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崔晓鹏: 作品数：90 被引量：678H指数：17; 供职机构：中国科学院大气物理研究所更多>>; 发文基金：国家自然科学基金国家重点基础研究发展计划中国科学院重点部署项目更多>>; 相关领域：天文地球理学更多>>

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2021年6月东北冷涡暴雨降水物理过程观测与模拟研究: 2024年; 本文针对2021年6月2~3日发生在辽宁和吉林两省的东北冷涡暴雨过程,利用多源观测和再分析数据,首先开展综合观测分析,进而利用WRF模式对此次暴雨过程的主降水时段开展高分辨率数值模拟,并结合三维降水诊断方程,开展宏、微观物理过程和暴雨形成机理模拟诊断研究。结果表明,此次暴雨过程降水范围广、局地雨强大、对流性突出;暴雨过程期间,东亚大气环流相对稳定,东北冷涡缓慢东移,携带冷空气南下,与偏南暖湿气流汇合,触发涡旋云系发展;两省位于高空急流核出口区左前方和偏南低空急流前侧,低层辐合—高层辐散的动力结构有助于强降水系统发展。伴随水汽辐合加强,云物理过程旺盛发展,水凝物含量显著升高,其中霰粒子通过融化成雨滴等云物理过程,对强降水起到重要贡献。云滴通过水汽凝结过程迅速增长,但同时由于云微物理转化过程而被大量消耗,用于云系发展和降水发生。降水强度受水汽收支和云收支过程共同影响,强降水前期,伴随强盛水汽输送与辐合,区域上空水汽含量显著增加,降水系统发展;强降水后期,伴随冷涡云系逐步东移,区域内辐合减弱,局地大气内水汽明显消耗,以继续支撑较强降水。伴随水汽局地辐合,水凝物旺盛发展(尤其是冰相水凝物)。过程初期,液相水凝物动力辐合与微物理转化过程共同支撑降水云系快速发展;降水峰值时段,上述两过程仍然活跃,但由于强降水显著消耗,水凝物含量局地变化不明显。整个暴雨过程期间,液相水凝物持续辐合,而冰相水凝物于初期短暂辐合之后,逐渐减弱为弱辐散,这一演变特征与局地热、动力结构及其演变有关。; 李玥瑶崔晓鹏李国平李国平; 关键词：数值模拟

登陆台风莫拉克(2009)的涡度拟能收支分析被引量：6: 2014年; 利用涡度拟能、散度平方项(简记为散度能量)和总变形平方项(简记为变形能量)来表征涡度、散度和变形的强度,并推导这3个物理量的倾向方程。这些方程中既包含代表这些物理量相互转化的符号相反项,也含有代表共同强迫的符号相同项,其中,涡度拟能局地变化主要由涡度拟能与变形能量的共同强迫项、涡度拟能与变形能量的转化项以及涡度拟能与散度能量的转化项组成。针对2009年第8号台风莫拉克,利用美国全球预报系统分析场资料计算这些方程中的强迫项,分析涡度拟能及其收支特征,以此来探讨影响台风莫拉克涡度拟能局地变化的主要物理因素。结果表明,在莫拉克发展和衰减阶段,涡度拟能与变形能量的共同强迫项(涡-形相同项)和涡度拟能与散度能量的转化项(涡-散转化项)是影响涡度拟能局地变化的重要强迫项。涡度拟能与变形能量转化项(涡-形转化项)的贡献相对来说弱一些。影响位涡拟能局地变化的重要物理因素是涡-形相同项和涡-形转化项中的平流输送项和散度耦合项,以及涡-散转化项中散度耦合项。变形能量一方面通过涡-形转化项向涡度拟能转化,直接促进涡度拟能增长;另一方面通过散-形转化项向散度能量转化,再通过涡-散转化项散度能量向涡度拟能转化,间接促进涡度拟能增长。; 冉令坤李娜崔晓鹏

SANDRA法对北京小时强降水扰动环流场的分型研究被引量：5: 2019年; 利用cost733class软件中的SANDRA(Simulated ANnealing and Diversified RAndomization)客观分型方法对北京地区2007~2014年暖季5~9月的小时强降水日的500hPa扰动位势高度场进行分型研究。结果显示,所划分的4类环流形势分别在蒙古、东北华北地区、河套地区和俄罗斯远东地区存在扰动低压区。根据4类环流形势的质心,将2007~2014年暖季所有日划归4类,计算每类小时强降水日占各自类型总天数的百分比得出蒙古扰动低压类的小时强降水日出现概率最大。统计小时强降水日的探空廓线得出,925hPa和850hPa的比湿中位数分别为13.01gkg^-1和10.64gkg^-1,这2个层级上最常出现的风向是180°~225°。; 黎慧琦崔晓鹏李琴吴凡

2007年7月江淮流域降水过程云分辨尺度模拟研究——数值模拟及验证被引量：2: 2010年; 利用美国Goddard中心的云分辨尺度模式,对2007年7月2—9日江淮流域的一次暴雨过程进行了高分辨率的模拟研究。首先利用NCAR/NCEP再分析资料、地面降水观测以及卫星云图等常规和非常规观测资料,对此次降水过程开展了天气尺度分析,对过程降水特点有了初步了解;进而利用NCAR/NCEP再分析资料形成云模式大尺度强迫场,对降水过程开展了长度约8天的高分辨率数值模拟。通过观测与模拟的地面雨强以及雷达反射率等的对比分析发现,模式很好地模拟出了此次强降水过程的时空分布和演变特征,以及主要的雷达回波结构特点,模拟结果可用于进一步针对江淮流域地面强降水过程细致的定量诊断分析研究。; 许凤雯许小峰刘文明崔晓鹏王志; 关键词：江淮流域暴雨

有限区域流函数和速度势的3种求解方法在分析台风Bilis暴雨增幅中的比较研究被引量：3: 2013年; 将有限区域流函数、速度势求解中常用的两种张驰法(即理查逊法和加速利布曼法)与调和—余弦谱展开法(H-C法)进行了比较,理论研究表明:H-C法单独考虑边界影响分量,物理意义明确,且不会丢失边界上的天气系统;从计算上看,H-C法重建的风场能精确还原原始风场,且计算效率明显高于两种张驰法,即收敛更快。通过在台风Bilis(0604)暴雨增幅过程诊断中的应用发现,常用的两种张驰迭代方法在求解有限区域流函数和速度势的问题上效果都不是很好,即:用理查逊法和加速利布曼法计算的流函数和速度势重建的风场与原始风场差别较大,不能准确还原原始风场;用H-C法不仅计算效率高,还原的风场与原始风场差异极小,且不受南边界较强的西南季风涌影响,在暴雨增幅前期能较好地反映与暴雨增幅相关的强辐合信号。因此,可用H-C法计算得到的无辐散风和无旋风对有限区域的天气系统进行更深入的动力结构分析。; 任晨平曹洁王黎娟崔晓鹏; 关键词：暴雨增幅

对流层中层中尺度对流涡旋在台风榴莲(2001)生成中的作用——模拟诊断分析: 本文基于PSu/NCAR MM5中尺度模式对台风榴莲(2001)生成过程成功的数值模拟,利用模式输出的较高时空分辨率资料,对台风榴莲生成过程中对流层中层中尺度对流涡旋(MCV)的作用进行了诊断分析。结果表明,中层MCV在...; 张文龙崔晓鹏董剑希; 关键词：台风生成; 文献传递

“威马逊”(1409)强降水物理过程模拟诊断研究被引量：7: 2020年; 利用WRF模式,结合三维降水诊断方程和降水效率定义,针对1409号超强台风"威马逊"临岸迅速加强为超强台风并登陆我国华南沿海这一时段的强降水物理过程开展了高分辨率数值模拟诊断研究。结果表明,"威马逊"主体环流区域内一直维持很强的平均降水强度(PS),陆地和海洋PS的相对贡献基本呈反向变化,登陆期间陆面摩擦辐合增强,有利于水汽更多地向陆地区域辐合(QWVA代表垂直积分的三维水汽通量辐合/辐散率,此时段QWVA为正值),造成登陆前短时段内陆地上空局地大气增湿(QWVL代表垂直积分的水汽局地变化率的负值,此时段QWVL为负值),借助云微物理过程快速转化为液相和固相云水凝物(QCLL和QCIL分别代表垂直积分的液相和固相云水凝物局地变化率的负值,此时段QCLL和QCIL为负值),促使陆地上空降水云系快速发展和降水强度增强,而当环流中心位于北部湾洋面时,海洋QWVA的相对贡献显著增强,登陆期间下垫面的变化导致水汽相关物理过程明显变化,进而造成降水云系和强降水中心的显著变化;与陆地相比,海洋表面蒸发的作用更强,变化更明显;"威马逊"影响华南沿海期间,主体环流圈内平均的QCLL和QCIL均基本呈现"正—负—正"的变化特征,当环流中心位于北部湾洋面(三次登陆时期)时水凝物含量以增加(减少)为主;"威马逊"主体环流区域内一直维持高降水效率,从主体环流圈接触陆地开始,陆地降水效率迅速升高,而海洋降水效率在绝大多数积分时段内维持较高数值,只在第二和第三次登陆后有所降低。; 薛一迪崔晓鹏; 关键词：登陆热带气旋降水效率

引发华北特大暴雨过程的中尺度对流系统结构特征研究被引量：66: 2011年; 利用常规观测资料、FY2C卫星TBB资料以及NCEP再分析资料对2005年7月22~24日发生在华北地区的大到暴雨天气过程进行了观测分析和模拟研究。结果表明,＂海棠＂台风减弱的低压倒槽内发生发展的两个中尺度对流系统是暴雨的直接影响系统,中尺度对流系统发展到成熟阶段首先在对流层中层形成中尺度低涡,然后向低层发展。水汽辐合中心主要集中在边界层附近,偏东风入流将水汽向暴雨区集中,次级环流的上升支将水汽向中高层输送;虽然边界层的水汽辐合对降水的形成很重要,但降水量的大小取决于整层水汽通量辐合的大小。在暴雨发展过程中高层明显有干冷空气侵入,干侵入存在于600~300 hPa之间,且在高层超前于低层。干冷空气侵入有利于位势不稳定的增强,促进了对流运动的发展和中尺度低涡的形成,继而引起降水增幅。由于华北地形夜间边界层降温等局地热力作用诱生出中尺度边界层急流,降水及干侵入等因素使边界层急流加强,相应的在高空出流处产生高层风速大值区,急流和暴雨之间通过次级环流存在着正反馈的相互作用。边界层急流、低空急流和高空风速大值区三者的上下耦合是此次强暴雨发生发展的重要原因。; 赵宇崔晓鹏高守亭; 关键词：特大暴雨中尺度对流系统水汽边界层急流

择优法降水集合预报试验的研究被引量：6: 2011年; 基于集合平均预报方法的基础上,提出了择优法降水集合预报方法,以多物理过程集合预报系统为例,对该方法进行阐述和试验。利用集合预报系统各成员过去24 h预报的500 hPa和700 hPa温度差(T500-700)与实况温度差的相关系数作为集合预报成员的筛选因子,选择相关系数较大的成员作为集合成员进行降水集合预报试验。初步试验结果表明,择优法降水集合预报要略优于集合平均法的预报,24 h降水集合预报有所改善。择优法降水集合预报简单易行,在计算资源有限的情况下,可优先计算择优的成员,因此比集合平均法节约计算时间,提高集合预报时效,具有一定的业务应用价值。; 郝世峰潘劲松李冲崔晓鹏

2000~2019年东北冷涡统计特征及其影响期间的降水分布被引量：5: 2023年; 东北冷涡是影响我国东北地区天气和气候的重要环流系统。本文在前人研究工作基础上,构建了本文的东北冷涡识别与追踪方法。利用2000~2019年NCEP/NCAR再分析资料,对东北冷涡开展客观识别与追踪,进而分析东北冷涡的时空分布特征、持续时间、强度和尺度等,最后利用国家地面气象站小时降水观测数据,探讨了东北冷涡影响期间东北区域的暖季降水分布特征。东北区域内,东北冷涡频数和影响天数无明显长期变化趋势,但存在明显的年际变化和月际变化,东北冷涡更易发生在暖季;东北冷涡的持续时间主要集中在48~72小时,半径尺度范围主要分布在600~1200 km,冷季平均尺度大于暖季,冷季冷涡中心强度也强于暖季;东北冷涡中心活动高频区沿45°~55°N呈东—西走向带状分布;东北冷涡影响期间的暖季降水量占比基本在20%以上,不同强度降水档(0.1~5 mm h^(-1),5~10 mm h^(-1),10~20 mm h^(-1)和≥20 mm h^(-1))中,占比空间分布不同,强降水局地性特征显著;东北冷涡影响期间的暴雨日降水量占比最大可超过70%。; 黄丽君崔晓鹏; 关键词：东北冷涡统计特征降水

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