ISSN 1004-4965

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基于风廓线仪的华南地区夏季边界层湍流统计特征研究

张梦佳 沈学顺 何平 薛海乐 沈巍

张梦佳, 沈学顺, 何平, 薛海乐, 沈巍. 基于风廓线仪的华南地区夏季边界层湍流统计特征研究[J]. 热带气象学报, 2018, 34(4): 535-545. doi: 10.16032/j.issn.1004-4965.2018.04.011
引用本文: 张梦佳, 沈学顺, 何平, 薛海乐, 沈巍. 基于风廓线仪的华南地区夏季边界层湍流统计特征研究[J]. 热带气象学报, 2018, 34(4): 535-545. doi: 10.16032/j.issn.1004-4965.2018.04.011
Meng-jia ZHANG, Xue-shun SHEN, Ping HE, Hai-le XUE, Wei SHEN. TURBULENT STRUCTURE OF THE BOUNDARY LAYER IN SUMMER OVER SOUTH CHINA AS REVEALED BY WIND PROFILER[J]. Journal of Tropical Meteorology, 2018, 34(4): 535-545. doi: 10.16032/j.issn.1004-4965.2018.04.011
Citation: Meng-jia ZHANG, Xue-shun SHEN, Ping HE, Hai-le XUE, Wei SHEN. TURBULENT STRUCTURE OF THE BOUNDARY LAYER IN SUMMER OVER SOUTH CHINA AS REVEALED BY WIND PROFILER[J]. Journal of Tropical Meteorology, 2018, 34(4): 535-545. doi: 10.16032/j.issn.1004-4965.2018.04.011

基于风廓线仪的华南地区夏季边界层湍流统计特征研究

doi: 10.16032/j.issn.1004-4965.2018.04.011
基金项目: 

国家重点研发计划“高精度可扩展数值天气预报模式研究” 2017YFC1501904

详细信息
    通讯作者:

    沈学顺,男,河南省人,研究员,主要从事数值预报与数值模拟研究。E-mail:shenxs@cma.gov.cn

  • 中图分类号: X16

TURBULENT STRUCTURE OF THE BOUNDARY LAYER IN SUMMER OVER SOUTH CHINA AS REVEALED BY WIND PROFILER

  • 摘要: 采用双权重算法,使用2015年6—8月我国东南部业务风廓线雷达资料,通过湍流脉动垂直速度方差和偏度的计算和分析,对晴空和低云主导情况下的边界层湍流特征以及中小尺度局地环流对于边界层湍流的影响进行研究。主要结论如下:(1)晴天情况下垂直速度标准差和垂直速度偏度都具有明显的日变化特征,湍流主要由下垫面加热驱动发展;(2)在低云主导情况下,湍流明显弱于晴天对流边界层的湍流强度,边界层内湍流的发展不仅受地面加热的影响,而且在边界层上部存在明显的自上而下发展的湍流,这主要是由于边界层顶云辐射冷却造成的;(3)除了上述两种情况,边界层湍流发展同时受到局地中小尺度环流或者天气系统的影响,因而呈现出更多的复杂性。

     

  • 图  1  2015年8月2日景德镇

    a.云量(灰色为低云量;黑色为总云量;柱顶数字为云高); b.水平风场; c.信噪比;d.垂直风速(单位:m/s);e.垂直速度偏度;f.垂直速度标准差(单位:m/s)。

    图  2  图 1,但为2015年6月20日景德镇

    图  3  图 1,但为2015年7月6日南雄

    图  4  2015年夏季南雄晴天情况

    a.云量与云高(单位:m)的平均值;b.信噪比平均值;c.垂直速度偏度平均值;d.垂直速度标准差平均值(单位:m/s);e.水平风场(单位:m/s)。

    图  5  图 4,但为南雄低云主导情况

  • [1] STULL R B. An introduction to boundary layer meteorology[J]. Atmospheric Sciences Library, 1988, 8(8): 89.
    [2] EMEIS S. Surface-based remote sensing of the atmospheric boundary layer[M]. Springer Netherlands, 2011.
    [3] HARVEY N J, HOGAN R J, DACRE H F. A method to diagnose boundary-layer type using Doppler lidar[J]. Q J Roy Meteo Soc, 2013, 139(676): 1681-1693.
    [4] MOENG C H, WYNGAARD J C. Spectral analysis of large-eddy simulations of the convective boundary layer[J]. J Atmos Sci, 1988, 45(23): 3573-3587.
    [5] MOENG C H, ROTUNNO R. Vertical-velocity skewness in the buoyancy-driven boundary layer[J]. J Atmos Sci, 1941, 47(9): 1149-1162.
    [6] LEMONE M A. Some observations of vertical velocity skewness in the convective planetary boundary layer[J]. J Atmos Sci, 1990, 47(9): 1163-1169.
    [7] MOYER K A, YOUNG G S. Observations of vertical velocity skewness within the marine stratocumulus-topped boundary layer[J]. J Atmos Sci, 1991, 48(3): 403-410.
    [8] 江川, 沈学顺.基于大涡模拟评估GRAPES模式对对流边界层的模拟性能[J].气象学报, 2013, 71(5): 879-890.
    [9] HOGAN R J, GRANT A L M, ILLINGWORTH A J, et al. Vertical velocity variance and skewness in clear and cloud-topped boundary layers as revealed by doppler lidar[J]. Q J Roy Meteor Soc, 2009, 135(640): 635-643.
    [10] WYNGAARD J C. A physical mechanism for the asymmetry in top-down and bottom-up diffusion[J]. J Atmos Sci, 2010, 44(7): 1083- 1087.
    [11] MOENG C H, ROTUNNO R. Vertical-velocity skewness in the buoyancy-driven boundary layer[J]. J Atmos Scis, 1990, 47(9): 1149-1162.
    [12] LENSCHOW D H, WYNGAARD J C, PENNELL W T. Mean-field and second-moment budgets in a baroclinic, convective boundary layer[J]. J Atmos Sci, 1980, 37(6): 1313-1326.
    [13] LENSCHOW D H, MANN J, KRISTENSEN L. How long is long enough when measuring fluxes and other turbulence statistics?[J]. J Atmos Oceanic Technol, 1994, 11(3): 661-673.
    [14] 何平, 马颖, 阮征, 等.晴空热对流泡的风廓线雷达探测研究[J].气象学报, 2010, 68(2): 264-269.
    [15] 王敏仲, 魏文寿, 何清, 等.风廓线雷达对塔克拉玛干沙漠晴天边界层的探测分析[J].气象, 2012, 38(5): 577-584.
    [16] QUAN J N, YANG G, ZHANG Q, et al. Evolution of planetary boundary layer under different weather conditions, and its impact on aerosol concentrations[J].颗粒学报(PARTICUOLOGY), 2013, 11(1): 34-40.
    [17] 蒋永波.基于激光雷达的边界层高度探测研究[J].安徽农业科学, 2014, 42(17): 5678-5679.
    [18] LANZANTE J R. Resistant, robust and non-parametric techniques for the analysis of climate data: theory and examples, including applications to historical radiosonde station data[J]. Int J Climatol, 1996, 16(11): 1197-1226.
    [19] AND X Z, ZENG Z. A quality control procedure for GPS radio occultation data[J]. J Geophys Res Atmos, 2006, 111(D2): 237-253.
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出版历程
  • 收稿日期:  2017-05-09
  • 修回日期:  2018-04-18
  • 刊出日期:  2018-08-01

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