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祁连山冬季降雪个例模拟分析(Ⅱ):人工催化试验
利用部分改进了的中尺度模式MM5V3对2月7～8日甘肃北部地区一次冷云降雪过程进行了人工催化的数值试验,研究加入人工冰晶对祁连山北坡地区冷性层云降雪的影响.进行了不同剂量和不同高度的`催化试验,详细分析了催化后的微物理过程和动力热力过程的变化.结果表明:累积降雪中心的上风方含有过冷云水的区域为催化潜力区.催化后累积降雪中心雪量增加,增雪区周围出现分散的减雪区.过冷云水最多并且最缺乏冰晶粒子的层次具有很好的催化条件.加人人工冰晶后消耗了水汽和过冷云水,冰晶和雪的量值均有所增加,雪碰并冰晶过程、冰品转化过程、凝华过程是雪增长的主要过程,相态变化引起的潜热增加导致升温和上升运动加强.这种变化同时使周围的垂直运动和水成物含量发生改变,周围的上升运动减弱,雪的含量减少,产生了减雪区.
作 者：孙晶 楼小凤 史月琴 胡志晋 SUN Jing LOU Xiao-feng SHI Yue-qin HU Zhi-jin 作者单位：中国气象科学研究院/中国气象局人工影响天气中心,北京,100081 刊 名：高原气象 ISTIC PKU英文刊名：PLATEAU METEOROLOGY 年，卷(期)： 28(3) 分类号：P461+.6 关键词：祁连山 降雪 人工催化试验 中尺度模式MM5V3祁连山冬季降雪个例模拟分析(Ⅰ):降雪过程和地形影响
利用部分改进了的.中尺度数值模式MM5V3对202月7～8日祁连山一次降雪过程进行了三重双向影响嵌套模拟研究,模式对雪带分布的模拟与实测基本吻合.重点分析了此次降雪过程中的热力动力特征和云的微物理结构,并通过地形敏感性试验,研究了祁连山地形对降雪的作用.结果表明:降雪过程中有低层西北湿冷气流向祁连山区输送水汽在山前形成大值区,气流除在祁连山周围绕流外同时沿祁连山北坡爬升.降雪前期空气饱和层和上升气流区比较深厚,为祁连山北坡降雪中心的形成提供了有利的动力热力条件,降雪后期有高空干冷下沉气流侵入使降雪减弱.这次过程为冷性稳定层云降雪过程,水成物含水量大值区也主要分布于祁连山北坡和山顶附近,冰晶和雪分布在6 km以下,在冷云顶存在0.06 g・kg-1的过冷云水.祁连山高大地形对大范围降雪落区无明显影响,但对祁连山北坡降雪中心形成有直接影响.降低地形高度后,山顶无法形成上升运动和云粒子,迎风坡云体发展减弱.地形对降雪增幅中心主要位于祁连山北坡,24 h最大增幅达3 mm.
作 者：孙晶 楼小凤 胡志晋 SUN Jing LOU Xiao-feng HU Zhi-jin 作者单位：中国气象科学研究院/中国气象局人工影响天气中心,北京,100081 刊 名：高原气象 ISTIC PKU英文刊名：PLATEAU METEOROLOGY 年，卷(期)：2009 28(3) 分类号：P461+.1 关键词：祁连山 地形 降雪 微物理过程三维对流云催化数值模式人工冰晶参数化方案的改进与个例模拟试验
在中国科学院大气物理研究所的三维全弹性对流风暴云催化数值模式(简称为IAP-CSM3D)的基础上, 对模式中催化部分的参数化方案进行了改进, 推导出人工冰晶与其它粒子之间相互作用的微物理过程的参数化方程.改进后的模式将催化产生的人工冰晶单独作为预报量进行处理, 把人工冰晶与自然冰晶区分开, 且考虑的人工冰晶谱型为双参数粒子谱, 使模式更符合实际.利用改进后的模式模拟了7月8日发生在辽宁省朝阳市的一次冰雹云天气过程, 着重分析了催化云人工冰晶的微物理过程、空间分布和谱型, 以及对冰相降水粒子的贡献.数值试验表明, 自然雹云模拟结果与观测事实相吻合, 说明改进后的.模式对冰雹云具有较可靠的模拟能力.模拟分析表明, 冻滴是该例自然雹云冰雹胚胎的主要来源, 对该冰雹云进行AgI催化可明显地减少降雹量, 特别是在云中冰雹形成初期进行催化防雹效果最好, 既可产生最大的防雹作业效果又不至于过度减少降雨量.催化减雹的主要原因是催化显著地减少了云中冻滴向冰雹胚胎的转化总量.进一步研究发现, 人工冰晶在云的不同阶段对各种冰相降水粒子的贡献是不同的.人工冰晶对雪花总质量的贡献较小, 对霰总质量的贡献有所增大, 而对冻滴总质量的贡献较大.模拟的冰晶粒子谱可较好地反映出人工冰晶谱型较窄, 浓度较大, 尺度较小的特征.
作 者：崔雅琴 肖辉 王振会 周丽娜 CUI Ya-qin XIAO Hui WANG Zhen-hui ZHOU Lina 作者单位：崔雅琴,周丽娜,CUI Ya-qin,ZHOU Lina(中国科学院,大气物理研究所云降水物理与强风暴实验室,北京,100029;南京信息工程大学,遥感学院,江苏,南京,210044)肖辉,XIAO Hui(中国科学院,大气物理研究所云降水物理与强风暴实验室,北京,100029)
王振会,WANG Zhen-hui(南京信息工程大学,遥感学院,江苏,南京,210044)
刊 名：高原气象 ISTIC PKU英文刊名：PLATEAU METEOROLOGY 年，卷(期)： 26(4) 分类号：P426.5+1 关键词：人工冰晶 微物理过程 对流云模式改进 数值模拟祁连山地形云和降水结构的个例模拟研究
本文利用ARPS(Advanced Regional Predictional System)中尺度数值模式,时7月19日发生在祁连山区的一次比较典型的地形云降水过程中云和降水的宏微观结构特征进行了深入的模拟研究和分析.结果表明,AKPS模式能够较好地模拟出地面降水分布及其发展演变特征:祁连山北坡陡峭地形的抬升作用是祁连山云系降水的主要动力机制;祁连山地彤云和降水的微观结构随云的.不同发展阶段呈现出不同的特征.
作 者：邵元亭 刘奇俊 作者单位：中国气象科学研究院,中国,北京,100081 刊 名：科技信息 英文刊名：SCIENCE & TECHNOLOGY INFORMATION 年，卷(期)： “”(19) 分类号：P4 关键词：ARPS模式 祁连山 地形云 宏微现结构土-结构动力相互作用人工边界分析及试验验证
利用有限元软件Ansys二次开发语言apdl进行二次开发,将多次透射边界(MTF边界)和弹阻边界(V-S边界)添加到软件中,从而实现对土-结构动力相互作用问题中无限域场地的.模拟.以野外大比例(1/2)土-箱基-框架结构试验模型的牵引释放自由振动试验(波源问题)和爆破震动试验(散射问题)数据为基础,通过有限元数值计算结果和试验结果的对比可知,施加了人工边界的土体模型可以较好地模拟波在无限域土体中的传播,有效地减少有限元计算模拟时的计算规模.同时多次透射边界在计算精度以及散射问题中地震波输入的便捷性方面要优于弹阻边界.
作 者：朱志辉 尚守平吴方伯 ZHU Zhihui SHANG Shouping WU Fangbo 作者单位：朱志辉,ZHU Zhihui(中南大学,土木建筑学院,湖南,长沙,410075)尚守平,吴方伯,SHANG Shouping,WU Fangbo(湖南大学,土木工程学院,湖南,长沙,410082)
刊 名：地震工程与工程振动 ISTIC PKU英文刊名：JOURNAL OF EARTHQUAKE ENGINEERING AND ENGINEERING VIBRATION 年，卷(期)： 27(3) 分类号：P315.96 TU317 关键词：土-结构动力相互作用 自由振动试验 爆破震动试验 多次透射边界 弹阻边界台风变性加强过程的数值模拟和试验分析
登陆的Winnie台风经历了变性重新加强的过程,利用中尺度数值模式MM5对该过程进行了数值模拟和分析.等熵位涡分析显示重新加强过程经历了2个阶段:(1)高层扰动加强期,北上的变性气旋在其高层维持了小的位涡区,使上游东移的位涡槽加强;(2)气旋斜压发展期,低层气旋上的斜压带与高层加强的扰动耦合,气旋获得斜压发展.该过程伴随着高层风速的加强并发展为急流,这是动力平衡和低层斜压动能输送的结果.高层扰动和急流演变过程说明了变性气旋自身对其发展的重要性.通过热带气旋分离的方法,利用数值试验对变性气旋以及与气旋相关的物理因子的作用进行分析.结果显示,低层变性的气旋Winnie首先通过潜热过程加强了高层的扰动,然后在其北移过程中和高层的扰动位相锁定而得到斜压发展,演变过程说明了登陆台风自身的重要性.在这个过程中,初始气旋的.涡旋环流足最主要的,其次是水汽,而斜压性影响最少.斜压性影响最少是由于在气旋环流和高湿度的环境下,斜压带得到重建,使气旋仍然可以和高层的扰动相互作用而得到斜压发展.所以,斜压性仍是变性气旋再度发展的直接原因.综观台风Winnie的变性以及重新加强过程,气旋中斜压性的产生以及维持都和与降水相关的潜热过程密切相关.
作 者：朱佩君 郑永光 陶祖钰 ZHU Peijun ZHENG Yongguan TAO Zuyu 作者单位：朱佩君,ZHU Peijun(浙江大学地球科学系,杭州,310027)郑永光,ZHENG Yongguan(国家气象中心,北京,100081)
陶祖钰,TAO Zuyu(北京大学大气科学系,北京,100871)
刊 名：气象学报 ISTIC PKU英文刊名：ACTA METEOROLOGICA SINICA 年，卷(期)： 67(5) 分类号：P457.8 P435 关键词：台风 变性 重新加强 数值模拟 Typhoon Extratropical transition Reintensification Numerical simulation建筑物下洗效应的模拟试验分析
摘要：按照有建筑物和无建筑物存在两种情况,针对西安市某一污染源使用CALPUFF模式进行了数值模拟试验分析.结果表明:模拟时段,无建筑物存在时近地面污染物小时质量浓度最大值为10.80 mg/m3,而有建筑物存在时近地面污染物小时质量浓度最大值为17.24 mg/m3.有下洗效应与无下洗效应污染物日均质量浓度之比:平均值为5.8,最大达104.2.可见,建筑物的下洗效应对大气污染物的.扩散有着十分重要的影响,在实际的大气质量预测评价工作中应充分考虑建筑物下洗效应.作 者：张侠 王繁强 杜继稳 ZHANG Xia WANG Fan-qiang DU Ji-wen 作者单位：张侠,ZHANG Xia(西安交通大学人居环境与建筑工程学院,西安,710049)王繁强,WANG Fan-qiang(陕西省气象科学研究所,西安,710014)
杜继稳,DU Ji-wen(陕西省气象局,西安,710014)
期 刊：陕西气象 Journal：JOURNAL OF SHAANXI METEOROLOGY 年，卷(期)：, “”(3) 分类号：X16 关键词：建筑物 下洗效应 CALPUFF模式 西安市北京地区一次冬季平流雾过程数值模拟分析
利用美国新一代非静力平衡中尺度数值预报模式WRFV2.1系统对发生在1月14日的北京地区平流雾进行数值研究,分析平流雾发生、发展和消散机制.结果表明,北京地区的.偏东南风将东、东南、南部的暖湿空气向西北推进,遇到较冷的下垫面冷却饱和凝结形成了此次平流雾.持续且不强的偏南风是雾维持的原因之一.由于地面升温,逆温层从地面抬升至低空并稳定维持,是平流雾形成后能维持较久的又一重要原因.冷空气的入侵,导致了此次大雾的消散.WRF模式对平流雾的形势及物理量场的模拟是成功的,显示了WRF模式预报平流雾的潜在能力.
作 者：李元平梁爱民 张中锋 罗娅 刘开宇 李秀连 黄嘉佑 LI Yuan-ping LIANG Ai-min ZHANG Zhong-feng LUO Ya LIU Kai-yu LI Xiu-lian HUANG Jia-you 作者单位：李元平,黄嘉佑,LI Yuan-ping,HUANG Jia-you(北京大学,物理学院大气科学系,北京,100871)梁爱民,LIANG Ai-min(北京大学,物理学院大气科学系,北京,100871;民航华北空管局,北京,100621)
张中锋,李秀连,ZHANG Zhong-feng,LI Xiu-lian(民航华北空管局,北京,100621)
罗娅,刘开宇,LUO Ya,LIU Kai-yu(民航贵阳空中交通管理中心,贵州,贵阳,550012)
刊 名：云南大学学报（自然科学版） ISTIC PKU英文刊名：JOURNAL OF YUNNAN UNIVERSITY(NATURAL SCIENCES EDITION) 年，卷(期)： 29(2) 分类号：P426.4 关键词：平流雾 天气分析 数值模拟 逆温层钢管爆炸破坏的数值模拟分析与试验研究
在三峡工程二期下游围堰拆除爆破中,其难点问题为混凝土防渗墙的一次性爆破拆除成功.由于混凝土防渗墙内有预埋的灌浆钢管及固定钢管的保持架,这种结构在以往的.围堰水下防渗墙爆破拆除工程中是没有先例的.如果混凝土防渗墙爆破拆除仅仅只将混凝土爆碎,而钢管不炸断、保持架不松散则会使爆渣的水下开挖无法进行,因此将混凝土预埋灌浆钢管炸断及保持架炸散是关系到二期下游围堰拆除爆破成败的关键问题.针对这一问题,利用ANSYS/LS-DYNA计算软件和现场试验,研究了不同装药结构、药包直径等因素对钢管爆炸破坏效果的影响,讨论了钢管爆炸炸断破坏形态与装药结构之间的关系,在此基础上确定钢管爆炸炸断破坏的合理爆破参数及装药结构形式.二期围堰爆破拆除结果表明研究成果是可靠的.
作 者：李新平代翼飞 刘金焕 曾明 刘立胜 张开广 作者单位：李新平,代翼飞,刘立胜(武汉理工大学道路桥梁与结构工程湖北省重点实验室,武汉,430070)刘金焕(大渡河流域水电开发有限公司,成都,610016)
曾明,张开广(葛洲坝集团公司三峡工程施工指挥部,宜昌,443134)
刊 名：岩土力学 ISTIC EI PKU英文刊名：ROCK AND SOIL MECHANICS 年，卷(期)：2009 30(z1) 分类号：O242 关键词：三峡工程 混凝土防渗墙 钢管爆炸 数值模拟 现场试验