一次梅雨鋒暴雨的邊界層熱通量輸送與湍流動能收支分析

doi:10.3969/2017jms.0012

首頁 > 過刊瀏覽>2017年第37卷第6期 >753-765. DOI:10.3969/2017jms.0012

一次梅雨鋒暴雨的邊界層熱通量輸送與湍流動能收支分析
DOI:
                        10.3969/2017jms.0012
                    
CSTR:
                        
                    
作者:
                        
                        
                    
作者單位:
作者簡介:
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中圖分類號:
基金項目:科技部國家大氣污染專項項目（2016YFC0203301）；國家重點基礎(chǔ)研究發(fā)展計劃（973計劃）項目（2015CB453201；2013CB430103）；國家自然科學基金資助項目（41375058；41530427；41475039；41405067）；江蘇省自然科學基金重點資助項目（BK20150062）

Analysis of heat flux transfer and TKE budget in the boundary layer during a Meiyu rainstorm

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利用中尺度WRF模式對于2007年7月一次典型的梅雨鋒暴雨過程進行了高分辨率數(shù)值模擬，對于邊界層內(nèi)的熱通量輸送和湍流動能的時空變化特征，以及湍流動能各收支項的分布及變化特征進行了分析。結(jié)果表明，降水發(fā)生時段內(nèi)邊界層熱通量和湍流動能的時空分布特征與晴空日變化特征表現(xiàn)出顯著不同，潛熱通量隨高度自下而上呈現(xiàn)"正—負—正"的分布，感熱通量以負值為主，負值中心高度與潛熱通量由負轉(zhuǎn)正的高度相對應(yīng)，湍流動能的發(fā)展高度與持續(xù)時間都有所增加，降水區(qū)近地面湍流動能弱于其他區(qū)域，但是在468 m以上高度則顯著強于其他區(qū)域。降水區(qū)湍流動能的來源主要是平均風切變所產(chǎn)生的機械湍流，浮力作用與粘性耗散在降水期間消耗湍流動能，湍流輸送作用將低層的湍流動能輸送至較高的高度，使低層減小而高層增大，臨界高度與湍流動能的大值中心高度對應(yīng)。

Abstract:

A heavy rainfall caused by Meiyu front during July,2007 is simulated by high-resolution mesoscale WRF model to analyze the characteristics of heat flux transportation and Turbulent Kinetic Energy(TKE) in the boundary layer during the event. Results show that the temporal and spatial distribution of heat flux and TKE are different from diurnal change characteristics during the rainstorm event. Latent heat flux appears to be positive-negative-positive as the height above ground grows, while sensible heat flux is mostly minus, with the height of negative center corresponding with that of latent heat changing from negative to positive. The height and duration of the development of TKE increased during the event, with the TKE in the precipitation zone is weaker than in other areas in the near-surface but stronger at 468 m or higher levels. The development of TKE in the precipitation zone transferred mainly from mechanical turbulence generated by shear of the average wind, while buoyancy and viscidity dissipation make the consumption. Turbulent transportation transfers TKE from near-surface to higher levels, contributing to the TKE at upper levels while decreasing TKE at lower levels. The critical height between the negative effect and the positive corresponds to the height of the maximum center of TKE.

參考文獻

相似文獻

引證文獻

引用本文

馬錚,沈新勇,黃文彥,李小凡,馮濤.一次梅雨鋒暴雨的邊界層熱通量輸送與湍流動能收支分析.氣象科學,2017,37(6):753-765 MA Zheng, SHEN Xinyong, HUANG Wenyan, LI Xiaofan, FENG Tao. Analysis of heat flux transfer and TKE budget in the boundary layer during a Meiyu rainstorm. Journal of the Meteorological Sciences,2017,37(6):753-765

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收稿日期:2016-11-12
最后修改日期:2017-01-12
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在線發(fā)布日期: 2018-02-10
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