大涡模拟分析地表热通量对边界层对流卷的影响

本文利用1995年8月14日SCMS外场试验期间的观测资料以及大涡模式模拟的边界层垂直速度数值试验结果,研究边界层对流卷的发展演变和地表热通量对其形式和强度的影响。对观测资料的分析表明,边界层对流卷的上升气流是暖湿气流,下沉气流相对干冷。模拟结果表明:当有边界层对流卷存在时,地表热通量越小,对流卷的线性特征越明显,对流强度越弱;随着地表热通量的增大,组织性将减弱,对流运动发展强烈;当地表热通量值增大到维持边界层对流卷的阈值,对流卷的线性特征将消失。

地表热通量的变化对边界层热力对流卷的影响

以1995年8月14日在Florida观测(SCMS实验期间)的位温、水汽和风速等为初始化的大涡模拟结果,分析研究了边界层对流卷的发展及地表热通量对边界层热力对流卷的影响。分析了热力对流卷的位温、垂直速度及水汽混合比的关系。结果表明在边界层对流卷中,上升气流较暖湿,下沉气流较干冷。还研究了边界层对流卷的演变,结果表明当地表热通量增大时,对流会变得非常活跃,对流层发展的高度也会加深。而当地表热通量增大致超过对流卷维持的临界值时,已经无法观察出对流卷的线性特点。利用地表热通量对对流卷形成和消散的敏感性实验模拟结果,分析得出地表热通量改变时,对流卷的组织性和对流的强度发生的相应变化。减小地表热通量时,对流的强度明显减弱。对流卷的组织性较显著。增加地表热通量时,对流的强度增大,对流会变得很不规则,但当地表热通量太大时,已经看不到有组织的对流卷。研究结果表明对流卷的维持需要一定的地表热通量。