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三维层结流中地形上空湍流边界层-气象科学
维普资讯
第28卷 第2期 气 象 科 学 Vo1.28,No.2
2008年4月 SCIENTIA METEOROLOGICA SINICA Apr.,2008
罗小春 ,谈哲敏.三维层结流中地形上空湍流边界层结构特征研究.气象科学 ,2008,28(2):168—175
三维层结流 中地形上空湍流边界层
结构特征研究
罗小春 谈哲敏
(南京大学大气科学系中尺度灾害性天气教育部重点实验室,南京 210093)
摘 要 利用中尺度数值模式ARPS,在理想条件下研究了旋转、地表摩擦的共同作用下,均
匀来流条件下,三维层结大气 中地形上空及其边界层结构特征。重点讨论 了不同的山地流动 Fr
数、不同上游来流方向情况下,山地流动及其边界层的特征。在大气稳定层结条件下,山地流动具
有上游阻挡、下游急流加速 以及重力波破碎等流动特征,这些山地流动特征在柯 氏力的影响下,均
表现出了南北非对称性。当山地流动的Fr数增加(增加地形高度)时,山地流动的南北急流增强,
由于柯 氏力的影响,南侧急流的增幅更为显著,流动的南北非对称性增强。在干过程山地流动中,
由急流所导致的强烈的垂直风切变,是湍流边界层产生和发展的直接决定因素。
关键词 地形流动 Fr数 柯 氏力 边界层
分类号 P435 文献标识码 A
Boundarylayerofstratifiedflow overathreedimensionalmountain
LuoXiaochun Tan Zhemin
(KeyLab.ofMeso—scaleSevereWeatherof^氟nt ofEducation,andDepartmentofAtmosphericSciences,
NanjingUniversity,Nanjing210093)
Abstract Undertheconditionsofhydrostatic,geostrophicbalance,and uniform westwind,the
stratifiedflowoverathree—dimensional(3D)ellipticalmountainissimulatedbyastomr—scalenumerical
model(ARPS).Inthispaperaseriesnumericalexperimentswereconductedtostudytheimpactsofthe
mountainFrnumberandtheupstream flow orientationontheflow overthree—dimensional mountain and
thedownstream boundarylayerstructure.Theflow over3D mountainischaracterizedbyastringofphe—
nomena,suchasupstream block,downstream accelerationandgravitywavebreakingandSOon.Owning
totheeffectofCoriolis,thesecharactersallbecometobeasymmetric.WhentheFrnumber(mountain
height)isincreasing,thestrongerupstreamblock,downstreamjetsandmoreasymmetricflowpattern0一
vermountainareproduced,especiallyth
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