青藏高原天气气候效应的数值模拟研究

论文题目: 青藏高原天气气候效应的数值模拟研究

论文类型: 博士论文

论文专业: 气象学

作者: 王在志

导师: 吴国雄

关键词: 青藏高原,气候模式,水球试验,感热气泵,天气气候效应

文献来源: 中国科学院研究生院（大气物理研究所）

发表年度: 2005

论文摘要: 青藏高原不仅对中国和东亚的天气气候有着严重影响,对北半球及全球的气候也有较大的影响。由于气候系统的复杂性,目前对青藏高原作用的认识还存在分歧,对高原天气气候效应影响过程的认识也存在差别。本论文依据实际青藏高原的范围,给定理想的地形高度形成孤立的青藏高原,这样将青藏高原从复杂的气候系统中独立出来,并对其独特的天气气候效应进行数值模拟研究。模拟试验基于水球试验的思路,在水球上引入孤立青藏高原,通过不同试验结果的对比,对高原动力效应、热力效应及感热气泵效应等的影响特征分别进行分析。还通过不同纬度试验的对比,以突出副热带青藏高原在动力、热力效应方面的特殊性。孤立青藏高原与实际青藏高原相比,虽然在水平分布和地形高度等方面有差别,但试验结果与许多观测事实一致,表明孤立青藏高原能够反映实际青藏高原的影响过程。论文的主要结论有以下几个方面: 1.高原效应的综合影响方面:地形抬升对地面感热通量的影响较小,对凝结潜热的影响明显。高原的存在改变了大气的非绝热加热分布,形成高原附近非绝热加热LOSECOD四叶型分布的特征,但这样的特征与高原所在纬度有关。当高原位于热带时潜热作用明显,大气主要为Gill响应态分布,并通过二级热力适应影响中高纬大气; 位于中纬度时热力影响偏弱而动力影响明显,大气主要为Rossby波的响应分布; 而在副热带高原动力和热力作用都重要,且感热和潜热作用同样明显。因此副热带青藏高原的影响具有其特有的复杂性。不同纬度高原效应的不同也影响降水的分布特征。2.高原的动力效应影响方面:地形低时以线性的爬坡为主,地形高时以非线性的绕流为主; 线性作用使得高原上为反气旋而在其下游为气旋性响应,非线性作用则在高原南北两侧形成气旋、反气旋环流; 异常响应随高度西倾,在对流层顶附近幅度达到最大。高原线性和非线性作用的动力临界高度在不同纬度存在差别。在中纬度临界高度低,在热带临界高度高,而在副热带则爬坡和绕流效应相当,这也使高原在副热带的影响具有其特殊性。3.高原感热效应的影响主要在大气的中低层。在低层感热加热使气流向地形中心辐合,形成低层的气旋性环流响应; 在其上方为反气旋响应,其分界随地

论文目录:

第一章绪论

1.1 引言

1.2 青藏高原的影响过程

1.3 青藏高原天气气候效应研究现状

1.4 问题的提出

1.5 论文主要研究内容

第二章模式发展及其模拟性能

2.1 引言

2.2 模式基本情况

2.3 水平分辨率的提高及模拟性能

2.4 垂直分辨率的提高及模拟性能

2.5 本章小结

第三章水球试验(APE)结果

3.1 引言

3.2 水球试验比较计划说明

3.3 控制试验结果

3.4 纬向对称试验结果

3.5 纬向非对称试验结果

3.6 对热带波动的响应特征

3.7 本章小结

第四章孤立青藏高原对夏季天气气候影响的水球数值试验

4.1 引言

4.2 数值模式及试验方案设计

4.3 控制试验结果

4.4 副热带高原试验结果

4.5 高原地理位置影响试验

4.6 本章结论和讨论

第五章夏季青藏高原动力、热力影响试验

5.1 引言

5.2 位涡方程与可反演性原理

5.3 试验方案的设计

5.4 试验结果分析

5.5 本章小结和讨论

第六章夏季青藏高原感热气泵影响试验

6.1 引言

6.2 青藏高原感热加热影响的机制

6.3 感热气泵试验方案

6.4 试验结果

6.5 本章小结

第七章青藏高原感热气泵效应对季节变化的影响

7.1 引言

7.2 试验方案

7.3 控制试验结果

7.4 高原无感热试验结果

7.5 本章小结和讨论

第八章总结和讨论

8.1 全文总结

8.2 讨论及展望

发表论文目录

致谢

发布时间: 2006-04-28

青藏高原天气气候效应的数值模拟研究

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