文小航 作品数:39 被引量:289 H指数:10 供职机构: 成都信息工程大学大气科学学院 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 国家高技术研究发展计划 更多>> 相关领域: 天文地球 农业科学 航空宇航科学技术 动力工程及工程热物理 更多>>
中国东北半干旱区能量水分循环的同化模拟 被引量:6 2014年 使用地球观测系统的中分辨率成像光谱仪(EOS.MODIS)提供的归一化植被指数(NDVI)产品估算植被覆盖度和航天飞机雷达地形测绘任务(SRTM)制成的数字高程模型(DEM)数据遥感产品替换WRF模式默认的植被覆盖度和地形高度,并且利用WRF模式及其先进的三维变分同化系统(WRF.3DVar)循环同化东北半干旱区自动气象站近地面气象要素,对东北半干旱区的温度场、湿度场、风场和能量场的结构及其日变化特征进行了较为细致的模拟研究.通过4组数值模拟试验分别探讨了同化气象要素与改变模式地表参数引起的不同下垫面潜热、感热的分配关系和降水、土壤湿度变化弓f起的地表能量通量模拟效果,并利用通榆站、奈曼站、锦州站、和密云站2009年6-8月的通量观测资料与模拟结果对比检验.结果表明,WRF模式能够较好地模拟出东北半干旱区夏季的近地面温度、风向、净辐射、感热和潜热等要素的变化特征及日变化规律.同化试验(Case2)模拟的近地面气温、相对湿度、风速相比控制性试验(Case1)有所改善;陆面参数试验(Case3)和集合试验(Case4)改善了感热和地表热通量的模拟.WRF模式能较好地模拟出下垫面土壤湿度随时间变化的规律,集合试验(Case4)土壤湿度模拟结果与4个通量站观测值相比无太大差别,但降水的模拟有待改善.本研究利用卫星遥感资料改善模式下垫面陆面参数,利用气象资料同化改善近地面大气要素模拟精度,这是将各种不同空间和时间尺度的多源数据与数值模拟融合的有益尝试.此研究生成的东北地区资料同化数据集可用于气候变化、干旱监测等方面,对深入了解半干旱区气候的形成和维持机理具有重要的意义. 文小航 廖小罕 袁文平 延晓冬 韦志刚 刘辉志 冯锦明 吕世华 董文杰关键词:WRF模式 资料同化 东北半干旱区 一种获取气候信息处理方法、系统、存储介质 本发明属于信息处理技术领域,公开了一种获取气候信息处理方法、系统、存储介质,通过经纬度转换、网格转换、投影转换和向邻近点插值的方法,把地球系统模式中粗分辨率月均数据转换为全球气候背景场格点数据;通过区域气候模式WRF进行... 文小航 朱献 闫东东MODIS产品反演与WRF模式默认植被覆盖度对比研究 被引量:9 2015年 WRF模式气候态植被覆盖度GVF数据集的制作源于卫星遥感资料,由于制作时间较早代表性逐渐变差,最新的MODIS遥感产品可用于WRF模式下垫面数据集的更新。本文利用2013年MODIS卫星遥感产品反演的植被覆盖度更新WRF模式默认的气候态数据集,进一步利用WRF模式计算与GVF相关的地表参数,并与WRF模式默认数据进行对比。结果表明:利用MODIS更新后的GVF在2013年不同季节均较WRF模式默认的气候态GVF偏高,尤其是中国南方和东北地区表现的"更绿";MODIS制作GVF的原数据空间分辨率为1 km,较WRF模式默认数据集的分辨率更高,适合高分辨率中尺度模式下垫面数据集的更新,更新后的GVF数据更细致,尤其是夏季城市下垫面GVF较周围偏低非常明显;通过分析GVF变化引起的叶面积指数、地表反照率和地表发射率的变化可知,农作物植被类型叶面积指数的变化最显著。东北地区森林覆盖虽较广,但由于森林的叶面积指数年季变化相对较小,叶面积指数增量并没有农作物的明显。地表反照率和地表发射率也与WRF模式默认值有一定的差异。通过对比可见,更新后的GVF对WRF模式下垫面描述有一定的影响,需进一步开展季节尺度的模拟试验,对比植被覆盖度的变化对WRF模式模拟的影响。 李得勤 文小航 段云霞 周小珊 杨森关键词:WRF模式 植被覆盖度 叶面积指数 地表反照率 WRF模式对金塔绿洲效应的数值模拟 被引量:17 2010年 利用美国NCAR中心的天气研究与预报模式WRF,对金塔绿洲的温度场、环流场、能量场的结构及其日变化特征进行了较为细致的模拟研究。结果表明,WRF模式能较好地模拟出非均匀下垫面上绿洲和戈壁的近地面温度、风场、净辐射、感热和潜热等要素的变化特征及日变化规律,较为完整地呈现出绿洲"冷岛效应",模拟的近地面风向和观测值吻合较好。通过对能量场的时空分析,发现下垫面的植被类型、土壤类型和土壤湿度对绿洲白天感热、潜热、土壤热通量和净辐射等有很大影响,绿洲白天净辐射峰值比戈壁大,潜热通量比感热通量大;白天大气向地面传输热量,绿洲地表获得的热通量大;而夜间地表向上传递热量,绿洲释放的热通量比戈壁大。更加细致地研究这些现象对深入了解绿洲气候的形成和维持机理具有重要的意义。 文小航 吕世华 孟宪红 文莉娟 李万莉 马迪关键词:WRF模式 冷岛效应 金塔绿洲 潜热通量 感热通量 一种干型昆明准静止锋的自动识别方法 本发明提供了一种干型昆明准静止锋的自动识别方法,属于气象防灾减灾技术领域,该方法包括:读取资料数据;利用差分计算各点从地面到650hPa其间各层的温度递减率,得到最大逆温趋势值;根据最大逆温趋势值,获取初选逆温分布;消除... 胡文东 张永凯 舒红平 郝艳琼 肖天贵 陈艳 罗飞 甘建红 张莹 文小航 熊太松 邵建 周文杰 陶静怡土壤湿度和土壤温度模拟中的参数敏感性分析和优化 被引量:12 2015年 使用一种复杂洗牌算法(SCE-UA,Shuffled Complex Evolution Algorithm)对Noah陆面模式中的参数进行敏感性分析和优化,其中水文参数采取直接优化和优化土壤成份的形式,侧重于研究两种水文参数给出方法对土壤湿度和土壤温度模拟的敏感性。结果表明:将土壤湿度和土壤温度作为判据,模式中水文参数敏感性最高,水文参数对土壤湿度的敏感性要高于对土壤温度的敏感性。表层土壤湿度作为判据对土壤水文参数优化后,可以改善土壤湿度和土壤温度的模拟,加入深层土壤湿度同时作为判据后,优化使土壤温度的模拟变差。当土壤成份作为优化的参数,表层和深层土壤湿度作为判据,优化能够同时改善土壤湿度和土壤温度的模拟。单独使用土壤温度作为判据不能达到优化水文参数的目的。将土壤成份作为优化的参数后,土壤湿度和土壤温度的多判据优化效果最好,且减少不敏感参数的个数后对优化结果的影响总体不大。基于以上结果,将土壤成份作为优化水文参数的方法能够更好的考虑不同水文参数之间的约束关系,优化后的水文参数具有很好的一致性,优化效果较直接优化水文参数更好。 李得勤 段云霞 张述文 文小航关键词:土壤湿度 参数优化 陆面过程 基于移动网格的低空气象要素信息处理方法 本发明提供一种基于移动网格的低空气象要素信息处理方法,包括如下步骤:S1:收集低空空域的气象站资料及预处理;S2:收集低空空域航线的移动过程中位置经纬度信息;S3:设计不同时间间隔下的WRF模式区域网格;S4:通过区域高... 文小航 赵磊 马洁台风“安比”变性机制及其对内蒙古大暴雨影响的数值模拟研究 2024年 台风“安比”是首个进入内蒙古的热带气旋,引发了该地区中东部的罕见致灾性大暴雨。本文利用中尺度数值预报模式(Weather Research Forecast,WRF)输出的模拟结果、美国国家环境预报中心/国家大气研究中心(National Centers for Environmental Prediction/National Center for Atmospheric Research,NCEP/NCAR)再分析资料、台风路径数据及常规观测资料等,对“安比”北上过程中的变性机制及其对内蒙古大暴雨天气的影响进行了分析。结果显示:大暴雨过程的大尺度环流背景是台风与中高纬西风带高空槽的相互作用,西风槽提供的冷空气与台风的暖湿气流交汇引发了此次大暴雨;在西风槽并入台风的过程中,冷空气自西向东楔入并向下扩散东移,产生强烈的冷平流,推动暖湿空气抬升,破坏了台风的正压暖心结构,并形成“东暖西冷”的不对称温度结构,导致台风变性为温带气旋;主要的降水区域位于MPV1正值区与MPV2负值区的重叠区,区域的对流不稳定和斜压不稳定能量积聚,促进强降水的发展;冷暖空气的交汇区出现强锋生作用,形成明显锋区,为大暴雨提供动力条件,锋生带附近有明显次级环流圈形成,锋前为上升气流,锋后为下沉气流,强降水区域对应上升气流最强区域。 林弘杰 文小航 黄晓璐 李瑞青关键词:大暴雨 数值模拟 阵风锋差异及强迫作用对雷暴触发影响的模拟分析 被引量:4 2021年 为加深了解强对流的机制和特点,弥补雷达探测能力的不足,针对一次由3条阵风锋共同触发强对流过程,利用业务中尺度模式WRF进行了数值模拟,通过经本地化改进的指数探索触发关键因素,并与雷达探测资料对比分析。结果表明:(1)本地业务模式对此次过程天气背景与关键系统具有一定的模拟效果,但把握对流单体的能力十分有限,需辅以其他参数方可揭示新生雷暴触发机制。(2)本地化改进Micro Burst Index(MBI)与Turbulent Kinetic Energy(TKE)相互印证,体现了对流与阵风锋的重要特征。MBI高值区的范围、强度与原生对流特征相符,外缘与阵风锋位置吻合,强内核面积与各阵风锋强度一致,反映出各阵风锋及其触发能力存在差异。(3)3条阵风锋及MBI强度、850 hPa风场和下垫面特征的不同,决定了阵风锋各个交汇点是否触发新生对流,以及新生对流的强度与传播方式的不同。(4)强迫上升由3部分组成,其中阵风锋沿地形强迫上升贡献占垂直运动的1.1%,围拢挤压占40.9%,阵风锋的直接强迫最强占58.0%。上述共同作用导致强烈的上升运动,促使地表空气上升到海拔4300 m远超出LFC,并与局地水汽条件相配合,是触发异常强烈新生对流的关键。大气低层自东向西传播的重力波也有利于新生对流的触发。(5)MBI计算简单方便,可揭示模式难以直接反映的重要特征,经不断完善可望为无缝隙网格预报提供关键线索。 胡文东 杨侃 文小航 文小航关键词:阵风锋 触发 基于高分辨率数值的无人机低空飞行气象信息处理方法 本发明属于气象预报信息处理技术领域,公开了一种基于高分辨率数值的无人机低空飞行气象信息处理方法,所述基于高分辨率数值的无人机低空飞行气象信息处理方法包括:利用WRF模式运行区域高分辨率数值天气预报系统;通过区域高分辨率数... 文小航 廖小罕 徐晨晨 赵磊 钟若嵋文献传递