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风切变对边界层对流影响的大涡模拟研究
被引量：
19
1
作者
黄倩
王蓉
+2 位作者
田文寿
左洪超
张强
《气象学报》
CAS
CSCD
北大核心
2014年第1期100-115,共16页
利用"西北干旱区陆-气相互作用野外观测实验"加密观测期间在敦煌站的观测资料以及大涡模式,模拟了对流边界层的发展,以及示踪物从混合层向残留层传输的时空变化。模拟的对流边界层的结构及演变特征与实测结果基本一致。进一...
利用"西北干旱区陆-气相互作用野外观测实验"加密观测期间在敦煌站的观测资料以及大涡模式,模拟了对流边界层的发展,以及示踪物从混合层向残留层传输的时空变化。模拟的对流边界层的结构及演变特征与实测结果基本一致。进一步通过有风切变和无风切变的敏感性数值试验,研究了风切变对垂直速度、位温和示踪物浓度的水平分布以及示踪物传输高度的影响。研究结果表明,在有风切变的试验中(甚至风切变仅存在于近地层中),对流边界层的增长加强,而且示踪物被传输的高度也较高。与浮力驱动的对流边界层相比,由浮力和风切变共同驱动的边界层中上升气流较弱而下沉气流较强,但前者的上升气流与下沉气流的分布在垂直方向上更为倾斜。由于夹卷作用的增强,浮力和风切变共同驱动的对流边界层较浮力驱动的对流边界层暖。在夹卷层,浮力和风切变共同驱动的边界层对流的上升气流和下沉气流都比浮力驱动的边界层对流中的强,而且垂直速度的概率密度函数分布也较对称,其位温和示踪物浓度的概率密度函数分布也比浮力驱动的边界层中的平直。对湍流动能收支的分析也表明风切变对湍流动能有重要影响,尤其对夹卷层中的湍流动能切变产生项影响较大。示踪物浓度的概率密度函数垂直分布显示,浮力驱动的边界层中示踪物浓度随高度变化较小,而浮力和风切变共同驱动的边界层中示踪物浓度随高度递减,但是示踪物传输的高度比较高。
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关键词
对流边界层
大涡模拟
边界层对流
夹卷
示踪物
传输
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职称材料
大涡模式垂直分辨率在夹卷及示踪物垂直传输模拟结果分析中的作用
被引量：
1
2
作者
王蓉
黄倩
+1 位作者
岳平
王敏仲
《气象》
CSCD
北大核心
2019年第12期1700-1709,共10页
基于敦煌野外观测资料和大涡模式,研究了垂直方向不同尺度湍涡对夹卷及示踪物垂直传输的影响,明确了模式垂直分辨率在模拟结果分析中的作用。结果表明:垂直方向上小尺度湍涡对夹卷作用贡献更大,小尺度湍涡较多时夹卷层相对更暖,而夹卷...
基于敦煌野外观测资料和大涡模式,研究了垂直方向不同尺度湍涡对夹卷及示踪物垂直传输的影响,明确了模式垂直分辨率在模拟结果分析中的作用。结果表明:垂直方向上小尺度湍涡对夹卷作用贡献更大,小尺度湍涡较多时夹卷层相对更暖,而夹卷层厚度、夹卷强度和风速变化受垂直方向湍涡尺度影响较小。当垂直分辨率为50 m时,越往夹卷层上部,上升气流和下沉气流分布较多且强度较大;分辨率为10、20和30 m时,夹卷层各高度垂直速度、位温和示踪物浓度分布较接近。另外,垂直方向湍涡尺度对示踪物垂直传输高度影响不大,而对示踪物的空间分布有一定作用。当大尺度湍涡较多且强度较强时,越有利于将高浓度的示踪物向上传输。综合考虑到模式采用较高分辨率模拟时产生的噪音及计算时间等问题,认为模式采用30 m的垂直分辨率,既能较好地模拟出夹卷层平均结构特征,又能模拟出夹卷层湍流的精细分布,是较为理想的选择。
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关键词
大涡模拟
模式垂直分辨率
夹卷
示踪物
垂直
传输
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职称材料
题名
风切变对边界层对流影响的大涡模拟研究
被引量：
19
1
作者
黄倩
王蓉
田文寿
左洪超
张强
机构
兰州大学大气科学学院半干旱气候变化教育部重点实验室
中国气象局干旱气象研究所甘肃省干旱气候变化与减灾重点实验室
出处
《气象学报》
CAS
CSCD
北大核心
2014年第1期100-115,共16页
基金
国家自然科学基金项目(41275006、42115018)
国家重大科学研究计划“973”项目(2011CB706900、2013CB430206)
文摘
利用"西北干旱区陆-气相互作用野外观测实验"加密观测期间在敦煌站的观测资料以及大涡模式,模拟了对流边界层的发展,以及示踪物从混合层向残留层传输的时空变化。模拟的对流边界层的结构及演变特征与实测结果基本一致。进一步通过有风切变和无风切变的敏感性数值试验,研究了风切变对垂直速度、位温和示踪物浓度的水平分布以及示踪物传输高度的影响。研究结果表明,在有风切变的试验中(甚至风切变仅存在于近地层中),对流边界层的增长加强,而且示踪物被传输的高度也较高。与浮力驱动的对流边界层相比,由浮力和风切变共同驱动的边界层中上升气流较弱而下沉气流较强,但前者的上升气流与下沉气流的分布在垂直方向上更为倾斜。由于夹卷作用的增强,浮力和风切变共同驱动的对流边界层较浮力驱动的对流边界层暖。在夹卷层,浮力和风切变共同驱动的边界层对流的上升气流和下沉气流都比浮力驱动的边界层对流中的强,而且垂直速度的概率密度函数分布也较对称,其位温和示踪物浓度的概率密度函数分布也比浮力驱动的边界层中的平直。对湍流动能收支的分析也表明风切变对湍流动能有重要影响,尤其对夹卷层中的湍流动能切变产生项影响较大。示踪物浓度的概率密度函数垂直分布显示,浮力驱动的边界层中示踪物浓度随高度变化较小,而浮力和风切变共同驱动的边界层中示踪物浓度随高度递减,但是示踪物传输的高度比较高。
关键词
对流边界层
大涡模拟
边界层对流
夹卷
示踪物
传输
Keywords
Convective boundary layer
Large eddy simulation
Boundary layer convection
Entrainment
Tracer transport
分类号
P421 [天文地球—大气科学及气象学]
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职称材料
题名
大涡模式垂直分辨率在夹卷及示踪物垂直传输模拟结果分析中的作用
被引量：
1
2
作者
王蓉
黄倩
岳平
王敏仲
机构
甘肃省人工影响天气办公室
兰州大学大气科学学院半干旱气候变化教育部重点实验室
中国气象局干旱气象研究所甘肃省干旱气候变化与减灾重点实验室
中国气象局乌鲁木齐沙漠气象研究所
出处
《气象》
CSCD
北大核心
2019年第12期1700-1709,共10页
基金
国家自然科学基金面上项目(41575008,41775013)
国家自然科学基金重大研究计划(91637106)
+2 种基金
干旱气象科学研究基金项目(IAM201813)
兰州大学中央高校科研业务费专项资金项目(lzujbky-2019-kb02)
甘肃省气象局气象科研面上项目(GSMAMs2019-18)共同资助
文摘
基于敦煌野外观测资料和大涡模式,研究了垂直方向不同尺度湍涡对夹卷及示踪物垂直传输的影响,明确了模式垂直分辨率在模拟结果分析中的作用。结果表明:垂直方向上小尺度湍涡对夹卷作用贡献更大,小尺度湍涡较多时夹卷层相对更暖,而夹卷层厚度、夹卷强度和风速变化受垂直方向湍涡尺度影响较小。当垂直分辨率为50 m时,越往夹卷层上部,上升气流和下沉气流分布较多且强度较大;分辨率为10、20和30 m时,夹卷层各高度垂直速度、位温和示踪物浓度分布较接近。另外,垂直方向湍涡尺度对示踪物垂直传输高度影响不大,而对示踪物的空间分布有一定作用。当大尺度湍涡较多且强度较强时,越有利于将高浓度的示踪物向上传输。综合考虑到模式采用较高分辨率模拟时产生的噪音及计算时间等问题,认为模式采用30 m的垂直分辨率,既能较好地模拟出夹卷层平均结构特征,又能模拟出夹卷层湍流的精细分布,是较为理想的选择。
关键词
大涡模拟
模式垂直分辨率
夹卷
示踪物
垂直
传输
Keywords
large eddy simulation
model vertical resolution
entrainment
tracer vertical transport
分类号
P435 [天文地球—大气科学及气象学]
P421
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
风切变对边界层对流影响的大涡模拟研究
黄倩
王蓉
田文寿
左洪超
张强
《气象学报》
CAS
CSCD
北大核心
2014
19
下载PDF
职称材料
2
大涡模式垂直分辨率在夹卷及示踪物垂直传输模拟结果分析中的作用
王蓉
黄倩
岳平
王敏仲
《气象》
CSCD
北大核心
2019
1
下载PDF
职称材料
已选择
0
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