第 4 期徐桂荣等 : 宜昌冬季两次降水过程大气边界层的观测分析 335 站探空资料, 分析了藏北那曲地区的大气边界层位温比湿风速的日变化特征及稳定边界层和对流边 [7] 界层特征谷良雷等也利用 GAME/Tibet 试验 1998 年和 CAMP/Tibet 计划 2004 年的加密探空资

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柘南孙
7 years ago
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1 第 27 卷第 4 期 2008 年 12 月暴雨灾害 TORRENTIAL RAIN AND DISASTERS Vol.27 No.4 Dec 文章编号 : (2008) 宜昌冬季两次降水过程大气边界层的观测分析徐桂荣 1, 崔春光 1, 徐海富 2, 王晓芳 1 (1. 中国气象局武汉暴雨研究所, 武汉 ;2. 湖北省宜昌市气象局, 宜昌 ) 摘要 : 利用宜昌 2007 年 12 月日的加密观测资料, 分析了两次低值系统经过宜昌时大气边界层的温湿风廓线结构及其日变化特征结果表明 : 位温廓线具有明显的日变化特征, 对流边界层在白天出现和发展, 其高度可达 600 m, 而稳定边界层在夜间出现和发展, 其高度可达 300 m, 降水会抑制对流边界层和稳定边界层的发展 ; 湿度廓线结构及其日变化与对流边界层的发展有关, 总体上湿度随高度减小, 贴近地面的薄层湿度随高度减小较快, 而混合层内湿度随高度变化较小, 出现降水时, 近地层的湿度有明显增加, 大气边界层内湿度随高度快速平稳减小 ; 风速廓线结构比较复杂, 总体上风速随高度增大, 在大气边界层低层有时会出现一个风速极大值, 风速廓线没有明显的日变化特征, 大气边界层内风向变化较大, 但以偏东风为主关键词 : 大气边界层 ; 日变化 ; 对流边界层 ; 稳定边界层 ; 混合层 ; 低值系统中图分类号 :P412.2 文献标识码 :A 1 引言大气边界层是指直接受地球表面的影响, 并与地表进行热量动量和水汽及其它物质成分的交换, 以湍流运动作为该层大气的最基本特征的一层大气大气边界层厚度一般是从地面至 500 m 到 1.5 km, 厚度不等, 有时差异很大, 晴天白天地表受热强烈高度可达 2 km, 而夜间当地面强烈冷却时, 可能也只有 100 m 的量级由于边界层中湍流受层结的巨大影响, 而层结有明显的日变化, 因此大气边界层的结构及气象要素的空间分布也有明显的日变化, 这是边界层的又一特点白天对流边界层和夜间稳定边界层是边界层时间变化中两种特殊的, 也是重要的过程白天由于地面强烈受热, 空气上下强烈混合, 强烈的湍流混合使位温等物理属性在除近地层以外区域内上下趋于均匀化, 该区域称为对流边界层, 对流边界层发展强烈时, 到夜间大气边界层仍会有部分区域保持白天对流边界层的特征, 这部分区域称为残留层, 白天的对流边界层和夜间的残留层可统称为混合层 ; 夜间地表因长波辐射而降温, 强烈降温时还会形成逆温层, 大气层结逐渐变为稳定, 位温随高度的变化速率与自由大 [1] 气中的明显不同, 该区域称为稳定边界层大气边界层在整个大气的演变过程中起着重要的作用, 由于边界层中湍流运动的特性, 边界层对大气运动的各种形式如波动锋面不同的气压系统等均有重要的影响对大气边界层进行研究有助于天气和气候的预测, 在当前数值模拟和预报已是天气预报的主流方向, 现在模式结构越来越细, 动力学框架越来越精确, 物理过程考虑得越来越全面, 这就需要对边界层的描述更为精确另外, 现在大气模式越来越复杂, 地气海气耦合的模式, 生物圈水圈与大气圈耦合的模式也在蓬勃发展之中, 下垫面与大气间的耦合主要通过边界层, 因此大气边界层的深入研究在大气科学中占据了重要的地位近几年, 我国气象学者逐渐加强了大气边界层的 [2] 观测研究卞林根等利用系留气艇探测的大气廓线资料分析了北京城区和郊区的温度和风廓线垂直变 [3] 化的基本特征王欣等也应用北京城区和郊区同步大气边界层观测资料, 对大气边界层热力和动力参数 [4] 进行了计算分析 2007 年彭珍等分析了一次强沙尘暴过境前后北京城市边界层结构和湍流输送特征另外, 青藏高原是世界上面积最大海拔最高地形最复杂的大高原, 它的存在对整个东亚乃至世界大气环流状况有重要的影响, 因此, 青藏高原及其周边区域的大气边界层结构也是气象学者热切关注的问题之一 [5] 刘红燕和苗曼倩采用 1998 年青藏高原当雄地区的实测资料, 研究了高原边界层的高度及其日变化李 [6] 茂善等利用 CAMP/Tibet 计划 2002 年藏北高原观测收稿日期 : ; 定稿日期 : 基金项目 : 中国气象局数值模式创新基地科研业务项目青藏高原东部及下游关键区大气观测科学试验湖北预研究和中国气象局武汉暴雨研究所科研业务项目 (0701) 共同资助作者简介 : 徐桂荣, 男,1973 年生, 博士, 主要从事暴雨监测技术与应用研究 grxu2007@gmail.com

2 第 4 期徐桂荣等 : 宜昌冬季两次降水过程大气边界层的观测分析 335 站探空资料, 分析了藏北那曲地区的大气边界层位温比湿风速的日变化特征及稳定边界层和对流边 [7] 界层特征谷良雷等也利用 GAME/Tibet 试验 1998 年和 CAMP/Tibet 计划 2004 年的加密探空资料, 分析了藏北高原那曲和安多地区夏季典型晴天与阴天边界层风速位温与比湿时空分布及变化特征此外, 孙 [8] [9] 方林等和李茂善等利用 2005 年不同时期的观测资料分别对珠穆朗玛峰地区大气边界层风廓线结构以及边界层高度风速风向和比湿的日变化等进行了分析研究这些观测研究加深了人们对城市地区和青藏高原地区大气边界层结构及其日变化特征等的认识和理解青藏高原区域边界层内的中尺度系统 ( 低涡切变线 ), 其产生发展东移经常引起高原及下游地区大雨暴雨等灾害性天气高原的动力热力作用如何通过影响高原边界层进一步影响这些中尺度低值系统的发生发展, 仍然缺乏观测事实的分析及定量的研究, 也难以在数值预报模式中得到合理的描述对这些特殊气象问题认识之匮乏, 是制约高原地区长江中下游夏季降水数值预报准确率提高的重要因素之一因此, 在青藏高原区域及其下游关键区开展有针对性的观测试验, 对于认识高原及其下游地区的边界层结构特征, 尤其是不同下垫面不同高度情况下的大气边界层的基本事实, 高原低值系统产生及传播路径上的边界层变化特征等具有重要意义, 也是改进数值模式并进一步提高预报准确率的重要基础宜昌位于长江上游与中游的交界处, 往西为鄂西川东等山地地形, 往东为江汉平原, 地理位置特殊, 气候复杂多变, 是青藏高原低值系统东移的下游关键区域本文利用青藏高原东部及下游关键区大气观测科学试验湖北预研究项目于 2007 年 12 月日在宜昌进行加密观测得到的探空资料, 分析了两次青藏高原东部低值系统东移过程中宜昌大气边界层位温湿度和风廓线结构及其日变化特征, 为以后进一步深入开展青藏高原东部及下游关键区大气观测科学试验及相关研究做出一些探索 2 观测概况中国气象局成都高原气象研究所和中国气象局武汉暴雨研究所于 2007 年 12 月日分别在四川和湖北联合开展了青藏高原东部及下游关键区大气观测科学试验, 期间中国气象局武汉暴雨研究所在湖北宜昌 (111.3 E,30.7 N, 海拔 133 m) 开展了加密探空观测试验, 每天进行 8 次探空观测 (02 时,05 时, 08 时,11 时,14 时,17 时,20 时,23 时 ), 观测时间间隔为 3 h, 每次探空观测可以获取高垂直分辨率的气温气压相对湿度露点温度风向风速等资料, 探测高度可达 16 km 以上在加密观测期间, 宜昌出现了两次降水过程 :12 月日由于四川盆地低槽发展东移的影响, 湖北省大部出现小到中阵雨, 其中宜昌 9 日 08 时至 10 日 08 时和 10 日 08 时至 11 日 08 时都出现了 0.01 mm 的降水,11 日 08 时至 12 日 08 时出现 2.60 mm 的降水,12 日 08 时至 13 日 08 时没有出现降水 ;12 月日受川东鄂西低槽东移影响, 湖北省自南向北出现一次降水过程, 其中宜昌 22 日 08 时至 23 日 08 时没有出现降水,23 日 08 时至 24 日 08 时出现 9.90 mm 的降水,24 日 08 时至 25 日 08 时出现 0.20 mm 的降水,25 日 08 时至 26 日 08 时出现 0.01 mm 的降水表 1 给出了宜昌两次降水过程的逐日天气情况日期 12 月 10 日 12 月 11 日 12 月 12 日 12 月 22 日 12 月 23 日 12 月 24 日天气小雨转多云阴转小雨小雨转多云多云到晴阴转小雨小雨表年 12 月宜昌两次降水过程的逐日天气情况天气形势降水备注 500 hpa 槽后 4:39-5:21 出现降水, 雨量 0.0 mm 500 hpa 有槽,850 hpa 有切变 7:09-20:25 出现降水, 雨量 2.6 mm 500 hpa 低槽东移,700/850 hpa 转为偏北气流 500 hpa 槽后,850 hpa 转为高压 500 hpa 槽前,850 hpa 处高压底部 15:30-24 日 03:29 出现降水, 雨量 9.9 mm 500 hpa 转为槽后 08:37-12:07 18:20-25 日 01:22 出现降水, 雨量 0.2 mm 利用这次加密观测试验得到的资料, 本文着重分析 12 月日和 12 月日两次源自青藏高原东部的低值系统经过湖北前后, 宜昌大气边界层的位温湿度风廓线结构及其日变化特征 3 观测分析结果月日宜昌大气边界层观测分析结果图 1 给出了 12 月日宜昌大气边界层位温廓线及其日变化情况, 可以看到,12 月 10 日, 在 02 时位温廓线上没有明显的分层结构, 位温随高度几乎均匀地增大,05 08 时近地层 100 m 开始出现白天对流边界层或混合层,11 时近地层 50 m 出现超绝热层, 位温随高度而减小, 在其上对流边界层开始发展, 其高度区域在 m,14 时对流边界层继续发展, 其

3 336 暴雨灾害第 27 卷高度区域为 150~450 m, 而近地层的超绝热层的高度也抬升到 150 m,17 时对流边界层发展最旺盛, 从地面至 600 m 高度都是对流边界层, 近地层的超绝热层消失, 到 20 时对流边界层演变为夜间残留层,23 时夜间残留层逐渐减弱, 同时近地层约 50 m 开始出现夜间稳定边界层 ;12 月 11 日,10 日夜间形成的稳定边界层在 02 时逐渐发展到 180 m, 其上为减弱的残留层,05 时夜间稳定边界层开始减弱, 其高度下降到 100 m, 而夜间残留层减弱消失,08 时夜间稳定边界层减弱消失, 近地层 100 m 开始出现白天对流边界层,11 14 时对流边界层的高度一直维持在 150 m 左右, 而近地层 50 m 在 11 时变成稳定层结, 到了 14 时又转变为超绝热层,17 时对流边界层高度仍维持在 150 m 左右高度, 进入夜间时白天对流边界层演变为夜间残留层并逐渐减弱消失, 其中在 23 时近地层 50 m 出现了超绝热层 ;12 月 12 日, 在 02 时位温廓线上从地面至 300 m 出现了夜间稳定边界层,05 时稳定边界层迅速减弱, 其高度下降到 50 m, 而 50~500 m 出现了位温随高度变化很小的混合层, 到了 08 时夜间稳定边界层消失, 而混合层稍有减弱并演变为白天的对流边界层, 其高度约为 340 m,11 时近地层 50 m 出现稳定层结, 其上 50~400 m 为对流边界层, 到了 14 时除贴近地面的薄层有稳定层结外, 近地层 180 m 出现了强烈的超绝热层, 至 17 时贴近地面的薄层仍是稳定层结, 但其上的超绝热层已经消失, 取而代之的是对流边界层, 其发展高度约为 450 m, 进入夜间 20 时对流边界层演变为夜间残留层, 近地层位温廓线开始向稳定层结演变, 到了 23 时近地层 80 m 出现夜间稳定边界层, 其上 80~320 m 为夜间残留层从上面的分析可以看到, 大气边界层的位温廓线具有明显的日变化特征, 稳定边界层在夜间出现和发展, 在 02 时稳定边界层发展最旺盛, 之后稳定边界层逐渐减弱至消失, 进入白天后, 对流边界层开始出现和发展, 在 17 时对流边界层发展最旺盛, 到了夜间, 对流边界层演变为夜间残留层, 同时, 稳定边界层又开始出现和发展另外, 结合表 1 可以看到,10 日白天和 12 日白天没有出现降水, 白天对流边界层的发展比较旺盛, 其最大发展高度分别为 600 m 和 450 m, 而 11 日白天出现降水, 白天对流边界层的最大发展高度仅为 150 m;11 日凌晨和 12 日凌晨没有出现降水, 夜间稳定边界层的发展高度分别达到 180 m 和 300 m, 而 10 日凌晨有降水发生, 位温廓线上没有看到夜间稳定边界层的出现由此可见, 降水会抑制白天对流边界层和夜间稳定边界层的发展图 2 给出了 12 月日宜昌大气边界层比湿廓线及其日变化情况从图 2 可以看到, 大气边界层内的湿度廓线结构及其日变化与对流边界层的发展有关, 总体上湿度随高度增加而减小 10 日 02 时至 11 时白天对流边界层出现前, 湿度随高度增加而逐渐减小,14 17 时在对流边界层内由于湍流混合作用, 湿度随高度变化较小,10 日 20 时至 11 日 05 时由于夜间残留层仍具有白天对流边界层的特性, 夜间残留层内湿度变化也不大,11 日 08 时至 12 日 02 时由于白天对流边界层发展较弱和夜间残留层不明显, 湿度随高度增加而逐渐减小,12 日时白天对流边界层有较强发展并在夜间有明显的残留层, 混合层内湿度随高度变化较小, 大气边界层内湿

4 第 4 期徐桂荣等 : 宜昌冬季两次降水过程大气边界层的观测分析 337 度随高度的变化幅度也不大另外可以看到, 贴近地面的薄层湿度随高度减小较快此外,10 日凌晨和 11 日白天出现了降水, 在此降水期间, 近地层的湿度有明显增加, 大气边界层内湿度随高度增加而明显减小, 而且湿度随高度的变化比较平滑图 3 和图 4 分别给出了 12 月日宜昌大气边界层风速风向廓线及其日变化情况 10 日全天风速随高度的变化并不大, 风速大小随高度变化一直在 1~3 m/s 之间, 而且多数高度区域内风速没有变化, 此外, 在大多数时间大气边界层低层有一个风速极大值出现, 出现高度为 100~350 m; 除 23 时大气边界层都是东南风外, 其它时刻在大气边界层低层以东南风为主, 在高层以偏西风为主 11 日除 14 时外, 风速总体上随高度增加而增大, 风速的增大幅度随时间而增加,02 时风速随高度从地面的 1 m/s 增大到 1 km 高度的 2 m/s, 风速增大幅度仅为 1 m/s, 到了 23 时风速随高度从地面的 2 m/s 增大到 1 km 高度的 11 m/s, 风速增大幅度达到 9 m/s, 而 14 时的风速随高度先增大后减小, 在 400~600 m 有个风速极大值 4 m/s;02 时大气边界层低层为东北风, 高层为西北风, 而 05 时和 20 时大气边界层低层为偏西风, 高层为偏东风, 在白天时和夜间 23 时, 大气边界层的风向都是偏东风 12 日风速总体上也是随高度增加而增大的, 且风速的增大幅度基本随时间而减小,02 时风速随高度从地面的 2 m/s 逐渐增大到 1 km 高度的 9 m/s, 其增大幅度为 7 m/s, 至 20 时风速随高度变化不大, 风速从地面的 1 m/s 增大到 1 km 高度的 2 m/s, 其增大幅度仅为 1 m/s, 之后 23 时风速随高度的增大幅度又有所增大, 风速从地面的 0 m/s 增大到 1 km 高度的 4 m/s, 其增大幅度为 4 m/s, 另外在 05 时时大气边界层低层有个风速极大值出现, 出现高度为 100~350 m; 02 时 05 时和 11 时大气边界层的风向都是偏东风, 08 时和 14 时大气边界层低层为东南风, 到了中层变为西南风或西北风, 之后到了高层又转变为东北风, 17~23 时大气边界层的低层为偏东风, 而高层转变为偏西风由此可见, 大气边界层风速廓线结构比较复杂, 风速总体上随高度增加而增大, 有时在大气边界层低层会出现一个风速极大值, 风速廓线没有明显的日变化特征, 风向在大气边界层低层以偏东风为主, 而在大气边界层高层在有降水时以偏东风为主, 在没有降水时以偏西风为主月日宜昌大气边界层观测分析结果图 5 给出了 12 月日宜昌大气边界层位温廓线及其日变化情况可以看到,12 月 22 日, 在 02 时位温廓线上从地面至 200 m 有夜间稳定边界层存图 3 12 月日宜昌大气边界层风速廓线及其日变化图在,05 时稳定边界层减弱, 其高度下降到约 40 m, 到 08 时夜间稳定边界层消失,11 时从地面到 250 m 出现了白天对流边界层,14 时对流边界层继续发展, 其高度达到 530 m, 同时近地层 60 m 出现超绝热层,17 时对流边界层维持发展, 近地层的超绝热层消失,20 时白天对流边界层演变为夜间残留层, 近地层 100 m 开始出现夜间稳定边界层,23 时稳定边界层继续发展, 其高度上升到 200 m,200~550 m 为夜间残留层 ;12 月 23 日,22 日夜间形成的稳定边界层在 02 时进一步发展, 其高度达到 240 m, 之上 240~500 m 仍有夜间残留层,05 时夜间稳定边界层开始减弱, 其高度下降到 200 m, 而夜间残留层已经消失,08 时

5 338 暴雨灾害第 27 卷近地层 50 m 出现了超绝热层,11 时超绝热层继续发展, 其高度上升到 180 m, 之上 180~300 m 出现了逆温层,14 时超绝热层开始减弱, 其高度下降到 70 m, 而 70~130 m 出现了对流边界层, 之上 130~200 m 仍有逆温层存在,17 时超绝热层和逆温层消失, 对流边界层得到发展, 其高度为地面至 300 m 左右,20 23 时对流边界层演变为夜间残留层并逐渐减弱至消失, 同时贴近地面的薄层出现了超绝热层 ;12 月 24 日,02 05 时位温廓线上没有明显的分层结构, 位温随高度几乎均匀地增大,08 时近地层约 40 m 出现了稳定层结,11 时贴近地面的薄层出现超绝热层, 之上 40~100 m 开始出现对流边界层,14 时超绝热层消失, 对流边界层进一步发展, 其发展高度约为 200 m,17 时对流边界层发展到约 300 m,20 时对流边界层演变为夜间残留层, 其高度为 360 m,23 时夜间残留层逐渐减弱, 其高度下降到 200 m,20~23 时没有出现夜间稳定边界层从上面的分析可以看到, 该次过程大气边界层的位温廓线也具有明显的日变化特征, 稳定边界层在夜间出现和发展, 在 02 时稳定边界层发展最旺盛, 之后稳定边界层逐渐减弱至消失, 进入白天后, 对流边界层开始出现和发展, 在 17 时对流边界层发展最旺盛, 到了夜间, 对流边界层演变为夜间残留层, 同时, 稳定边界层又开始出现和发展另外, 结合表 1 也可以看到, 低值系统引起的降水会抑制白天对流边界层和夜间稳定边界层的发展,22 日白天没有出现降水, 白天对流边界层的发展高度可达 530 m, 而 23 日白天和 24 日白天出现降水, 白天对流边界层的发展高度仅为 300 m 左右 ;22 日凌晨和 23 日凌晨没有出现降水, 夜间稳定边界层的发展高度分别达到 200 m 和 240 m, 而 24 日凌晨有降水发生, 位温廓线上没有看到夜间稳定边界层的出现图 6 给出了 12 月日宜昌大气边界层比湿廓线及其日变化情况, 可以看到, 大气边界层内的湿度廓线结构及其日变化与对流边界层的发展有关, 总体上湿度随高度增加而减小 22 日时湿度廓线上虽然有波状结构出现, 但湿度总体上随高度增加而减小,14 17 时由于白天对流边界层强烈发展, 湿度随高度变化较小,22 日 20 时至 23 日 05 时除夜间稳定边界层内出现逆湿层外, 总体上湿度仍随高度增加而减小, 23 日时近地层和逆温层内湿度随高度增加而快速变小,23 日 17 时至 24 日 23 时期间白天对流边界层发展较弱并且夜间没有出现稳定边界层, 湿度随高度增加而逐渐减小另外可以看到, 贴近地面的薄层内湿度随高度减小较快此外,23 日 17 时至 24 日 23 时期间大多数时间都出现了降水, 可以看到, 近地层的湿度有明显增加, 大气边界层内湿度随高度增加而明显减小, 而且湿度随高度的变化比较平滑图 7 和图 8 分别给出了 12 月日宜昌大气边界层风速风向廓线及其日变化情况 22 日全天除 17 时外风速随高度的增加变化并不大, 风速在 0~3 m/s 之间变化, 而且多数高度区域内风速没有变化, 另外在 05 时 20 时和 23 时大气边界层低层有个风速极大值, 其出现高度为 100~400 m,17 时风速随高度先增大后减小, 在 200 m 左右有个风速极大值 4 m/s;02 时时大气边界层都是偏东风, 而 05 时和 11 时大气边界层都是偏西风,08 时和 17 时大气边界层

6 第 4 期徐桂荣等 : 宜昌冬季两次降水过程大气边界层的观测分析 339 中低层为东南风, 高层为偏西风,14 时大气边界层除中层为西南风外, 低层和高层都是偏东风 23 日除 08 时 14 时和 23 时外, 风速随高度增加而增大, 风速的增大幅度随时间的推移先增大后变小, 其中 02 时风速随高度从地面的 1 m/s 增大到 1 km 高度的 4 m/s, 到 11 时风速随高度从地面的 1 m/s 增大到 1 km 高度的 8 m/s, 到 20 时风速随高度仅从地面的 1 m/s 增大到 1 km 高度的 3 m/s, 而 08 时 14 时和 23 时的风速随高度先增大后减小之后再增大, 风速在大气边界层低层有极大值, 其中 08 时和 14 时的风速极大值出现在 100~200 m, 极大风速为 2 m/s, 而 23 时的风速极大值出现在 450~550 m, 极大风速为 5 m/s;02 时除近地层为东北风外, 大气边界层为偏西风,05 时大气边界层除中层为西北风外, 低层和高层都是东北风,08 时和 14 时大气边界层低层为东南风, 高层为东北风,11 时时大气边界层低层为偏西风, 高层为东北风 24 日,02 时风速随高度先增大后减小, 风速在 400~500 m 有极大值 5 m/s,05 14 时风速随高度增加变化并不大, 风速在 0~2 m/s 之间变化,17 时和 20 时风速随高度先增大后减小, 其中 17 时在 100~200 m 有个风速极大值 3 m/s,20 时在 300~450 m 有个风速极大值 6 m/s,23 时风速随高度先增大后减小之后再增大, 在大气边界层低层 200~400 m 有个风速极大值 4 m/s;02 时和 08 时大气边界层低层为偏西风, 高层为东北风,05 时和 23 时大气边界层都是偏东风,11 时除近地层为东南风外, 大气边界层以偏西风为主, 时大气边界层中低层以偏东风为主, 而高层以偏西风为主由此可见, 大气边界层风速廓线结构比较复杂, 风速总体上随高度增加而增大, 有时在大气边界层低层会出现一个风速极大值, 风速廓线没有明显的日变化特征, 风向在大气边界层以偏东风为主, 但在有降水时大气边界层低层以偏西风为主 4 结论中国气象局武汉暴雨研究所于 2007 年 12 月日在宜昌开展了加密观测试验利用得到的加密观测资料, 分析了两次源自青藏高原东部的低值系统经过湖北前后, 宜昌大气边界层的位温湿度风廓线结构及其日变化特征, 得到如下结论 (1) 大气边界层位温廓线具有明显的日变化特征, 对流边界层在白天出现和发展, 在 17 时对流边界层发展最旺盛, 而稳定边界层在夜间出现和发展, 在 02 时稳定边界层发展最旺盛 ; 降水会抑制对流边界层和稳定边界层的发展 ; 冬季宜昌对流边界层可以发展到 600 m, 而稳定边界层可以发展到 300 m (2) 大气边界层内湿度廓线结构及其日变化与对流边界层的发展有关, 总体上湿度随高度增加而减小, 贴近地面的薄层湿度随高度减小较快, 而混合层内湿度随高度变化较小, 出现降水时, 近地层的湿度有明显增加, 大气边界层内湿度随高度增加而快速平稳减小 (3) 大气边界层风速廓线结构比较复杂, 风速总体上随高度增加而增大, 在大气边界层低层有时会出现一个风速极大值, 风速廓线没有明显的日变化特征 ; 大气边界层内风向变化较大, 但以偏东风为主

7 340 第 27 卷暴雨灾害 [5] 刘红燕苗曼倩. 青藏高原大气边界层特征初步分析 [J]. 南京大学学参考文献 : 报自然科学 (3) [6] 李茂善马耀明胡泽勇等. 藏北那曲地区大气边界层特征分析 [J]. [1] 赵鸣. 大气边界层动力学 [M]. 北京高等教育出版社 [2] 卞林根程彦杰王欣等. 北京大气边界层中风和温度廓线的观测高原气象 (5) [7] 谷良雷胡泽勇吕世华等. 藏北高原夏季典型天气大气边界层特研究 [J]. 应用气象学报 ( 特刊 ) [3] 王欣卞林根逯昌贵. 北京市秋季城区和郊区大气边界层参数观测征分析 [J]. 冰川冻土 (6) [8] 孙方林马耀明马伟强等. 珠峰地区大气边界层结构的一次观测分析 [J]. 气候与环境研究 (4) [4] 彭珍刘熙明洪钟祥等. 北京地区一次强沙尘暴过程的大气边界层结构和湍流通量输送特征 [J]. 气候与环境研究 (3) 267- 研究 [J]. 高原气象 (5) [9] 李茂善戴有学马耀明等. 珠峰地区大气边界层结构及近地层能量交换分析 [J]. 高原气象 (5) Observational Analysis on Atmospheric Boundary Layer over Yichang During Two Precipitation Processes in Winter XU Gui rong1, CUI Chun-guang1, XU Hai-fu2, WANG Xiao-fang1 1.Institute of Heavy Rain, CMA, Wuhan ; 2.Yichang Meteorological Bureau of Hubei Province, Yichang Abstract: With the intensive observation at Yichang during December, 2007, analysis on the parameter profiles and its diurnal variation of atmospheric boundary layer (ABL) when two low-pressure systems passing Yichang is carried out. The results show that the equivalent potential temperature profile has a clear pattern of diurnal variation, in which the convective boundary layer (CBL) appears and develops in day while the stable boundary layer (SBL) at night, the heights of CBL and SBL can reach 600 m and 300 m respectively, but the developing of CBL and SBL is restrained when precipitation occurs; the specific humidity (q) profile and its diurnal variation are related to the developing of CBL, q decreases with the altitude on the whole at a faster speed in surface layer and the slower one in mixed layer; when the precipitation occurs, q becomes large in surface layer and decreases fastly with the altitude at a stable speed; the wind profile is complex without obvious diurnal variation features, but wind speed has an increase tendency with the altitude on the whole with a maximum in lower ABL sometimes, and the wind direction is a variable relatively largely in ABL, but most ones are in the partial east. Key words: Atmospheric boundary layer; Diurnal variation; Convective boundary layer; Stable boundary layer; Mixed layer; Low-pressure system!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 暴雨灾害征稿启事暴雨灾害是中国气象局武汉暴雨研究所主办的国内首份有关暴雨灾害研究的综合性学术刊物国内外公开发行季刊其国内刊号为 CN /P 国际刊号为 ISSN 暴雨灾害主要刊载有关暴雨及其次生灾害的形成机理数值模拟监测预报气候特征等方面的研究论文新的探测技术和探测资料在暴雨及其他气象灾害研究中的应用国内外暴雨及气象灾害科学研究进程中新理论新技术新方法的综合评述及译文其栏目设置包括论文短论技术报告综合评述译文等自 1997 年创办以来暴雨灾害得到了国内外知名专家学者和广大科技工作者的大力支持和厚爱在此表示衷心的感谢同时诚盼各位专家学者气象科研人员气象业务工作者及大专院校相关专业的师生能一如既往地关心和支持暴雨灾害在百忙之中抽出时间为我们赐稿或荐稿我们将感到万分荣幸暴雨灾害以反映暴雨灾害研究领域最新成果和学术动态促进广泛学术交流与合作为气象科技进步气象防灾减灾和社会公共安全服务为己任严格遵循百花齐放百家争鸣的指导方针充分尊重作者的创造性劳动及其成果坚持以质论稿惟文是取恭请惠稿欢迎荐稿联系方式电武汉市武昌东湖东路 3 号话 (027) 武汉暴雨研究所暴雨灾害编辑部 byzh7939@yahoo.com.cn

气象第卷第期对流不稳定度

气象第卷第期对流不稳定度张芳华张涛周庆亮杨克明国家气象中心北京中国气象科学研究院灾害天气重点实验室利用上海自动观测站资料的逐小时分析资料水汽云图和多普勒雷达探测等资料对年月日上海飑线天气过程进行天气动力学诊断分析结果表明上海处在上干冷下暖湿的不稳定大气层结中对流层上层干冷空气的侵入和边界层暖湿气流强烈辐合是飑线天气的触发机制飑线以断续线型与后续线型相结合的型式形成在对流单体的右侧不断新生单体