引起突发性暴雨的因素.结果表明:台风涡旋中心垂直轴线向南倾斜加大,上下层风的垂直切变加大,不稳定能量增强;在低空暖式切变辐合上升运动的激发下,对流和中大小尺度扰动得到发展,导致远离低压中心的闽北浙南突发性大暴雨.

弯段温差剪切分层流断面环流结构与掺混强度研究

对弯段温差剪切分层流的断面环流微细结构与掺混强度特征进行了试验研究。选取45°、90°、1 80°三种不同弯曲度水槽,探求了密度分层流从明显分层到强混合状态下断面环流结构的演变过程,发现了明显分层与强混合两种不同状态下3个环流结构的区别,捕捉到了从分层态向混合态转捩过程中临界情况下四环流结构存在的现象,揭示了明显分层与强混合状态不同断面环流结构的根本机理;同时也对不同弯曲强度情况下掺混强度的沿程变化规律进行探讨与研究。

三峡库区黄花城河段环流结构与涡尺度特征初探

弯道水流结构在天然河流形态演变过程中起着重要作用,为进一步深化对弯道环流结构与紊动特性的认识,以三峡库区黄花城河段具有的连续弯道为研究对象,采用声学多普勒剖面流速仪(ADCP)开展原型三维瞬时速度测量,初步分析弯道环流结构与湍流结构尺度分布特性。研究结果表明:三峡库区黄花城河段存在河道层面宏观尺度的弯道环流结构;受局部壅水以及河床地形影响,在测量垂线上表现为全水深环流结构或双环流结构特征;超大尺度湍流结构仍然存在于库区连续弯道河流中,但尺度以及分布受弯道环流结构影响较大。

全球价值链双环流结构下中国产业对外竞争合作策略研究--基于贸易附加值技术水平和技术结构视角

基于贸易附加值技术水平和技术结构视角,比较分析了中国和全球价值链上下环流主要国家或地区的制造业和服务业竞争力。研究结果表明:中国制造业技术水平在两个环流中均比较低,且与其他国家或地区的制造业技术水平存在较大差距;与上环流国家相比,中国在中低技术行业上占有优势;与下环流经济体相比,中国在中技术行业上占有优势;中国服务业技术水平在两个环流中较低,但与其他国家的差距不大;在高技术行业上,中国与两个环流国家或地区相比均占据绝对优势。根据研究结论,提出了中国产业对外竞争合作策略。

断面形态对弯道交汇水流环流结构影响的数值模拟

在模型试验的基础上,采用RNGκ-ε湍流模型和刚盖假定处理自由水面的数学模型,对有支流入汇的弯道水流进行数值模拟。分析在交汇角可变的情况下,不同的河道断面形态对弯曲交汇河段横断面环流结构的影响,发现在相同圆心角断面处,复式河道断面的环流个数较多。在两种断面形态中,交汇角的变化,对上游断面及交汇断面处的环流结构影响都较明显。但交汇区域下游,交汇角的变化,对偏V型横断面的环流数量的影响较大,对复式河道横断面的环流结构的数量影响较小。由此可知,断面形态对弯道交汇水流结构的影响在交汇区下游断面较明显。

莱州湾夏季环流垂向结构及其影响机制的研究

完善莱州湾三维环流结构,对进一步认识莱州湾海域的物质输运和生态环境保护具有重要科学意义,但前人对于莱州湾环流三维结构的研究相对较少。本文基于一套高分辨率的海洋数值模式,从三维角度研究了莱州湾夏季8月份环流的气候态特征及其影响机制。数值研究表明,莱州湾夏季环流垂向结构呈现双层环流特征,其中在跨等深线方向,环流的双层结构环流特征比较显著且存在显著的密度锋面结构。动量诊断的结果进一步表明,这种双层结构环流的形成与底层密度锋面所导致的斜压梯度力密切相关。此外,通过量化温盐场对于密度锋面的贡献,本文证实了温度梯度是莱州湾顶的密度锋面的主要影响因素,其对斜压梯度力的贡献占比达到99%,而盐度梯度对于莱州湾中部区域的密度锋面十分重要,对斜压梯度力的贡献占比达到58%,这与夏季黄河所带来的淡水通量密切相关。

渤海1958年和2000年夏季温盐场及环流结构的比较

渤海沿岸葫芦岛、秦皇岛、塘沽及渤海海峡北部北隍城4个海洋站35年(1961-1996)盐度观测资料显示上述4站的盐度分别升高了1.1,1.6,1.9和0.4.盐度观测资料还显示,过去35年中,渤海至少发生了5次较大盐度变化过程.比较1958年8月和2000年8月渤海大面观测资料,渤海的盐度分布结构也发生了较显著的变化.1958年8月老黄河口外海表层的低盐区已由高盐区替代,盐度变化最大值达10.0以上,且2000年8月从表层到底层盐度量值及分布结构基本一致.比较两年全渤海的盐度可知,渤海大部分海区盐度升高了2.0以上.渤海温盐度场结构的变化导致了渤海环流变化.数值模拟研究结果显示,2000年8月渤海环流和1958年同期环流相比其结构发生了大的变化.环流变化最显著区是渤海湾、莱州湾及其邻近的渤海中部海区.1958年夏季存在的渤海湾外侧的顺时针流环和莱州湾外侧的逆时针流环在2000年夏季已消失,渤海湾逆时针流环位置明显外移,莱州湾内流动方向发生了180°的转向.与渤海环流变化相应,渤海和黄海的水交换量也随之发生了变化,2000年8月较1958年8月渤海与黄海的月平均水交换量减少了0.7×104m3/s.

1998年冬季南海环流的三维结构

利用1998年11月28日至12月27日南海的调查资料,采用三维海流诊断模式,计算了冬季南海三维海流,所得结果如下:(1)冬季南海环流系统方面:1)南海北部,在吕宋西北海域分别存在一个气旋式、反气旋式涡.2)南海中部,在越南近岸存在较强的、南向的西边界射流.其以东海域出现较强的气旋式环流.南海中部东侧海域存在一个较弱的反气旋式环流.3)南海南部,一般流速较弱.在112°E以西受反气旋式环流所控制,加里曼丹岛西北海域存在气旋性环流.由于受调查海域所限,这两个环流只部分出现.(2)上述环流系统与200 m层水平温度、密度分布对应较好.(3)南海冬季环流垂向速度分布方面:1)表层,南海北部,在吕宋西北为范围较大的上升流海区.而在东沙群岛附近海域出现了下降流.海南岛以南及东南海域也存在下降流.南海中部,越南以东海域出现范围较大的下降流,其以东为上升流海域,而在巴拉望岛西北海域又出现下降流.南海南部,基本上被上升流海域所控制.2)次表层与表层不同,例如在次表层,海南岛东南部海域出现上升流.中层和深层垂向速度分布与次表层相似.(4)关于南海垂向速度分量分布的动力原因:在表层,风应力旋度场起着主要作用;在次表层,β效应与斜压场相互作用是重要的动力因子,而风应力旋度场和β效应与正压场相互作用也有一定影响;