基于FLEXPART模型的复杂地形大气扩散能力研究——以山西省孝义市和古县为例

基于2012—2021年地面气象观测资料,采用无人机观测气温廓线,计算分别位于开阔盆地和狭长山谷地形的山西省孝义市和古县大气混合层厚度、大气自净能力指数、逆温层厚度;利用FLEXPART模型模拟两地不同时期(清洁期、重污染期)大气中颗粒物传输路径及高度.结果表明:孝义市和古县大气自净能力指数分别为13.4和6.2,大气自净能力等级分别为二级和四级,春季大气自净能力最强,冬季最弱.冬季古县逆温强度大于孝义市,不利于大气污染物的扩散.清洁时期,两地污染物均沿西北方向传输,孝义市大气中粒子传输高度较高,传输距离更远;重污染期,两地空气中粒子传输高度均偏低,传输距离受地形影响,易造成当地大气污染.因此,开阔盆地相较于狭长山谷地区,大气污染物更易清除;开阔盆地大气污染物传输高度高于狭长山谷地区,且传输距离也更远.

边界层参数化方案对FLEXPART-WRF耦合影响的数值模拟研究--以某核电站为例

核电站发生事故时放射性核素释放到大气中会对周围环境造成污染。为揭示核事故下放射性核素在大气中的扩散规律,将中尺度气象模式WRF与拉格朗日粒子扩散模式FLEXPART相耦合,以某核电站为例,采用WRF中的3种典型边界层参数化方案(YSU、MYNN2.5、ACM2)对一次台风过程期间的放射性物质扩散进行了虚拟算例模拟,分析了参数化方案对耦合模型FLEXPART-WRF模拟结果的影响。结果表明:3组参数化方案的风场模拟结果均与观测数据吻合较好,浓度和湿沉降扩散结果基本反映了模拟区域的流场和降水特征;扩散速度受不同边界层方案气象模拟结果的影响,ACM2方案的扩散速度最快,分别较MYNN2.5和YSU快3~16h;3组方案的湿沉降值均先快速增大后趋于稳定,峰值以ACM2最大,MYNN2.5居中,YSU最小,数值相继差约1.0E+6 pg/m^(2)。耦合模型可用于评价核事故下气载放射性核素扩散对环境的影响,进而综合各边界层参数化方案的模拟结果开展防护行动。

基于WRF-Flexpart的一次褐飞虱回迁过程模拟研究

褐飞虱是影响亚洲地区水稻生产的迁飞性害虫,其远距离迁飞与种群分布会受到大气环流和局地天气条件的影响。采用WRF-Flexpart耦合模式、GIS空间分析和Vincenty方位角/距离估计等方法,选取2009年9月30日—10月7日发生在中国15个植保站的褐飞虱迁入过程,并根据模式输出、GIS分析和轨迹计算结果探讨了多种大气物理胁迫共存下大气动力场、降水、温度场和湿度场对褐飞虱秋季回迁过程及其降落虫量分布的影响。研究结果表明:(1)此次重大迁飞过程中,大气动力场、降水、温度场和湿度场在不同地区、不同时间段对褐飞虱种群的迁入和降落起了不同的作用,因而造成了迁入虫量分布的时空差异。(2)从各虫源地迁出的褐飞虱种群是向着温暖而湿润的地方迁飞的,迁飞方向主要受所经区域盛行风向的影响,迁飞距离由途径区的风速所决定。(3)当迁飞种群途径局地降水较多的区域时,初期迁入量并不多,经过短暂的一段时间后降虫量会突然增加。(4)在一定的温度范围内,大气湿度条件会影响褐飞虱的迁入虫量:褐飞虱迁入虫量在近地面温度高于26℃、相对湿度(925 hPa)大于70%且下沉气流较强的地区分布最多,而在近地面温度低于24℃、相对湿度(925 hPa)小于50%、无明显下沉气流的地区未发现有褐飞虱的迁入。

FLEXPART模式模拟褐飞虱回迁的适用性

褐飞虱是威胁我国水稻生产安全的主要害虫之一,已经严重地威胁到我国南方地区水稻的安全生产。褐飞虱作为一种风媒迁飞性昆虫,与大气气溶胶粒子的运动相似。采用褐飞虱迁飞相关参数,利用WRF-FLEXPART模式模拟分析两次褐飞虱秋季回迁过程。通过模拟2013年9月20—24日褐飞虱迁入兴安县的迁飞过程,发现褐飞虱虫量的模拟结果与实验观测到的褐飞虱高空灯诱数据相近、变化趋势一致,相关性达到0.49(P<0.01)。褐飞虱迁飞峰的模拟值平均早于观测值1.5h,这可能与褐飞虱起飞迁飞的主动性及其生理特性等有关。模拟2008年10月5—7日一次冷锋无降水天气过程中的褐飞虱迁飞过程,发现此次冷锋南下和降温过程对褐飞虱的回迁影响显著,主要表现在:(1)在迁飞轨迹上,受热带气旋影响,广西、贵州、湖南和广东西部地区以东北风为主,有利于褐飞虱向西南方向的迁飞;(2)在虫量密度分布上,广东中部地区同时具备了较好的动力和温湿条件,促使大量褐飞虱向着该地区(较温暖)迁入,而湖北地区虽以西北—东北风为主,但地面气温较低(低于广东地区),不利于褐飞虱的大量迁入。综上所述,WRF-FLEXPART模式适用于褐飞虱的迁飞模拟且有较好的模拟能力,该研究对我国褐飞虱灾变的准确预警、病虫测报水平的提高具有重要的参考价值。

源项对FLEXPART模式模拟福岛核事故放射性物质长距离传输的影响

对包括拉格朗日粒子模式在内的大气扩散模式,提供准确的源项有助于获取更好的模拟结果。以日本福岛核电站2011年3月发生的核泄漏事故为研究对象,采用日本原子能机构Terada源项以及挪威大气研究所Stohl源项,利用FLEXPART(FLEXible PARTicle dispersion mode)模拟了放射性物质137Cs在全球大气中扩散传输的过程,并利用大气辐射监测数据讨论了基于两种源项模拟烟云的时空分布特征,探讨了源项对模拟结果的不确定性影响。结果显示:Terada源项及Stohl源项之间释放总量、释放速率、释放高度等虽然略有差别,但总体趋势描述相似,使得基于两源项的模拟烟云的扩散过程及影响区域基本一致。两模拟烟云在中纬度西风带作用下,均表现为自西向东扩散,经过太平洋、美洲大陆、欧洲,最后在整个北半球传输。基于两源项在亚洲—太平洋及北美大陆等近距离的模拟烟云的首次到达时间与首次监测时间吻合度较好,在全球尺度上基于Stohl源项的模拟在首次到达时间方面表现更优。其次,基于两源项进行全球尺度的模拟,近距离站点的模拟效果优于远距离站点模拟效果,且基于Stohl源项的模拟精度较好,Terada源项可能存在低估。另外模式进行全球尺度的模拟时,针对不同粒子数目对模拟结果的影响进行了分析,发现粒子数目的多寡对模拟精度有所影响,也影响模拟烟云扩散后期的疏密程度。

基于CMAQ及FLEXPART模式的武汉地区污染来源解析

该研究以武汉及其周边地区为研究区域,基于2014年武汉市本地化高分辨率大气污染排放清单,采用CMAQ空气质量模式及CMAQ-DDM(Decoupled Direct Method,三维去耦合直接法)敏感性分析模块,探究和揭示了武汉市大气污染的时空分布特征及各地区的排放贡献,并进一步结合FLEXPART (Flexible Particle Dispersion Mode)-WRF模式模拟了不同典型月份潜在影响的排放源区分布。结果表明,印痕模型及空气质量模式互为补充和相互验证,可为污染来源解析提供有力的技术支撑。研究发现,武汉市PM_(2.5)的污染具有区域性特征且存在季节性差异,污染严重的地区主要集中在武汉市中部,并呈现1月份PM_(2.5)污染最严重,7月份PM_(2.5)污染最轻的特征;以武汉地区及周边为研究区域,研究区域外对国控点PM_(2.5)的贡献大于研究区域内贡献,且1月份受研究区域外的影响最大,7月份最小,其中沉湖七壕受区域外其他城市贡献最大,青山钢花受武汉市本地贡献最大;1、4、10 3个月PM_(2.5)的潜在源区主要集中在武汉市东北及东南部包括河南南部及安徽西部等地,其中4月和10月受来自东南部地区的潜在影响较重;7月份潜在源区主要集中在西南部,包括湖南东北部等地。

基于FLEXPART的稻纵卷叶螟迁飞路径及大气背景研究

在分析2008年我国稻纵卷叶螟时空发生规律特点的基础上,选取典型迁飞过程并对迁飞的大气背景进行分析,利用F LEXPART-WRF模式,对典型迁飞过程的路径进行逆推,以此明确大气背景对迁飞路径的影响。结果表明:(1)2008年稻纵卷叶螟发生峰型主要以双峰型为主,发生范围最广、程度最严重的北迁过程是7月15—18日过程。(2)通过FLEXPART计算逆推代表站,江苏淮阴的迁飞虫源来源于浙江中部至安徽中西部一线。(3)气压场上天气系统的分布、移动和强度变化对稻纵卷叶螟的迁飞和降落有重要作用;850 hPa风场上的盛行偏南风对稻纵卷叶螟的北迁有利;该高度上的反气旋环流对稻纵卷叶螟的迁入和降落十分有利;气旋性切变对稻纵卷叶螟的迁出有利。(4)稻纵卷叶螟迁飞路径上的降水对稻纵卷叶螟的降落有动力迫降作用。

利用FLEXPART模式反演中国区域SF_6排放量

六氟化硫（SF6）是一种长寿命卤代温室气体,被列为《京都议定书》限排物种.随着经济高速发展,中国的SF6排放量受到世界各国的关注.采用传统的＂自下而上＂清单方法估算SF6排放量时,所需排放因子、活动水平数据的准确性和时效性存在较大局限.因此,本文利用拉格朗日粒子扩散模式FLEXPART,结合2009年北京上甸子区域大气本底站SF6浓度观测资料,尝试建立中国区域SF6排放量的反演方法.结果表明,初步反演的2009年中国区域SF6排放量为1.25×103（0.53×1031.97×103）t·a-1,与文献结果相当,源排放量的不确定性从1.05×103t·a-1减小到0.72×103t·a-1.与先验源相比,反演源的相关系数从0.37提高到0.43,均方根误差减小了2.64%.

北京地区FLEXPART模式适用性初步研究

FLEXPART是挪威大气研究所开发的拉格朗日粒子扩散模式.为客观地评价该模式在北京地区的适用性,以北京上甸子大气本底站为例,模拟了CO浓度变化及其源区分布特征,并与该站实测CO浓度和2006年排放源清单进行了比对.结果表明:①模式模拟的CO浓度变化趋势可以较好地反映上甸子地区CO浓度的日变化规律,CO浓度的模拟值与实测值的相关系数在春夏两季分别达到0.42和0.41;②春夏两季北京市污染气团主要源地分布在西-西南和西西南-南-南南东扇区,模式结果较好地体现了北京及周边地区CO源区的分布特征.初步研究表明,FLEXPART模式在北京地区是基本适用的.

基于WRF-FLEXPART模式的广西兴安县白背飞虱迁入过程分析

为明确白背飞虱Sogatella furcifera(Horváth)迁入种群的中小尺度虫源地和降落机制,提高白背飞虱异地预测的精确度,2012年在广西兴安县应用探照灯诱虫器对白背飞虱进行了分时段监测;选取2012年6月4日至6月10日广西稻区的一次白背飞虱北迁过程作为典型个例,并运用中尺度气象预报WRF模式和FLEXPART模式进行大气背景分析和白背飞虱迁飞轨迹模拟。结果表明:低空急流为此次迁飞过程提供运载气流,下沉气流、降雨、气温屏障使白背飞虱聚集降落;此次迁入白背飞虱虫源地主要包括越南北部的木州、原平和平卢,以及广西的博白县和上思县。表明通过WRF-FLEXPART模拟平台进行白背飞虱迁飞路径的研究是可行的。

四种气象数据在福岛核事故^(137)Cs扩散模拟中的适用性

基于福岛第一核电站事故,采用4种不同来源的气象数据(FNL再分析数据、ERA-Interim再分析数据、GFS分析和预报数据以及MEA现场气象观测数据)驱动组合大气扩散模型(区域尺度气象模型WRF和拉格朗日粒子扩散模型FLEXPART),开展放射性污染物^(137)Cs的扩散模拟,并结合双葉町以及楢叶町两个监测站的监测数据,评估了不同气象数据对扩散结果的影响.模拟显示,应用4种气象数据均使得FLEXPART成功再现了2个监测站大部分峰值(双葉町平均FAC10:0.57;楢叶町平均FAC10:0.58).其中,使用ERA-Interim和MEA的结果复现了更多的观测峰值并取得了较满意的统计指标.污染物浓度分布结果显示,4种气象的模拟结果在分布趋势上略有不同,ERA-Interim和MEA的结果烟羽扩散范围较广.因此,建议应用ERA-Interim和MEA以重建福岛核事故局地尺度放射性核素污染水平场.

西伯利亚高压对两湖盆地冬季PM_(2.5)异常变化的驱动作用

利用华中地区两湖(湖南-湖北)盆地2015~2022年1月PM_(2.5)浓度观测数据,结合2000~2021年中国1km分辨率近地表PM_(2.5)浓度再分析数据集(CHAP)、ERA5气象再分析资料,借助统计相关性分析、大气环流异常诊断和数值模拟等方法,探究了东亚冬季风(EAWM)系统中西伯利亚高压强度(SHI)与两湖盆地冬季PM_(2.5)异常变化的关联与物理机制.结果表明,在剔除人为排放长期变化对PM_(2.5)影响的基础上,两湖盆地2015~2022年1月观测PM_(2.5)年际变化与同期SHI相关性达到-0.82(P<0.05,n=7,剔除疫情年影响),并且2000~2019年1月PM_(2.5)再分析与SHI年际变化也呈显著负相关-0.77(P<0.05,n=20),揭示了以SHI表征的东亚冬季风强度变化主导了两湖盆地冬季PM_(2.5)年际变化的气候特征.EAWM背景下西伯利亚高压是调制两湖盆地冬季大气扩散能力和PM_(2.5)年际异常的一个关键影响系统.SHI强(弱)年,对流层中高层大气纬向型环流偏弱(强),高空西风分量减弱(增强),东亚大槽加深(减弱),中低层为异常偏北(南)风,有利(不利)冷空气入侵南下,增强(减弱)两湖盆地通风系数,从而调制了区域PM_(2.5)异常变化.通过FLEXPART-WRF模拟也验证了西伯利亚高压通过调控两湖盆地大气扩散能力和本地源贡献,进而影响局地PM_(2.5)浓度变化.

中国西南地区干湿年份水汽来源个例对比分析

中国西南地区常年气候湿润,但近年来该地频繁发生的干旱灾害造成了诸如农作物减产、森林火灾等巨大经济损失。为了深入探索西南地区干旱年份水汽输送的异常,并为今后西南地区干旱灾害的预警提供参考,本文利用TRMM和APHRODITE两种降水数据,分析了1998-2019年西南地区降水的年际变化及各季节降水量的年际变化,选出夏季干旱年(2011年)和秋季干旱年(2009年)以及夏季秋季都较为湿润的2008年,通过拉格朗日输送模型FLEXPART追踪了两个极端干旱季节(2009年秋季和2011年夏季)的水汽输送路径及水汽源地,并分别与湿润年份(2008年)的夏季和秋季做了对比分析。结果表明:(1)干湿年份的水汽输送路径一致,夏季西南地区的水汽输送路径主要可分为3条:西南路径、东南路径和西北路径,其中最主要的是西南路径,故主要的水汽源地为阿拉伯海-孟加拉湾一带;秋季西南地区的水汽输送的主要路径可分为两条:东南路径和西北路径,其中最主要的是东南路径,故主要的水汽源地为我国南海-太平洋西北部一带。(2)干湿年份水汽输送强弱存在差异,夏季西南地区干旱的原因是西南路径对水汽的输送较弱,而秋季西南地区干旱的原因则是东南路径对水汽的输送较弱引起的。

汤加火山喷发SO_(2)全球传输扩散态势模拟研究

针对2022年1月汤加火山喷发SO_(2)全球扩散态势,采用拉格朗日粒子扩散模式(FLEXPART),基于卫星监测信息对SO_(2)源项进行评估和设计,在此基础上开展数值模拟(截至2022年2月20日).结果表明,火山喷发初期模式对SO_(2)南北扩散范围模拟偏窄,但随着时间演变与观测呈现逐渐吻合趋势;SO_(2)主体位于南半球,向西传输区域主要位于0~30°S纬度带,最大传输速度约22.5°/d,在研究时段跨赤道传输作用弱,对北半球和我国影响小;SO_(2)在西向传输过程中总体保持前高后低倾斜态势,传输最快高度和向上扩散最大高度分别位于27km和31km左右;截至2月20日,SO_(2)累积地面沉降已扩展至60°N以南全球大部分区域,主要区域位于0~50°S纬度带,沉降最强地区位于澳大利亚东部、汤加火山西北部和南美洲南部.研究结果可为汤加火山气候效应评估提供数据支撑和思路借鉴.

中国区域HCFC-142b排放量模式反演研究

利用拉格朗日粒子扩散模式FLEXPART结合上甸子区域本底站在线观测HCFC-142b数据,采取自上而下的反演方法,估算了2009和2010年中国HCFC-142b的排放量分别为10.82kt/a和15.42kt/a,分别占全球HCFC-142b排放量的29.7%和45.8%.反演HCFC-142b排放量的空间分布结果显示其排放源主要集中在京津冀、四川、山东西部以及长江中下游地区,与相关研究中自下而上方法获得的排放量分布一致.模式反演源较先验源更接近观测数据,2009年相关系数从0.38提高到0.47,2010年相关系数则从0.60提高到0.65.

复杂地形下褐飞虱迁飞的数值模拟:个例研究

褐飞虱是影响我国水稻生产的重要迁飞性害虫之一,它的爆发严重影响水稻的生长,并诱发水稻病害,导致水稻减产。研究复杂地形条件下褐飞虱的迁出虫源地、空中迁飞轨迹、降落区,探明复杂地形对褐飞虱迁飞的影响机制,对害虫测报与防治、农业防灾减灾和保障我国粮食安全具有重要的理论意义和实践价值。为了分析覆盖复杂地形的大气动力场、温度场、湿度场对褐飞虱迁入及降落分布的影响,采用WRF-Flexpart耦合轨迹计算模式和GIS空间分析等方法,对2008年9月30日—10月3日发生在广东曲江、肇庆、梅县三站和湖北宜昌、安徽东至、江西吉安三站的褐飞虱迁入和降落过程进行了数值模拟,以揭示复杂地形条件下褐飞虱种群降落和密度分布的时空变化结构。(1)广东曲江、肇庆、梅县三站的后向轨迹模拟结果显示,迁入三站的虫源均来自该站点的西北方向。地形较高且复杂多变时,褐飞虱难以穿越且迁飞距离较短、方向多变。(2)湖北宜昌、安徽东至、江西吉安三站的前向轨迹模拟结果显示,当站点附近的山脉较低且有山谷通道,褐飞虱沿山脉顺风方向迁飞,且迁飞距离较远。当山脉地势较高且没有明显的山谷,则褐飞虱遇到山脉阻挡而转向造成种群滞留。(3)褐飞虱迁飞种群的密度沿山脉走向呈带状分布,山坡较为陡峭、断崖显著时,向远离山体的方向迁飞。若山脉由多个山岭构成,则褐飞虱可从其峡谷穿越,密度分布较为分散。(4)强水平气流有利于褐飞虱的远距离迁飞,下沉气流对褐飞虱降落起着重要的作用,当有强下沉气流且气温较高时,有利于褐飞虱种群的降落,并聚集形成高密度迁入区。(5)垂直方向上,在一定的温度范围内,褐飞虱趋向于在暖层中迁飞。褐飞虱密度沿河谷地带呈带状分布且密度高值区多分布在较温暖的地区。秋季,褐飞虱降落区多分布在相对湿度50%左右的区域。模拟的褐飞虱迁飞轨迹、迁飞方位角和迁飞距离等与实际发生的褐飞虱迁飞路径和降虫区之间偏差较小,该模拟方法较大程度地提高了我国迁飞性害虫的业务预报水平。未来拟提高测报褐飞虱虫情数据的时空分辨率,以为得到较高准度和精度的模拟结果。

大气污染物周边源对2014南京青奥会空气质量影响的预估分析

对2003—2012年8月南京市大气污染物的WRF-FLEXPART粒子扩散模式进行模拟,并基于10 a大气污染物粒子的后向轨迹的模拟,根据气候分析影响南京大气污染物的周边源区域,并定量估算周边污染物源区的年际变化,以确定影响2014年南京青年奥运会期间空气质量的大气污染物周边源区。结果表明:8月份强影响南京的污染源区域集中在南京及其紧邻的苏南和皖东南地区,且多年保持基本不变;随着传输时效的增加,影响南京大气污染源区域以南京为中心分别向东南方向的苏南、上海和浙北地区,西南方向的皖南、赣东北和鄂东北地区和偏东方向的江苏北部及安徽东部扩展,南京西北方向污染物影响域范围最小;南京周边源的强年际变化区域覆盖了其外缘的江苏、安徽、江西、湖北和浙江部分地区。

基于两种轨迹模型的褐飞虱迁飞轨迹比较研究

异地预测是迁飞性害虫发生预测的重要内容,迁飞轨迹模拟和预测是能较好地反映害虫迁飞时空动态的一种异地预测方法。褐飞虱作为我国水稻生产上的一种重要迁飞性害虫,其迁飞轨迹的准确预报,可为其灾变预警和有效防控提供科学依据。为了比较选择一些准确性好、分辨率高、易于推广应用的害虫迁飞轨迹模型,选取2006年7月初发生在湖南省洪江市的一次褐飞虱重大北迁过程作为典型个例,运用中尺度天气研究和预报模式WRF,结合NCEP气象再分析数据,利用HYSPLIT和FLEXPART两种轨迹计算模式对褐飞虱迁飞轨迹进行模拟,并验证模型模拟和计算的准确度和精确度。研究结果表明:(1)WRF-HYSPLIT和WRF-FLEXPART两种轨迹计算模式在虫源地、迁飞路径(迁飞方位角和走向)、迁飞高度、迁飞速率和迁飞距离计算上总体趋势一致,但存在一定的差异,后者的起伏变化大于前者。(2)尽管两种耦合模式在调用WRF模式输出的预报场物理变量方面有很多相同之处,但WRF-FLEXPART耦合模式在运行计算过程中比WRF-HYSPLIT耦合模式多考虑了对流参数、地表胁迫和各种地形参数,因而能更全面地反映中尺度天气过程(特别是对流性天气过程)对昆虫起飞、空中飞行和降落的动力作用,也能更真实地反映地表物理过程、大气湍流结构和地形起伏对褐飞虱种群迁飞的影响。(3)从褐飞虱种群对生境和取食条件选择上看,两种模式模拟的各高度迁入种群的虫源区、迁飞路径和降落地都是合理的、准确的。但从褐飞虱迁出、空中飞行和降落所处的三维流场来看,WRF-FLEXPART模式轨迹走向与盛行气流方向的吻合度要明显高于WRF-HYSPLIT模式。(4)两种模式均可作为业务工具在迁飞性害虫测报中推广应用。

“21·7”河南暴雨水汽源地追踪和定量贡献分析

2021年7月19~22日,河南省部分地区出现极端暴雨(简称“21·7”河南暴雨),造成严重城市内涝和人员伤亡。本文借助降水观测资料和再分析数据,分析了此次暴雨过程的大尺度环流形势,并利用拉格朗日轨迹追踪模式FLEXPART及水汽源区定量贡献分析方法,考察了暴雨过程的水汽源地、输送路径和源区水汽定量贡献。结果表明:此次暴雨期间以及暴雨发生前数天,东亚地区500 hPa环流形势极为稳定,西太平洋副热带高压(简称副高)异常偏北,与北侧高压脊连通、位置少动,欧亚大陆高空槽偏西,东亚中高纬环流显著平直,暴雨过程期间,热带气旋“烟花”和“查帕卡”与副高等持续协同影响,建立明显水汽输送通道,提供充足水汽,河南暴雨区维持显著近地面湿区和高可降水量;向前追踪数天发现,暴雨区目标气块主要来自西北太平洋和中国南海等地,且所处大气高度较低,此外,还有少量气块来自日本海附近和欧亚大陆中部(所处高度相对较高);定量贡献分析显示,水汽主要来自河南南侧中国中东部大陆(D)和西北太平洋(F),前者水汽贡献率(52.59%)达后者(25.51%)2倍以上,此外,河南暴雨区(T,3.68%)、中南半岛—中国南海(E,3.32%)和暴雨区北侧亚洲大陆(B,2.28%)也有一定贡献;目标气块在D区域水汽摄取量最大,略高于F区域,但前者沿途损耗率明显低于后者,造成D区域水汽贡献显著高于后者;B区域水汽摄取量略高于E区域,但其沿途损耗和未释放部分占比之和高于后者,导致后者水汽贡献相比略高;此外,T区域也有不可忽视的降水再循环率;延长向前追踪天数后,目标气块轨迹和各源区水汽摄取与贡献率相对变化不大,但所有源区水汽总贡献明显提升,可见,对于类似此次河南极端特大暴雨的强降水过程的水汽来源追踪而言,适当延长追踪天数十分必要。

TWP-ICE试验期间一次热带深对流过程的拉格朗日输送特征

本文使用高分辨率WRFV3.4.1模式对TWP-ICE试验期间的一次热带深对流过程进行了数值模拟,利用第四重嵌套每五分钟输出一次的模拟资料对对流系统的上升气流质量通量廓线特征进行了分析,并结合FLEXPART拉格朗日粒子扩散模式对热带深对流系统进行拉格朗日轨迹分析.质量通量廓线特征及拉格朗日轨迹的分析结果表明,在条件不稳定层顶附近便有部分水凝物被输送出深对流系统.深对流系统中的水凝物主要沿环境引导气流向深对流下游方向输送.由于受低层风场扰动的影响,少量的水凝物被输送到深对流系统的上游.深对流系统中的水凝物向其下游方向输送的最远距离为200-300 km,并约有10%-20%的水凝物对对流系统下游50-150 km附近卷云砧的形成产生影响,其影响的时间尺度约为4-6 h.