总结报告-1队 龚宝 夏林 刘全 杨志.doc

Scorer参数对背风波影响的试验研究研究总结报告完成单位：学员旅 学员1队完 成 人：龚宝 夏林 刘全 杨志指导教员：臧增亮项目类型：论文YA类资助经费：700元解放军理工大学气象学院训练部制二一年五月Scorer参数对背风波影响的试验研究研究总结报告1 立项背景背风波作为一个经典的气象和流体力学问题，几个世纪以来，受到科学家们的广泛关注。由于背风波是一种中尺度的环流系统，波长较小，振幅和垂直速度较大，这种比较强烈的波动对天气有很大影响，除了所能常见到的整齐排列的荚状云以外，还能激发或加强暴雨等强对流天气。对于中小尺度的地形，或者大地形中的小山峰，由于背风波的作用，在背风波的对流活动可能比迎风波更为活跃。在特定的环境中，这种对流活动还可能发展成强对流、暴雨等灾害性天气。因这一问题涉及到过山气流的动力学、热力学、对流降水的云物理学，以及它们之间的相互作用，在动力学理论、天气学诊断和数值模拟上都面临很多困难，是中尺度气象学的难点之一。因此对于背风波的研究对我们气象工作者而言是十分必要的。2 用途和研制总要求主要是用于气象要素的定性分析方面，根据Scorer参数的变化对背风波波动参数的影响，更好的研究背风波的形成及背风波引起的天气变化。通过讨论得出Scorer参数廓线的变化对波长,垂直半波长,垂直速度，云水混合比的影响。利用ARPS模式模拟湿大气过山产生背风波以及发生对流活动的过程。3 研制内容1、对三层背风波的存在条件进行分析，通过典型个例将理论分析具体化;2、进行三层背风波的数值模拟，分析研究环境场的湿物理过程;3、通过讨论得出Scorer参数廓线的变化对波长,垂直半波长,垂直速度，云水混合比的影响。4、利用ARPS模式模拟湿大气过山产生背风波以及发生对流活动的过程。4 技术方案和实施途径4.1 技术方案通过对气流线性化扰动方程的分析，讨论Scorer参数分为三层的情况，规定分界面高度，列出边界条件，建立模型。通过理想场试验，结合控制实验和敏感性试验，最终对实验结果对比分析，进一步揭示SCORER参数对背风波及背风坡降水的影响。4.2 实施途径对、 和 这些参数逐个变化，同时其它参数保持标准个例中的数值，讨论这些参数对背风波振幅和波长的影响。采用二维平面模型，试验的具体环境参数见表1，在模式中选湿过程物理方案，但不选择降水参数化方案。控制试验的中低层相对湿度均取为50，高层的相对湿度取为0，具体的试验方案见表3.2。讨论背风波触发对流活动的控制试验。表1 控制试验的环境参数列表810-61.2710-43.910-52.0100.22.02.0表3.2 控制试验的参数设置垂直层数171水平格点数202水平网格距500m垂直网格距50m时间积分步长2s湿过程物理方案过饱和调整积云对流参数化方案Kuo方案5 研究（制）过程5.1 Scorer参数廓线的变化对波长的影响由于、 、 , 和 这些参数都是Scorer参数廓线的组成部分，工作可分为两步进行，一是改变各层厚度包括和，另一个是改变各层的数值包括、和。由于时间及知识不足，只进行第二步。通过数值模拟流线图，我们发现波长随、的减小而增大。5.2 背风波触发对流活动的控制试验假定从地面处开始抬升，控制试验的大气的层结分布和状态曲线如图所示，可以很清楚的看到此时自由对流高度约为1417m，对流凝结高度约为1391m。根据波动稳定性的理论分析部分可知，此时1200m以下的气层抬升都满足这个条件，波动较容易触发对流活动。6 应用前景本论文主要讨论了Scorer参数的变化对背风波的波动参数的影响，结合湿物理场的变化，分析了可能的云雨等气象要素变化，对于揭示背风坡处的天气状况受湿大气稳定度和水汽等因素的影响有重要作用。我们得到如下的结果：1. 波长随参数、的增大而减小2. 随着SCORER参数的变化，当参数、减小情况出现时，容易在背风坡触发对流活动，形成降水。3. 云水混合比随参数、的减小而增大。4. 垂直半波长随参数、的减小而增大。5. 垂直风速随着参数、的减小而增大。7 存在的问题及说明1背风波理论还需要更加深入的研究。2实验的数目还较少，代表性还不够强 3对于编程掌握还不足，不能很好的满足研究的要求，以致于对波长的具体研究不能深入 4时间分配还不够合理8 参赛体会1. 对背风波的特征有了更加深刻的了解。2. 对GRADS绘图与编程有了一定的了解，熟悉了基本概念及基本绘图指令，学会简单编程。