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青岛地区8月份沿海近地层风场数值模拟和三维结构研究

林行  
【摘要】:本文利用中尺度模式MM5对青岛地区8月份沿海近地层风场进行了模拟。用模式输出结果,结合青岛复杂曲折的海岸线和多山的地形结构,对青岛近地层风场的三维结构进行分析研究,了解了青岛地区海陆风、坡谷风等局地风之间的相互作用,同时通过两次过程的对比分析,更清楚地说明了不同气象要素以及不同环流背景对青岛地区风场的影响。 从常规气象资料分析,青岛地区8月份多受副热带高压控制,环流场较弱,易出现海陆风,但是从测站气象资料分析只能得到地面的风场特征,缺乏高空资料不能了解其三维结构。随后通过数值模拟,进一步认识青岛地区的风场结构。 对青岛地区风场的模拟结果进行详尽的三维结构特征分析研究,从水平风场、垂直风场剖面、垂直速度以及位温场等要素场进行分析,结合青岛的地形特征,考虑崂山、浮山等山脉的作用,发现青岛沿海近地层风场结构十分复杂,海陆风的发生发展与地形作用密切相关。由于海岸山脉分布的不同,青岛地区海陆风存在不同的分支,各支海陆风的生成时间和强度各不相同,并且各支海陆风之间也相互作用和影响。 青岛地区海陆风环流的发展与山脉的分布有很大关系,在海陆风形成初期,由于地形作用所产生的上坡风会激发海陆风环流的发展;夜间冷却,在地形作用下产生的下坡风会激发更强的陆风。 分析显示了山脉在海陆风向内陆推进过程中所起的明显的阻挡作用,因此海风在向内陆推进时一开始速度较慢,并且会因山体阻挡作用形成涡旋环流,涡旋环流不断加强,高度逐渐升高,甚至出现一对偶极子环流态,越过山脉时会在山体作用下形成重力波,从而使能量上传到较高的高度,增加了大气层结的不稳定度。 通过对两次过程的对比分析发现,海陆温差可以看成是海陆风环流形成的触发机制,但是大尺度风场对海陆风环流的强度、水平尺度范围起着很大作用,南风背景场会抑制海陆风环流的高空补偿回流,而北风背景场则更容易加强海陆风环流。


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