一次持续性浓雾天气过程的水汽输送及逆温特征分析

利用地面站观测、大气边界层观测及NCEP再分析资料,对2006年2月13～14日华北中南部一次持续性浓雾过程的水汽输送和逆温特征进行了计算和分析,研究了其与浓雾生、消发展之间的联系。结果表明:暖性弱高压脊和地面变性冷高压的高低空系统配置为浓雾的形成提供了有利的逆温层结和近地面弱风条件;在深厚逆温条件下,南支暖湿水汽的输送和辐合使毛毛雨滴下降过程中蒸发,在近地面较冷气层中再次凝结导致了浓雾的生成;加强北上的低空西南急流为浓雾的启动和长时间维持提供了大量的水汽,有利于逆温层顶抬升,湿层增厚,进而促进了浓雾的生成和发展;西北干冷空气自上而下破坏了深厚浓雾所依存的高湿条件,使雾顶下降雾层变薄,加之日出后的短波辐射使近地层空气升温,近地面的稳定层结被破坏,上下层气流交换增强,从而导致了雾最终消散。结果还表明:在近地面逆温、微风等有利成雾天气条件下,当低层持续适量的水汽辐合时,浓雾同时伴随有毛毛雨现象,当低层水汽辐散时,毛毛雨现象消失。

2008年江苏持续性降雪中的水汽和动力抬升机制分析

2008年1月下旬江苏省出现了历史罕见的持续性暴雪过程,研究发现,降雪量的大小与低空急流的日变化相对应,暴雪过程中700 hPa西南急流对水汽的输送起着重要的作用,作为大尺度天气系统,700 hPa急流的加速发生在降雪量增大之前,其值阈大小与6 h降雪量之间没有对应关系,急流减弱在暴雪结束以后;降雪的发生和发展与南北风的增大和冷暖平流有关,低层偏北风作为冷垫对暖湿气流的抬升和水汽的凝结起到了一定的作用;江苏降雪过程中水汽主要来源于700～500 hPa,低层东风气流对黄海南部的水汽输送非常有限;强降雪的发生与700 hPa水汽通量散度相对应,水汽通量散度辐合增大,降雪量增大;在降雪过程中垂直运动对降雪量的大小有很好的指示意义。

远离热带风暴中心的大暴雨个例分析

2010年9月2—3日江苏淮北出现了较罕见的大暴雨过程,暴雨中心雨量为244.7 mm。分析表明,这次大暴雨过程产生在南海登陆的热带风暴"狮子山"倒槽中,暖湿气流在北上中与对流层低层相对冷的气团相遇,在暴雨区产生局地锋生,中层干冷空气的倾斜下侵,促使大气的斜压性增强,不仅产生了对流性不稳定,而且提供了有利于暖湿气流抬升的动力条件。在锋生作用下,气旋性涡度沿锋区发展。在暴雨发生过程中,西行热带风暴倒槽东部的偏南风和副热带高压西部的偏南气流,构成了一支补偿性质的低空急流,向暴雨区输送了充足的暖湿气流。

二甲苯塔侧线气相抽出降低汽油馏分终馏点

针对中国石化青岛炼油化工有限责任公司1.8 Mt/a连续重整装置二甲苯塔塔底的C+9芳烃终馏点高达250℃导致汽油馏分终馏点超标的问题,对二甲苯塔实施了技术改造,增设二甲苯塔侧线气相抽出流程,侧线抽出组分直接作为汽油调合组分,塔底重组分作为柴油调合组分。结果表明,该技术方案可有效脱除C+9芳烃中的重组分,大幅降低重整汽油的终馏点。

新疆夏季强降水研究若干进展及问题

总结了1960～2009年新疆强降水领域的主要研究成果,从大尺度环流背景、天气尺度和中尺度系统、水汽特征进行了分类概括。由于有关新疆地区降水的关注和研究相对较少,近些年与东部地区差距日益加大,致使我们应对防灾减灾的能力严重不足。提出了待解决的问题:中亚低涡和低空偏东急流的结构特征、形成机理及对降水的影响;中尺度系统的特征及其发生、发展的物理机制;造成新疆地区暴雨的水汽源汇结构和接力输送机制;典型暴雨过程与高、中、低纬大范围水汽输送异常之间的关系等问题。这些问题的研究对推进新疆短期天气预报的发展和提高强降水预报准确率,增强防灾减灾能力具有重要意义。

耦合过热蒸汽干燥的MVR蒸发结晶系统热力性能分析

机械蒸汽再压缩(MVR)作为目前最先进的蒸发结晶技术得到广泛关注和应用,本文结合过热蒸汽干燥技术的优势,提出一种耦合过热蒸汽干燥的MVR蒸发结晶干燥系统。基于EES软件建立数值模型,通过系统仿真的方法分析闪蒸压力pflash、进料浓度c0、循环倍率CR、换热温差ΔTmhex等对压缩机能耗Wcomp和系统能效系数COP、下降管结晶盐含水率的上限值ω和换热器UA值的影响情况。结果表明:耦合过热蒸汽干燥的MVR系统相比常规系统具有更高的COP、更低的Wcomp,并且能够获得干燥的结晶盐;循环倍率CR增大,压缩机压比π降低,有利于提高COP和降低Wcomp,但同时换热器UAmhex值会增大,设备成本增加;系统COP随pflash的变化关系与循环倍率CR有关,CR较低时,随Pflash的增大,系统COP增大,CR超过某一定值,随着pflash的增大,系统COP呈先升后降趋势,其最大值在pflash为40~50kPa;进入干燥器的下降管结晶盐含水率的上限值ω与进料浓度c0有关,随进料浓度c0的升高而增大;ΔTmhex对MVR系统性能有显著的影响,ΔTmhex每增大1K,COP平均降低5.6%、Wcomp平均升高5.8%、UAmhex平均减少14.4%,ω平均升高1.7%。

广西一次冬季暴雨的水汽特征分析

为分析2012年1月13—15日广西暴雨过程的水汽来源、急流的输送作用和水汽饱和程度等特征,使用天气学分析和动力诊断的方法分析NCEP/NCAR 1°×1°再分析资料、红外云图等资料。结果表明：孟加拉湾和南海是本次暴雨过程的2个水汽源地,500～700 h Pa中低空西南急流的建立和加强使孟加拉湾成为主要水源地,加强了暴雨区的水汽供应。而这支急流的维持依赖于200 h Pa加强的副热带锋区西风急流入口区南侧的强辐散作用。不同源地的水汽输送高度不同,水汽通量中心出现在700 h Pa。600 h Pa以下为水汽通量辐合层,700～850 h Pa辐合强度远大于925～1000 h Pa;水汽通量中心在暴雨区的上风方,水汽辐合中心在水汽通量中心沿气流去向的一侧,700～850 h Pa叠加的辐合中心处即为暴雨区,辐合高度的升高、湿层剧烈向上扩展都可作为暴雨征兆。以上分析得出了冬季暴雨过程中水汽条件的形成机制,得出预报着眼点,对提高此类暴雨预报准确率有较大作用。

2005年7月4—11日淮河流域强降水过程的水汽收支分析

通过对水汽通量向量的势函数和流函数分解以及水汽方程的诊断计算,分析了2005年7月4—11日淮河流域强降水过程水汽收支情况。结果表明,此次强降水过程主要水汽来源于菲律宾经南海向北转向流入我国中东部地区的较强盛的水汽输送带。这条水汽输送带由两部分组成:起重要作用的是强中心位于太平洋上,沿热带赤道以南地区一致向西到达菲律宾的水汽流,另一部分是沿赤道南侧的东风气流,在非洲东岸索马里附近越赤道向东北方向经孟加拉湾北部到达菲律宾的水汽流;水汽汇合区内,淮河流域附近存在东南与西北水汽汇集辐合,这可能是造成淮河流域持续出现强降水重要原因之一;水汽强辐合区域与强降水发生的区域相对应,降水发生区域的总体水汽收支和平均面降雨量的变化趋势相吻合,随着水汽收入的增加,降水量开始加大;中低层的水汽垂直输送与降水过程的平均面降雨量的变化具有较好的对应关系。

2017年6月湖南致洪暴雨的天气分析

利用实况观测资料和欧洲中长期天气预报中心再分析资料,对2017年6月底湖南一次致洪暴雨过程进行诊断分析。结果表明:高空冷涡和副高的稳定维持为暴雨发生提供了有利的大尺度环流条件,中低层低涡切变线和地面锢囚锋是此次暴雨的主要影响系统。2支高空急流增强和靠近诱发了低空急流爆发,高低空急流耦合形势的增强促进了暴雨的持续和加强。低空急流为暴雨发生提供了充沛的水汽和不稳定能量,暴雨区表现为显著的对流不稳定,并且在假相当位温垂直梯度增加的阶段对应暴雨强度亦增大。水汽通量以及辐合大值区对暴雨落区预报具有一定的指示意义。

2005年河南省秋季持续阴雨天气成因分析

利用NCEP/NCAR 2.5°×2.5°日平均再分析资料和1°×1°资料及常规气象观测资料,分析了河南省2005年9月14日-10月3日长达18天(18日、22日间歇)的连阴雨天气成因。结果表明:200 hPa出现并且维持的高空急流,异常强大的南亚高压,偏西偏北的副热带高压,以及边界层的偏东风,是造成此次连阴雨天气的主要影响系统;高层辐散、低层辐合是阴雨天气持续的动力机制;充足的水汽供给,配合强的水汽辐合以及底层偏东风长时间的维持,是这次连阴雨天气降水量较大的主要原因。强冷空气南下、边界层东北急流出现、副高明显东退,使得持续十几天的连阴雨天气彻底结束。

Analysis on the Formation Reason of Regional Rainstorm in Shandong Province during July 8-9,2009

By using the data which included the conventional weather chart,the satellite cloud image,the regional automatic meteorological station and the new generation of weather radar,the regional strong precipitation process which happened in Shandong Province during July 8-9 in 2009 was analyzed comprehensively.The results showed that Shandong Province was in the strong convergence zone of atmospheric vorticity in the low layer and the ascent zone of vertical velocity.The shear line was generated in the eastward process of northwest vortex,and the ground inverted trough extended to Shandong,which provided the dynamic condition for the formation of rainstorm.The coupling of jet stream in the high-low altitude enhanced the development of convection.The low-altitude jet stream was the main water vapor transportation channel,which provided the water vapor condition for the generation of rainstorm.The water vapor was mainly from the South China Sea and the Bay of Bengal.

黑龙江省2009年6月罕见的区域性暴雨天气过程分析

2009年6月18～19日,黑龙江省出现历史罕见的区域暴雨天气。利用常规观测资料分析发现,此次降水发生在乌拉尔山和鄂霍次克海存在双阻塞形势下,高空低涡和河套北上的低压是其主要的影响系统,且伴有高低空急流的输送。结果表明,阻高演变、水汽输送和高低空急流的配置是产生此次降水的关键。

临界热流理论模型的回顾以及新的发展

对饱和池沸腾状态下的临界热流(CHF)模型及其新发展进行了归纳和总结,指出现有实验结果的解释理论还不够充分,所用的分析模型都是基于时空平均后的结果,掩盖了沸腾的动态特性。新的实验手段应研究各影响参数对CHF的作用,如利用微型光学探头和微型热电偶来对厚液层的流体性质和热工性质进行实验研究,以获得对CHF现象更深入的认识。

陕西早春一次罕见暴雨过程的环流演变及水汽输送分析

利用天气学、卫星云图和物理诊断方法,对2004年2月20日发生在陕西省的一次暴雨过程进行分析。结果发现:其环流演变是一次纬向型朝径向型环流快速调整的过程;暴雨区的主要水汽输送分别由700 hPa孟加拉湾的西南暖湿急流和低纬度热带低气压西侧的850 hPa的偏南气流提供,热带低压西侧的偏南急流直伸到陕西的位置决定了强降水的落区;云图分析显示暴雨期间在菲律宾附近有一个热带低气压云系存在并维持,与夏季出现大范围暴雨时的云图特征较为相似。结论表明对陕西春季的暴雨预报除考虑环流演变外,还应关注低纬地区的水汽和能量输送及热带低压云系活动状况。

2006年8月海河流域暴雨过程的成因分析

在当前气候日趋变暖的大背景下,极端天气事件频发,为了认识暴雨的形成机理,提高海河流域暴雨的预报能力,利用NCEP 1°×1°的6小时再分析资料和常规观测资料以及FY-2C卫星云图资料,对2006年8月25—26日海河流域的暴雨过程,尤其是河北东部的大暴雨进行了天气学诊断分析。分析结果表明,暴雨是产生在前期大气对流不稳定区域里,25日20时到26日02时6小时雨量超过20mm的站点基本分布在对流层中低层湿位涡的负值区内,低空急流为暴雨区输送大量的不稳定能量、热量以及动量,为暴雨的产生提供了充足的能量条件和水汽条件;流域东部的大暴雨区处在正螺旋度大值中心以西地区,暴雨区上空有较强的旋转上升气流;暴雨期间中低层辐合、高层辐散,高层辐散强于中低层辐合的抽吸作用,有利于加强低层辐合和对流上升运动,为大暴雨的产生提供了动力条件;对流层中高层的水汽对强降水云团的发展起了重要作用。

2007年7月川东北连续3场大暴雨过程的诊断分析

利用常规观测资料及NCEP 1°×1°6 h再分析资料,对2007年7月上旬四川东北部连续出现的3场大暴雨过程的环流形势及动力结构、水汽输送和热力不稳定条件进行了诊断分析。结果表明:(1)前2场区域性大暴雨出现在副热带高压和巴尔喀什湖冷涡两个长波系统稳定少动的阻塞环流形势下,第3场局地性大暴雨发生在环流调整过程中,副热带高压快速东撤导致对流云团在东移过程中迅速减弱消亡;(2)暴雨的水汽主要来自南海,低空偏南风急流的维持为连续暴雨提供了源源不断的水汽输送和持续的能量供应,3场暴雨的中心均出现在位于低空急流出口区左侧水汽辐合中心的巴中地区;(3)造成严重洪涝灾害的前2场区域性大暴雨过程期间,从地面到高层形成了"辐合—辐散—辐合—辐散"接力式上下大气运动的动力结构,大气层结处于高能和对流不稳定状态,且有冷空气触发,大暴雨发生在能量锋区偏向暖区一侧。

临界热流理论模型的比较及其新发展

本文对饱和池沸腾状态下的临界热流 (CHF)模型及其新发展进行了归纳和总结。经研究分析发现 ,现有实验结果的解释理论还不够充分 ,其中的分析模型都是基于时间平均和空间平均后的结果 ,掩盖了沸腾的动态特性。因此要引入新的实验手段来研究各影响参数对CHF的作用。提出了要利用微型光学探头和微型热电偶来对厚液层的流体性质和热工性质进行实验研究 ,以获得对CHF现象更深入的认识。

中国春季典型降水异常及相联系的大气水汽输送

利用经验正交函数分解方法,揭示了中国春季典型降水异常型的分布特征,讨论了对应的水汽输送场和大尺度环流形势。结果表明,降水异常的前三个模态对应的异常水汽输送源地都与气候平均源地存在差异。第一模态中,降水大值区位于华南沿海,伴随西太平洋副高的加强以及东亚西风急流的西南向移动,水汽主要来源于菲律宾和中国南海地区;第二模态中,降水大值区位于长江中下游地区,西太平洋副高及东亚西风急流均较气候平均位置偏北,水汽主要来源于赤道西太平洋,同时赤道印度洋的西风水汽输送也为降水提供了部分水汽;第三模态中,降水中心位于黄淮流域,500 hPa高压异常中心北移至日本海附近,同时东亚西风急流大大减弱,水汽源地位于中纬度西北太平洋。在气候平均态下,来自青藏高原南缘的西风水汽输送是中国春季降水的重要水汽源地之一,但与此输送带对应的异常输送,在与前三个降水异常典型模态所对应的水汽输送异常场中均没有体现。

尿素物系汽液平衡的相图计算法

本文可视为是新编《尿素工学》一书的第二篇补充文章［１］。尿素物系是一个挥发性弱电解质物系，汽液平衡热力学计算方法甚为复杂。本文提供一个在相图上计算汽液平衡的新方法，简易实用。

2016年陕甘宁地区一次强降水的大气环流特征及水汽输送途径

利用降水常规和加密观测资料以及ERA-Interim再分析资料,对2016年7月24日发生在陕甘宁地区强降雨过程的大气环流特征及水汽输送途径进行诊断分析。结果表明,在对流层高层,陕甘宁地区位于东亚西风带高空急流入口区右侧,辐散显著,通过抽吸作用激发了较强的局地垂直运动。在对流层中层,不断有低槽从低涡底部分裂出来,并携带冷空气南下。对流层低层风场上,850 h Pa以下陕甘宁地区为强辐合区,冷暖空气强烈交汇,锋生条件好。此外,850～200 h Pa高度,都表现为强烈上升运动。副热带高压向西深入中国大陆,呈东北—西南向分布,副高后部来自孟加拉湾的西南暖湿气流为强降水天气建立了稳定的水汽通道,而来自南海的水汽输送非常弱。