张元春
- 作品数：18 被引量：167H指数：8
- 供职机构：中国科学院大气物理研究所更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金国家重点基础研究发展计划灾害天气国家重点实验室开放课题更多>>
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- 一次高原东移MCS与下游西南低涡作用并产生强降水事件的研究被引量：19
- 2020年
- 基于加密自动站降水、葵花8卫星和ECMWF ERA5再分析等多种资料,本文对2018年6月17日08时至18日22时(协调世界时,下同)一次青藏高原(简称高原)中尺度对流系统(Mesoscale Convective System,简称MCS)东移与下游西南低涡作用并引起四川盆地强降水的典型事件进行了研究(四川盆地附近最大6小时降水量高达88.5 mm)。研究表明,本次事件四川盆地的强降水主要由高原东移MCS与西南低涡作用引起,高原MCS与西南低涡的耦合期是本次降水的强盛时段,暴雨区主要集中在高原东移MCS的冷云区。高原东移MCS整个生命史长达33 h,在其生命史中,它经历了强度起伏变化的数个阶段,总体而言,移出高原前后,高原MCS对流的重心显著降低,但对流强度大大增强。在高原MCS的演变过程中,四川盆地有西南低涡发展,该涡旋生命史约为21h,所在层次比较浅薄,主要位于对流层低层。西南低涡与高原MCS存在显著的作用,在高原MCS与西南低涡耦合阶段,两者的上升运动区相叠加直接造成了强降水。此后,由于高原MCS系统东移而西南低涡维持准静止,高原MCS与西南低涡解耦,西南低涡由此减弱消亡,东移高原MCS所伴随的降水也随之减弱。涡度收支表明,散度项是西南低涡发展和维持的最主导因子,此外,倾斜项是800 hPa以下正涡度制造的第二贡献项,而垂直输送项则是西南低涡800hPa以上正涡度增长的另一个主导项,这两项分别有利于西南低涡向下和向上的伸展。相关分析表明,在西南低涡发展期间,高原MCS中冷云面积(相当黑体亮度温度TBB≤-52°C)可以有效地指示西南低涡强度(涡度)的变化,超前两小时的相关最显著,相关系数可达0.83。
- 汤欢傅慎明傅慎明孙建华靳双龙张元春
- 关键词：暴雨西南低涡涡度收支
- 冬季一次引发华北暴雪的低涡的动力发展机制
- 本文使用FNL资料分析我国华北地区的2010年1月2～3日一次冬季降雪过程的大尺度背景场特征,此次降雪过程中,北京和天津地区的日降水量突破了1951年以来的降雪极值,北京城区平均日降雪量为11mm,达到暴雪级别。深入分析...
- 张元春孙建华
- 关键词：暴雪WRF
- 文献传递
- 一种涡旋的识别方法、装置、存储介质及电子设备
- 本发明提供了一种涡旋的识别方法、装置、存储介质及电子设备，其中，该方法包括：基于风场数据选取出可能是涡旋中心的有效格点，通过将该有效格点周围的区域分为多个象限，并在每种方式均满足逆时针旋转条件的情况下再基于有效涡度来确定...
- 汤欢傅慎明张敬萍孙建华李万莉张元春
- 江淮流域两次中尺度对流涡旋的结构特征研究被引量：10
- 2013年
- 对2003、2007年江淮梅雨期的中尺度对流涡旋(MCV)进行了统计分析,结果表明我国梅雨锋上MCV活跃,这些MCV与强降水有关。2003、2007年江淮梅雨期有9个MCV发生,大多数的MCV发生在32°N～35°N之间的江苏境内。采用ARPS(Advanced Regional Prediction System)的资料分析系统(ADAS)和WRF模式模拟了2个MCV的发展过程,并使用数值模拟结果分析了它们的结构特征。MCV一般发生在强对流系统的北侧,其涡旋环流一般在600hPa以下,对应涡旋区域对流层高层为强辐散,涡度最强的中心在对流层中层,但正涡度区可伸展到300hPa。初始阶段MCV的中心为上升运动和中性层结,成熟阶段MCV的中心转为下沉运动,同时其南侧有新的对流发生。发展型和不发展型的MCV对比发现,涡旋对流层高层有涡度增加以及二次对流的潜热释放多,可能是发展型MCV维持时间较长的原因。此外,MCV发展过程中南侧急流的增强对MCV中对流的触发和维持有一定作用。
- 张元春孙建华徐广阔齐琳琳
- 关键词：结构特征数值模拟
- 冬季一次引发华北暴雪的低涡涡度分析被引量：30
- 2012年
- 利用NCEP FNL 1°×1°再分析资料和WRF模式,模拟了2010年1月2～3日我国华北地区的一次由涡旋造成的冬季降雪过程,并采用位涡和涡度方程对引发暴雪的涡旋发展机制进行了诊断分析。结果表明,这次降雪过程中,对流层中层高空浅槽东移、加深及发展,并引导低空和地面系统自西向东移动,高空位涡的下传强迫加强了对流层中低层涡旋的发展。平均通量和涡旋区域的辐合、辐散作用对涡旋涡度的增长贡献最大,扰动通量和类倾斜项的作用较小。在中层涡旋成熟期,环境场的风速小于中层涡旋的移动速度时,环境场相对于涡旋区域为辐散,涡旋涡度减小;当环境场风速大于涡旋的移动速度时,环境场相对于涡旋区域为辐合,涡旋涡度增加。在涡旋衰减期,向涡旋外输送的绝对涡度通量使得涡旋涡度逐渐减弱。这次过程中,高空位涡强迫、低空辐合和涡旋边界平均气流对扰动涡度的输送是涡旋发展的主要机制。
- 张元春孙建华傅慎明
- 关键词：暴雪WRF模式涡度方程位涡
- 青藏高原热力对四川盆地西部一次持续性暴雨影响的数值模拟被引量：9
- 2019年
- 通过对四川盆地西部一次持续性暴雨过程的半理想数值模拟,研究了青藏高原热力作用对四川盆地持续性暴雨过程的影响。研究表明,高原的热力作用对于下游地区有着显著的影响,主要表现为:(1)关闭高原地面感热和潜热后,高原地区和四川盆地西部的降水明显减弱,而盆地中东部降水却有所加强,且四川盆地降水的日变化特征稍有减弱;(2)500 hPa青藏高原上的短波槽减弱,位于四川盆地中西部的背风槽强度、范围有所减弱,但低层盆地东部的气旋性涡旋加强;(3)涡度收支的定量分析发现,关闭高原热力作用后,盆地东部对流层低层垂直风切变的增强使得夜间倾斜项的正贡献增强,从而使该区域涡旋发展加强,盆地东部降水增强。
- 张元春李娟孙建华
- 关键词：四川盆地持续性暴雨数值模拟青藏高原
- 暖季长江中游二级地形附近东移和准静止MCSs的统计特征和环流形势对比被引量：2
- 2020年
- 利用高时空分辨率的相当黑体温度(TBB)数据,基于模式匹配的自动识别追踪方法将2000~2016年(2005除外)暖季(5~8月)长江中游二级地形附近(106°E^113°E,28°N^35°N)中尺度对流系统(MCSs)进行识别、追踪和分类,并研究东移和准静止两类个例的时空分布特征、对流强度以及有利于MCSs东移的大尺度环流背景条件.结果表明,两类个例发生频次最高的月份为7月.东移个例主要集中生成在研究区域的东部地区,而准静止个例则主要生成在研究区域的西部.两类个例初生时刻的峰值均出现在午后,但准静止个例在凌晨出现次峰值.东移个例比准静止个例生命史更长,移动距离更远,成熟时刻云团面积更大,云团最低亮温更低(对流发展更为旺盛),对长江中下游地区的降水系统影响更大.青藏高原以东对流层中层浅槽和西太平洋副热带高压的配合为二级地形东部对流的生成和东移提供了有利的环境条件,低层正相对涡度和较强的垂直风切变为对流的组织和发展提供了动力条件;强盛的低空急流不断向二级地形东部和以东地区输送暖湿气流,大量水汽的辐合有利于对流的发展和长时间维持.
- 杨如意张元春孙建华李俊
- 关键词：中尺度对流系统环流形势
- 近十年我国涡旋系统的研究进展
- 2024年
- 近年我国暴雨和强对流等中小尺度灾害性天气频发,涡旋是产生这些灾害天气的重要天气系统之一。为了不断提高对我国涡旋及其产生的暴雨和强对流天气发生发展机理的认识和预报准确率,本文对容易引发长江流域沿线灾害天气的三类涡旋(高原低涡、西南低涡和大别山涡)及对北方地区暴雨、强对流天气有重要影响的东北冷涡、中亚低涡的主要研究成果进行了梳理。主要回顾了近十年这些涡旋的识别方法、时空分布统计特征、三维结构以及产生的暴雨、强对流天气机理。最后,对与涡旋系统以及相关天气的研究与预报中的问题、未来发展方向进行了简要讨论和展望。
- 孙建华周玉淑周玉淑杨帅傅慎明杨帅张元春
- 关键词：暴雨高原低涡西南低涡东北冷涡
- 气象领域识别涡旋的方法、装置、存储介质及电子设备
- 本发明提供了一种气象领域识别涡旋的方法、装置、存储介质及电子设备，其中，该方法包括：将源地内相对涡度为正的格点作为目标格点；确定围绕目标格点的第一格点和第二格点，确定以目标格点为中心的目标区域，并将目标区域划分为多个象限...
- 张敬萍傅慎明汤欢孙建华李万莉张元春
- 文献传递
- 江淮流域持续性强降水过程的多尺度物理模型被引量：15
- 2018年
- 本文对江淮流域持续性暴雨事件(PHREs)的多尺度物理模型和能量转换特征以及青藏高原东部对流系统东移影响下游地区降水的研究成果进行了总结。从欧亚大陆Rossby波列能量频散的角度揭示了江淮流域PHREs中纬度系统槽脊稳定的机制,定量分析了冷暖空气的源地和输送路径,提出了江南型和江北型PHREs的多尺度物理模型。从天气尺度和次天气尺度之间的能量转换角度呈现了不同尺度系统相互作用的物理图像,指出背景场的能量供给是直接触发暴雨的次天气尺度系统维持的最重要因子,尤其是在对流层的低层,动能的降尺度级串(即能量由背景场传递给次天气尺度系统)最强。研究表明青藏高原东部对流系统东移影响江淮流域的降水是一系列天气系统配合和活跃的结果,主要由青藏高原和四川盆地、二级地形和东部平原之间的热力环流、西南涡、二级地形以东中尺度涡旋和对流系统的共同影响。除了本文总结的内容,还有一些影响PHREs的因子值得深入研究,多尺度相互作用中的Rossby波源及其波列如何影响天气系统,中尺度系统对其背景场的能量反馈等。
- 孙建华卫捷卫捷傅慎明张元春
- 关键词：能量转换
