张宁
- 作品数：12 被引量：105H指数：6
- 供职机构：中国气象局更多>>
- 发文基金：河南省科技攻关计划国家自然科学基金中国气象科学研究院灾害天气国家重点实验室开放基金更多>>
- 相关领域：天文地球更多>>
- 北京地区不同城市热岛指标和城市效应研究方法的对比分析被引量：3
- 2023年
- 城市热岛效应是城市气候的突出现象之一,由于观测手段差异和数据代表性的不同,对城市热岛存在多种定义,其中冠层城市热岛和地表城市热岛的应用最广泛,但是目前两者之间的比较工作开展相对较少.“城市效应”是指由于城市的出现对一个地区气候的影响,城市热岛本质上属于城市效应的表征之一.分离“城市效应”常用的方法有“城乡差异”和“城市化前后对比”两种,二者分别从观测资料的空间和时间差异着手计算,目前对两种方法结论的一致性分析尤为欠缺.以北京地区为研究对象,利用地面气象站和卫星遥感观测数据,对比分析了该地区气温和地表温度、冠层热岛和地表热岛的数值与变化情况,并进一步分析了分离“城市增温效应”两种方法的可比性,结果表明:(1)2009-2017年北京地区五种热岛指标均值比较为:由卫星遥感反演得到的日间地表热岛最大,其次为地面观测得到的最低气温冠层热岛和卫星遥感反演得到的夜间地表热岛,二者数值相近,地面观测得到的平均气温冠层热岛再次,而地面观测得到的最高气温冠层热岛远小于其他四类;(2)以通州站为例,1980-2017年用以分离“城市增温效应”的城市化前后差异和城乡对比两种方法的结果分别为0.65℃/(10a)和0.61℃/(10a),结论基本一致,虽然由于乡村站平均气温受到城市化影响,城乡对比法存在低估现象,但误差在可接受范围内,两种方法仍具有相互替代性.
- 张昊张宁张宁
- 关键词：城市热岛效应
- 河南“7.14”强降水和“8.02”雷暴大风过程β中尺度对流系统对比分析被引量：10
- 2016年
- 利用常规观测资料以及河南省中尺度自动站资料、多普勒雷达产品、FY系列卫星云图和NECP 1°×1°再分析资料,对比研究河南"7.14"极端强降水和"8.02"雷暴大风过程中β中尺度对流系统(MβCS)的结构和成因。结果表明:"7.14"和"8.02"过程中卫星监测的MβCS具有相似形态,但因其动力、水汽和热力不稳定条件差异造成二者具有不同强天气特征,极端降水型MβCS在雷达图上表现为混合性降水区内形成的南北向带状对流系统,对流云合并导致强降水,而雷暴大风型MβCS在雷达图上表现为晴空少云区内发展的东西向弓形回波,γ中尺度大风速扰动导致雷暴大风。两个MβCS均形成于低空高能量区内,垂直相对涡度(散度)自下向上呈现"正负(负正)"交替特征,中低层辐合区宽约100 km左右,狭窄的垂直上升运动区两侧为下沉运动,形成次级环流。"7.14"过程中,中低空辐合层、准饱和湿区及垂直上升运动区相对深厚,整层可降水量较大,对流初期低层暖平流较强,边界层弱冷入流起对流触发作用;"8.02"过程中,条件不稳定明显偏强,0—2 km垂直风切变偏大,边界层辐合线起重要的对流触发作用。
- 苏爱芳张宁袁小超张青珍
- 关键词：强降水雷暴大风Β中尺度对流系统结构特征
- 豫北“21·7”极端暴雨过程特征及成因分析被引量：36
- 2022年
- 利用探空、地面自动站、多普勒雷达等观测资料及ERA5再分析产品,对2021年7月17—22日豫北地区的极端暴雨过程进行分析。结果表明,极端暴雨过程具有强降水持续时间长、降水强度极端及地形影响明显等特征。极端暴雨过程发生于稳定的大尺度天气形势下,在日本海高压西伸及台风烟花(2106号)、查帕卡(2107号)西北行背景下,黄淮低涡外围加强北上的东南急流/偏南急流为强降水的发生提供了异常充足的水汽、能量条件,对流层中低层暖湿平流强迫、叠加地形影响的强动力辐合抬升作用及低空弱冷空气扩散南下是形成强降水的重要条件,而大气“强-弱-强-弱”的对流不稳定层结特征转化说明强降水过程中存在着两种互补的物理机制。不同阶段极端短时强降水(小时降水量≥50 mm)对流系统的形态结构和发展演变特征不同,但从雷达回波的垂直分布来看,系统均具有“低质心”特征,质心强度≥55 dBz且≥50 dBz强回波垂直伸展至5~8 km、持续时间1 h以上。强降水对流系统在太行山前30 km左右范围内的后向发展特征明显,一方面与地面西行偏东风/东北风在太行山绕流作用下形成的地形辐合线不断南伸有关,另一方面也与强降水冷池效应促使山前偏北风进一步发展南下有关。
- 苏爱芳席乐吕晓娜吕晓娜张宁
- 关键词：极端暴雨低空急流地形
- 计算流体力学方法在大气科学中的应用综述
- 2024年
- 随着计算机技术的发展与普及,计算流体力学(Computational Fluid Dynamics,CFD)方法被应用于大气科学的研究领域,特别是对边界层过程和小尺度问题的研究. CFD方法所具有的网格划分、对复杂下垫面的表征、对湍流过程的精细求解等特点,在求解这类问题时具有独特的优势,因此在城市微气候与城市大气环境、复杂下垫面大气边界层和大气模式参数化方案发展等领域都有较为广泛的应用.本文对CFD在这些领域的应用进行了回顾总结.在大气科学中进一步应用CFD方法时,面临三个挑战:一是随着应用范围扩大,计算网格数量迅速增加,计算效率下降;二是缺少对大气科学中的土壤-大气之间的水热交换、城市污染中颗粒物的大气辐射效应、云微物理过程等的有效描述;三是没有较好地描述边界强迫.这些都是需要持续开展研究的问题.
- 陈燕陈兵徐家平张宁
- 关键词：大气边界层城市微气候复杂地形湍流
- 地形对豫东南一次极端暴雪影响分析被引量：9
- 2019年
- 为了更全面地认识豫东南极端暴雪发生发展的机制,利用常规探空和地面观测资料以及NCEP1°×1°再分析资料,对2018年1月34日豫东南极端暴雪过程从环流背景,高低空急流配置及水汽输送等方面进行分析。结果表明:高空低槽、中低空急流及切变线同时配合地面强冷空气南下,是形成本次极端暴雪事件最根本的天气尺度条件;豫东南位于高低空急流耦合作用形成的强烈上升区,西南急流不但为暴雪区提供源源不断的水汽条件,还起到了动力抬升及不稳定能量释放等作用,有利于暴雪发生发展与维持。豫东南地处大别山脉与桐柏山脉东北侧迎风坡处,地形较复杂,为了探究地形对本次极端暴雪的影响,本文尝试通过WRF模式模拟豫东南地形对降水的影响,通过控制试验和敏感试验对比分析表明,山体的迎风坡一侧对降水的增幅作用达46mm,而背风坡一侧对降水的减幅作用约为6mm;低层的U风分析显示,地形消减后U风风速将减小24m s-1,并且中心位置东南移12个纬距,强降水中心随之东南移;垂直速度沿经度及纬度剖面均显示山体迎风坡处对垂直上升运动增幅达01×10-2m s-1;地形对水汽辐合起到明显增强作用,尤其在山体上方850700hPa高度辐合更加显著。
- 谷秀杰苏爱芳苏爱芳栗晗张宁
- 关键词：暴雪地形模拟
- 豫西地形对“07.7.29”强降水过程的影响分析
- 利用中尺度模式WRF3.3.1模拟了2007年07月29日豫西山区强对流天气过程并进行了地形敏感性试验，此次模拟试验累积降水量与实况降水量在降水范围、降水带形状上基本一致，总体来说模式对于主要降水带的范围、位置以及主要的...
- 张宁苏爱芳
- 关键词：中尺度数值模式对流性降水
- 2014年一次飑线的发展维持原因分析被引量：16
- 2017年
- 应用常规观测资料、区域自动站数据及多普勒雷达监测产品,对2014年7月29日豫北飑线的形成机制、结构特征及发展维持原因进行研究。结果表明:此次飑线过程发生在"槽前型"大尺度环流背景下。对流发生前,冷空气侵入高空槽前与低层发展的暖湿气流在对流潜势区叠加建立了不稳定层结。根据飑线的演变特征将其生命史分为组织发展阶段和再生阶段。在其组织发展阶段,东移高空槽和发展的地形辐合线是其主要驱动和组织触发机制。系统前沿阵风锋、主风暴及后部层云区形成的前侧入流与后侧出流共存、低层辐合与高层辐散共存的垂直环流,与水平方向上环境入流与系统出流共存并错开的环流体现了成熟期飑线高度的自组织结构特征,并形成了风暴发展的正反馈机制,正反馈机制的建立使其得以长期维持。另外,飑线与其他风暴发生对流合并也是其组织结构迅速增强的重要原因。在其再生阶段,豫东地区适宜的热力条件及中等以上强度垂直风切变条件对飑线的组织发展极为有利。飑线与北上的弓形回波发生对流合并使近地面形成中尺度雷暴高压,变压风与环境气流在中尺度湿区附近建立的辐合抬升运动为飑线再生提供了重要的触发机制。
- 张宁苏爱芳史一丛
- 关键词：飑线触发机制
- “8.13”黄淮北部暴雨云团的组织结构和触发机制被引量：16
- 2016年
- 利用FY-2E卫星资料、多普勒雷达监测及4Dvar反演资料、区域自动站和常规观测资料、NCEP分析资料,对2010年8月13日黄淮北部暴雨云团的组织结构、发展演变及形成机制进行研究。结果表明:暴雨云团形成发展于低涡切变形势下,低涡切变线、西南急流及边界层扩散南下弱冷空气是主要影响系统;高的对流不稳定能量、强的低层垂直风切变和持续发展的水汽条件是主要环境特征。不同区域云团的形成机制有差别,发展北上的西南急流促使MβCS旺盛发展。随着低涡发展,MβCS发展合并形成圆形MαCS,强暖湿气流强迫、弱冷空气扩散及地面辐合线是圆形MαCS形成发展的重要机制。γ或β中尺度气旋及辐合线在对流初生阶段起动力触发作用,辐合加强及辐合区的向后延伸导致对流云团的自身发展和后向发展;成熟阶段对流单体后部的强出流促使对流单体分裂,气旋式环流外围西南和偏南气流合并造成对流单体合并。MαCS成熟和衰亡期雷达上出现的线状对流系统具有明显强降水特征。
- 苏爱芳张宁黄勇
- 关键词：暴雨云团低涡切变线
- 豫西南一次局地大暴雨中尺度对流系统的结构特征分析被引量：7
- 2018年
- 利用FY静止卫星资料、多普勒雷达监测及四维变分(4DVAR)反演产品、区域自动站和常规观测资料、NCEP分析资料,对2011年8月16日淮河上游副热带高压(简称副高)边缘MCS的结构、演变规律及形成原因进行研究。结果表明:卫星监测的中尺度对流系统(Mesoscale convective system,简称MCS)形成于副高边缘切变线附近,扩散南下冷空气触发高对流不稳定能量释放是系统形成发展的主要机制。对流系统的发展演变可分为四个时期:对流系统初生期、β中尺度对流系统(简称MβCS)合并发展期、圆形α中尺度对流系统(简称MαCS)旺盛期和减弱衰亡期,前三个阶段是产生强降水的主要时期。卫星监测的MCS初生期在雷达上表现为单体和多单体风暴,后三个时期则多表现为β和α中尺度对流系统,成熟期在雷达上表现为带状对系统。对流系统在低层辐合线附近发展,辐合区合并造成对流系统合并,进而造成MCS爆发性发展和降水强度的增加,边界层气旋式旋转气流使冷云罩具有圆形特征。对流系统的垂直辐合辐散层及正负涡度层均呈交替分布特征,高层辐散和垂直上升运动相对弱。低层辐合区的宽度与系统的水平尺度有关。地面冷暖气流交汇及地形辐合线具有重要的对流触发作用,地面气流汇合和豫西中尺度地形对降水落区和中心强度均有影响。
- 苏爱芳张宁张宁王迪
- 关键词：副热带高压Β中尺度对流系统
- 南京地区人体舒适度特征分析及其对田径运动成绩的影响
- 2024年
- 人体舒适度是评估城市宜居性的重要指标,它是人体器官和皮肤等感受器对环境感知后,通过神经系统作出的反应.人体舒适度受气温、湿度和风速等气象要素的直接影响.利用位于南京大学仙林校区的南京长三角大气过程与环境变化国家野外科学观测研究站(SORPES) 2015-2021年的气象观测资料对该地区的人体舒适度指数特征进行了分析,所选指数包括了热应力(Heat Index,HI)、湿热指数(Humidex)、湿球黑球温度(WBGT)和风冷指数(WCI).从年际变化看,各指数的量值基本相当,均在15~20.各指数的年变化趋势和月变化趋势与温度变化趋势有很高的一致性,这是因为在各个指数的定义和计算中,气温都是权重最大的气象因素,在此基础上再通过湿度、风速等要素进行修订.各个指数的概率密度分布均出现了弱的“三峰型”,这是秋季的“双峰型”和其他季节的“单峰型”叠加导致的.秋季各指数“双峰型”分布特征主要是由较大的昼夜温差导致的.总体来看,南京地区人体感觉以舒适为主,热环境风险远大于冷环境风险,以Humidex为指标统计的风险概率比以HI为指标的略高.利用南京大学高水平运动员200 m短跑的训练记录分析了人体舒适度对户外运动的影响,统计结果表明不同的运动员对热环境的敏感性反应存在极大的个体差异,30%的研究对象受热环境舒适度影响,其中10%的研究对象受热环境舒适度影响明显,女运动员的敏感度高于男运动员.研究结果表明在未来的体育训练中,环境人体舒适度对运动员的影响是不可忽视的,需要加强关注和研究.
- 周娴冯晓劲王成张宁
- 关键词：城市宜居性人体舒适度户外活动
