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徐幼平: 作品数：21 被引量：358H指数：8; 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知识创新工程重要方向项目更多>>; 相关领域：天文地球石油与天然气工程水利工程更多>>

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一个基于Eta垂直坐标的新WRF动力框架及其数值试验被引量：1: 2022年; 针对我国陡峭地形数值预报难题,本文在国际先进WRF(Weather Research and Forecasting)模式动力框架中引入阶梯地形垂直坐标,以期为改进复杂地形区域数值天气预报提供模式发展可选方案。设计气柱质量变换方法,实现阶梯地形和追随地形两种垂直坐标下动力方程组的形式一致,从而简化方程组离散及程序实现的复杂过程。阶梯地形的构造借鉴了AREM(Advanced Regional Eta-coordinate Model)的设计思路,即首先构造参考大气,而后定义阶梯地形网格特征量,最后进行阶梯地形表达。在Eta坐标下的WRF动力框架搭建完成后,采用山脉波理想试验和实例试验对新动力框架的正确性和有效性进行了检验。结果表明:由于阶梯地形固有的孤立分布特征,可造成不同台阶处气流的分离,从而使得阶梯地形在较粗垂直分辨率情形下,不能很好模拟山脉波;但如果垂直分层足够精细,或模拟时间足够长,可通过减弱气流分离现象或调整气流分布状态,对地形波进行有效刻画。; 程锐程锐宇如聪徐幼平黄静; 关键词：WRF模式 AREM模式动力框架

TRMM测雨雷达和微波成像仪对两个中尺度特大暴雨降水结构的观测分析研究被引量：112: 2003年; 文中利用TRMM卫星的测雨雷达和微波成像仪探测结果,研究了1998年7月20日21时(世界时)和1999年6月9日21时发生在武汉地区附近和皖南地区的两个中尺度强降水系统的水平结构和垂直结构,以及TMI微波亮温对降水强弱和分布的响应。研究结果表明:这两个中尺度强降水系统中对流降水所占面积比层云降水面积小,但对流降水具有很强的降水率,它对总降水量的贡献超过了层云降水。降水水平结构表明,两个中尺度强降水系统由多个强雨团或雨带组成,它们均属于对流性降水;降水垂直结构分析表明,强对流降水的雨顶高度可达15km,强对流降水主体中存在垂直方向和水平方向非均匀降水率分布区,层云降水有清晰的亮度带,层云降水的上方存在多层云系结构。降水廓线分布表明:对流降水廓线与层云降水廓线有明显的区别,并且降水廓线清晰地反映了降水微物理过程的垂直分布。整个中尺度强降水系统中对流降水与层云降水的区别还反映在标准化的总降水率随高度的分布。微波信号分析表明:TMI85 GHz极化修正亮温,19.4与37.0,19.4与85.5,37.0与85.5 GHz的垂直极化亮温差均能较好地指示陆面附近的降水分布。; 傅云飞宇如聪徐幼平肖庆农刘国胜; 关键词：TRMM卫星测雨雷达微波成像仪降水结构对流降水层云降水

AREM及其对2003年汛期降水的模拟被引量：68: 2004年; 文中回顾了一个能考虑陡峭复杂地形的有限区域 η坐标数值预报模式 (RegionalEta coordinateModel,简称REM )十几年来的发展和应用过程 ,列举了该模式系统在气象、水文、环境和军事保障等科研和业务单位的主要应用。同时介绍了在此基础上发展升级的暴雨数值预报模式 (AdvancedREM ,简称AREM )。由于 (A)REM抓住了中国区域的地形和天气特点 ,已成为模拟和预报中国天气和环境灾害的重要工具 ,在环境治理、抗洪抢险、防灾减灾以及军事气象保障中发挥了重要作用。通过分析新版本AREM对 2 0 0 3年夏季中国东部区域降水过程的模拟和预报结果 ,反映了AREM对中国东部区域降水的模拟和预报能力 ,再现了 2 0 0 3年夏季中国东部主要降水过程的雨量分布和演变特征。ARM对主要降水区域平均降水量的逐日预报与观测基本一致。它不仅对发生在淮河流域的较大范围的降水预报如此 ,而且对有些受地形强迫影响的局部强降水中心 ,预报结果也与观测基本一致。; 宇如聪徐幼平; 关键词：汛期降水降水过程数值预报模式强降水降水预报

热带测雨卫星综合探测结果之“云娜”台风降水云与非降水云特征被引量：72: 2007年; 为了解降水云与非降水云相应的微波信号、云水、雨水及潜热特征,文中利用热带测雨卫星搭载的测雨雷达、微波成像仪及红外辐射计探测的匹配融合结果,就2004年8月“云娜”台风进行了个例分析研究。结果表明:“云娜”台风过程中深厚降水云占79%,中云和低云降水仅分别占10.6%和10.4%;非降水低云所占比例最大(45.5%),高云其次(34.1%)。降水云中大粒子居多,非降水云粒子有效半径分布宽。深厚降水云中冰、水含量成正比;中等厚度降水云中的冰含量相对稳定,但液态水含量变化大;深厚和中等厚度非降水云中的冰、水含量皆成反比。对降水率、气柱潜热、气柱云水和云冰沿台风径向分布的分析结果发现,台风生成前的低压中心附近降水率和气柱总潜热比随后时次均大,表明降水释放潜热对“云娜”台风的形成起到了非常重要的作用;在台风形成后,降水率和气柱总潜热自台风云墙向外减小;随着台风的成熟,降水率和气柱总潜热沿台风径向分布趋于稳定。潜热廓线分析表明,深厚降水云潜热释放在对流层中上部(3 km以上),最大潜热高度约4.5 km。对降水云和非降水云的冰、水含量平均垂直廓线分析表明,深厚和中等厚度的降水云中水粒子含量具有相似的平均廓线,最大值(约0.03 g/m3)位于4—5 km高度,降水低云中的水粒子含量最大值(约0.07 g/m3)位于4 km高度;对于非降水云,3种不同高度的潜热廓线、水和冰粒子含量廓线相似,反映了TRMM反演算法对这些参数的反演仍存在缺陷。; 傅云飞刘栋王雨宇如聪徐幼平程锐; 关键词：热带测雨卫星降水云潜热

梅雨锋上三类暴雨特征的数值模拟比较研究被引量：32: 2005年; 中国暴雨的地域性、时间性特征明显 ,尤其是暴雨多发区———长江流域 ,沿江不同地段暴雨成因各异。为综合研究长江不同地域暴雨特征和形成规律 ,利用我国新一代暴雨数值模式AREM对梅雨锋东端 (116°E以东 )初生气旋类暴雨、β中尺度深对流类暴雨和梅雨锋西端“北槽南涡”类暴雨的典型个例进行了数值模拟。通过诊断分析和比较研究 ,初步揭示了三类暴雨在结构和形成机制等方面的主要差异。结果表明 :(1)梅雨锋上生成并发展的α中尺度气旋是造成梅雨锋东端初生气旋类暴雨的系统。强盛时 ,系统的垂直上升运动伸展不高 ,正涡度柱、辐合层以及最大加热和增湿均位于中低层。 (2 ) β中尺度深对流类暴雨发生时梅雨锋区的南北温差很小。在低空辐合风场作用下 ,强位势不稳定能量的释放导致了 β中尺度深对流系统的发生与发展。强盛时 ,系统的正涡度柱和上升运动柱贯穿对流层 ,深厚的辐合层达到了中层 ,最大加热出现在中高层。 (3)“北槽南涡”类暴雨是在青藏高原大地形作用下高低空系统有利配置的结果。“北槽南涡”的天气系统配置有利于低层辐合的加强和位势不稳定能量的释放 ,使低层涡旋向中高层强烈发展。强盛时 ,系统的正涡度柱贯穿对流层 ,积云对流发展强烈 ,最强上升运动和最大加热层都位于中层。; 李鲲徐幼平宇如聪程锐; 关键词：梅雨锋暴雨特征中尺度气旋低层辐合积云对流深对流

长江中下游地区夏季强降水前期的三维环流结构特征分析被引量：4: 2020年; 利用1959~2013年台站逐日降水观测资料和JRA-55逐6小时再分析资料,分析了长江中下游地区夏季强降水对应的前期三维环流结构。通过对长江中下游地区373个强降水样本的大气环流场合成分析发现,在长江中下游地区对流层中上层存在暖异常,暖中心位于300 hPa。在静力平衡和准地转平衡的作用下,高层暖异常上层存在反气旋式环流,下层存在气旋式环流。一方面,暖异常通过高层的反气旋式环流异常,使得其北侧的200 hPa西风增强,并促使高层急流东伸、南移到长江中下游地区北侧附近,增强了长江中下游地区高空辐散;另一方面,暖异常通过低层的气旋式环流异常,加强了吹向长江中下游地区的西南风,使低层水汽输送及辐合增强。暖异常所引起的高低空环流异常的有利配置,对长江中下游地区夏季强降水形成有重要作用。300 hPa暖异常在降水前48小时已经存在于青藏高原东部的400~300 hPa高空,700 hPa气旋式环流提前24小时出现在四川盆地中低层。高低层的环流要素相互配合并随时间东移,暖异常率先到达长江中下游地区,并配合低层气旋式环流和水汽辐合区,导致了长江中下游地区的强降水。; 方欢原韦华徐幼平; 关键词：强降水长江中下游

TRMM卫星资料在数值天气预报中的应用研究: 本文利用1998年6月29日04时和7月20日21时(世界时)TRMM空载降水雷达(PR)资料对我国梅雨期的两类暴雨作了分析研究。从中，揭示了两类暴雨系统降水三维结构特征以及其与大气动力和热力场的关系。为进一步了解暴雨的...; 李红金徐幼平傅云飞; 关键词：TRMM卫星资料数值天气预报暴雨; 文献传递

非静力AREM模式设计及其数值模拟Ⅱ:数值模拟试验被引量：3: 2019年; 在程锐等(2018)中,我们完成了非静力AREM(Advanced Regional Eta-coordinate Model)模式动力框架设计。本文将通过理想和实例试验检验其模拟能力。设计理想试验并通过与国际成熟的中尺度非静力框架比较,直接检验非静力AREM三维动力框架在细致分辨率(约1 km)下的模拟性能。可以看出,非静力AREM与ARPS(Advanced Regional Prediction System)、WRF(Weather Research and Forecasting Model)模拟出类似的积云对流结构及演变特征,从而基本确证了本文发展的非静力框架的正确性。结合原静力平衡模式的初始化和物理参数化过程,形成非静力AREM模式系统。台风实例模拟表明,粗分辨率下静力、非静力AREM模式性能接近;但在高分辨率下,非静力明显优于静力模式。我们还开展了批量降水试验检验,对非静力AREM模式性能进行了进一步的验证。; 程锐宇如聪宇如聪徐幼平王斌宋帅; 关键词：AREM模式台风模拟

基于JASMIN框架的区域大气模式并行程序开发及试验被引量：3: 2017年; 以自主研制的区域中尺度暴雨大气模式为研究对象,基于JASMIN并行编程框架,建立构件化、层次化的区域大气模式大规模高效并行程序,并针对典型天气实例,对模式并行计算程序的正确性、并行性能及高分辨率模拟效果进行验证.结果证明,基于JASMIN框架的新模式程序与原串行模式具有很好的计算一致性,其不仅能保持原有模式良好的预报效果,且能显著提升模式大规模并行计算性能和可扩展性,在进一步提高模式分辨率后能得到更好的预报结果.; 徐幼平程煜峰王斌郭红普业程锐; 关键词：AREM模式并行计算

暴雨中尺度模式的发展历程和研究进展被引量：2: 2019年; 短期数值天气预报模式的发展,由于具备了对动力辐合、湿物理及边界层等过程和实际地形的刻画能力,在分辨率提高到几十公里尺度时,可以对暴雨进行数值预报。经过近50 a的发展,暴雨中尺度模式经历了静力平衡到非静力平衡、粗分辨率到高分辨率、简单物理过程到细致物理过程、云雨隐式预报到显式预报、简单初始化到复杂同化等的转变。本文从暴雨中尺度模式框架、物理过程和初始化方法三个方面,回顾了国内外主要暴雨中尺度模式的发展历程和重要进展,同时指出了未来模式可能的发展趋势并给予了分析讨论。; 程锐程锐徐幼平黄静崔春光金宝刚顾春利孙溦; 关键词：暴雨中尺度模式动力框架初始化

徐幼平

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