陈桂兴副教授及合作者揭示海风锋面的精细三维结构

发布人:林维佳 发布日期:2019-03-27

? ? ? 海风锋面对海岸地区气象条件和空气质量有重要影响,有时甚至触发强对流天气。但是,目前对海风锋面精细结构的观测和模拟仍非常困难。我院陈桂兴副教授及合作者利用双激光雷达观测自主研发的米级分辨率中尺度嵌套大涡模拟技术,成功捕捉数值重现一次典型海风锋面的三维结构和时间演变,并分析了相应的动力机制。

?? 分析结果显示,海风锋面前沿存在一系列规则排列的凹凸结构,水平间隔约500垂直伸展约300米。凸起结构的内部和迎风面存在强烈的局地上升气流,强度可达2-3米每秒。凸起结构的下游区域则常伴随着冷性空气的下沉气流,造成污染物堆积。三维结构和局地垂直运动呈现数十分钟的周期性加强,对应于海风重力流向岸移动和冲击锋面。研究还发现,海岸建筑物引起的扰动影响锋面结构,调节局地风场、温度和上升气流的详细变化。合利用先进观测和数值模拟系统,有助于提升对海岸(尤其是沿海城市天气和大气环境的监测预测能力。

? ? 该工作首次实现了海风锋面三维结构的精确观测与模拟近期发表于国际着名期刊《JGR: Atmospheres》,被选为杂志面论文。论文作者有日本情报通讯研究机构日本气象厅气象研究所、日本东北大学的多名研究员和教授该研究得到国家自然科学基金项目和日本超高性能计算革新研究战略计划的资助。

Chen, G.*, H. Iwai, S. Ishii, H. Seko, K. Saito, W. Sha, and T. Iwasaki, 2019: Structures of the sea-breeze front in dual-Doppler Lidar observation and coupled mesoscale-to-LES modeling. Journal of Geophysical Research: Atmospheres, 124 (5), 2397-2413. https://doi.org/10.1029/2018JD029017

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杂志封面:海风锋面的激光雷达观测(左)与数值模拟(右)

海风锋面三维结构演变的模拟动画