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EOF分析用于β中尺度暴雨系统的探索
  • ISSN号:1006-9895
  • 期刊名称:《大气科学》
  • 时间:0
  • 分类:P443[天文地球—大气科学及气象学]
  • 作者机构:[1]解放军理工大学气象海洋学院全军危险性天气监测预警研究中心,南京211101, [2]东北师范大学环境科学学院,长春130024
  • 相关基金:“十二五”农村领域国家科技支撑计划课题2011BAD32B00-04,国家自然科学基金项目41371495,国家自然科学青年基金项目41005030
中文摘要:

本文将2008年上海“8.25”暴雨过程的WRF中尺度数值模式模拟结果作为实况资料集,应用EOF(Empirical Orthogonal Function)方法对该资料集进行诊断,以探讨将该方法应用于暴雨p中尺度系统的可行性.主要结论有:当数值模式输出足够稠密、精细的样本,能够较好反映实况时,利用EOF方法对天气尺度和α、β中尺度系统的天气过程进行诊断是可行的.对本文的暴雨过程,EOF分解位势偏差场的前三个模态分别反映了α中尺度中端、低端和β中尺度天气系统的演变特征,分别对应于波长和振荡频率不同的驻波波列.其可分别称之为暴雨背景模态、暴雨系统模态和暴雨雨团模态.各波列物理性质不同,分别属于准地转的Rossby波、准平衡的涡旋波和非平衡的重力惯性波.天气系统EOF分解的物理本质为:可将一个变形和移动的天气系统分解为若干个具有不同物理性质且时空尺度不同相互独立的模态(驻波波列).这有助于明确和深化对天气系统的认识.EOF分解能够进行天气系统的尺度分离,且分离后得到的各种尺度的天气系统是独立和有特定物理意义的,这更体现了该尺度分离方法的优点.本文中当EOF分解后各波列(模态)在某地时空指数发生三波锁相,且该地的位势表现为低空为负、高空为正,同时低层位势急剧降低时,则有可能在此处发生暴雨.

英文摘要:

Using empirical orthogonal function (EOF) expansion, this paper analyzes the Weather Research and Forecasting (WRF) simulative data of the torrential rain occurring on August 25 of 2008 to explore the possibility of EOF expansion for diagnosing a meso-Dseale torrential rain system. The conclusions show that when sufficiently fine data are consistent with real data, it is possible to diagnose mesoscale systems with EOF expansion. The preceding three modes of EOF expansion reflect the evolvement characteristics of various-scale weather systems and correspond to various wave trains with various wavelengths and oscillation frequencies: ambient mode, torrential rain system mode, and rain clusters mode. The various waves are attributed to quasi-geostrophic Rossby, quasi-equilibrium eddy, and non-equilibrium gravity inertia waves, respectively. The physical essence of EOF expansion for a weather system is that a transformative weather system with locomotion can be separated to several mutually unattached modes, or wave trains, that differ in physical characteristics, which contributes to a better understanding of the weather system. Scale separation for weather systems is an advantage of EOF expansion because separate weather systems are unattached and have particular physical characteristics. When the space-time indices of different wave trains are in phase lock, a strongly convective precipitation will occur in the appropriate weather condition.

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期刊信息
  • 《大气科学》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国科学院大气物理研究所
  • 主编:陆日宇
  • 地址:北京德胜门外祁家豁子 北京9804信箱
  • 邮编:100029
  • 邮箱:dqkx@mail.iap.ac.cn
  • 电话:010-82995051 82995052
  • 国际标准刊号:ISSN:1006-9895
  • 国内统一刊号:ISSN:11-1768/O4
  • 邮发代号:2-823
  • 获奖情况:
  • 2000年中国科学院优秀期刊二等奖,中国科技论文统计分析数据库来源期刊,中国科学引文数据库收录,中国期刊方阵“双效”期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:22063