A subtropical episode of production of kinetic energy from condensation heating

Summary The mutually interacting pressure wave and diabatic heating wave originally cause the observed tropical disturbances. The equivalent barotropic models relate the tendency of vorticity with the convective heating effect directly, and so these models elucidate the roles of these mutually interacting waves on the development of observed tropical disturbances readily. The exact solution for the complex frequency adequately explains the growth and movement of tropical disturbances during summer. The results are divided into two parts 1) for the upper atmosphere 2) for the lower atmosphere. For the upper atmosphere during summer, the standing and amplifying natures of wave numbers 1 and 2 are satisfactorily interpreted. So the standing natures and the intensity variations of Atlantic trough, African high, Tibetan high, Pacific trough, and Mexican high etc. are also explained thereby. Also, the amplification and westward movement of short wave number 8 are interpreted. For the lower atmosphere during summer, the amplifications and westward movements of Carribean easterly wave, African monsoon cyclone, Indian monsoon depression, west Pacific ITCZ wave etc. are explained.

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Die Entstehung tropischer Störungen

Zusammenfassung Die sich gegenseitig beeinflussende Druckwelle und diabatische Erwärmungswelle verursachen ursprünglich die beobachteten tropischen Störungen. Die äquivalentbarotropen Modelle verbinden die Vorticity-Tendenz mit dem konvektiven Erwärmungseffekt direkt, und damit erklären diése Modelle die Bedeutung dieser sich gegenseitig beeinflussenden Wellen für die Entwicklung der beobachteten tropischen Störungen. Die exakte Lösung für den Häufigkeitskomplex erklärt hinreichend die Entwicklung und die Bewegung tropischer Störungen im Sommer.Die Ergebnisse werden in solche für die obere Atmosphäre und für die untere Atmosphäre unterteilt. Für die obere Atmosphäre im Sommer sind die beständigen und sich verstärkenden Formen der Wellenzahl 1 und 2 befriedigend interpretiert. Damit sind auch die beständigen Formen und die Intensitätsänderungen des atlantischen Troges, des afrikanischen Hochs, des tibetischen Hochs, des pazifischen Troges und des mexikanischen Hochs erklärt. Auch die Verstärkung und Westwärtsbewegung der kurzen Wellenzahl 8 sind erklärt. Für die untere Atmosphäre im Sommer sind die Verstärkung und Westwärtsbewegung der karibischen östlichen Welle, der afrikanischen Monsun-Zyklone, der indischen Monsun-Depression, der westpazifischen ITCZ-Welle und der zentralpazifischen ITCZ-Welle erklärt.

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1 Figure     

Periodic variations in Stratospheric and low Mesospheric zonal wind in the two hemispheres

Summary The long-term, annual, semiannual and terannual waves in mean zonal wind in the Stratosphere and lower Mesosphere are analysed using data from rocket soundings for the region 70° S-80° N for the period 1969–1978. Differences between the hemispheres were obtained and possible reasons are discussed. The Northern middle latitude westerly belt of the long-term zonal wind is higher than that of the Southern middle latitude. The Southern maximum of the annual wave does not appear to be elongated much more than that of the Northern hemisphere. The semiannual double-lobed tropical center seems to be influenced by the lower Stratosphere of the Southern hemisphere. The results from the behaviour of the semiannual wave support the wave absorption hypothesis. The main maximum of the terannual wave is possibly larger in the Southern hemisphere. Differences from previous findings in the literature are discussed as each topic is presented.

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Zusammenfassung Es wurden langfristig bis zu dreijährige Wellen des mittleren zonalen Windes mit Hilfe von Raketendaten zwischen 70° S und 80° N der Periode 1969–1978 untersucht. Es ergaben sich Unterschiede zwischen den Hemisphären, deren mögliche Ursachen diskutiert werden: Das Westwindband der Nordhemisphäre liegt höher, während das Maximum der Jahreswelle auf der Südhalbkugel kaum länger andauert als auf der Nordhalbkugel. Das halbjährliche tropische Zentrum scheint von der unteren Stratosphäre der Südhalbkugel beeinflußt zu sein. Die Ergebnisse des Verhaltens der halbjährlichen Welle unterstützen die Wellenabsorptionshypothese. Das Maximum der dreijährigen Welle ist möglicherweise auf der Südhalbkugel größer. Die Unterschiede zu den bisherigen Ergebnissen werden in den entsprechenden Kapiteln besprochen.

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With 4 Figures     

Boundary-layer turbulence spectra in stable conditions

Simultaneous measurements of horizontal and vertical wind speeds and temperature fluctuations at heights up to 91 m in the stable atmospheric boundary layer are described. The power and cospectral shapes show a low-frequency peak (near the Brunt-Väisälä frequency) separated by a spectral gap from a peak at high frequency due to turbulence. Spectral shapes in the turbulence subrange at 8 m are in good agreement with the universal curves previously presented by Kaimal (1973). Further information is given on the variation of the scaling parameter, f ₀, with stability; and the applicability of the normalising procedure to the spectra from the higher levels is discussed.     

Extreme monsoonal rainfall deficits in India

Summary Data from 306 stations in India, for the 70 years (1901–70) of summer (June–September) monsoonal rainfall, are grouped into 32 sub-regions. Extreme event theory is used to analyse the return periods of extreme rainfall deficits within each of these sub-regions, using the log-Pearson type III frequency distribution in a spatial rather than a temporal context. The resultant estimates for 2, 5 and 10 year return periods are compared with the patterns derived from the Gaussian frequency distribution applied to the 306 stations individually; the 50 and 100 year return period estimates are also considered.

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Zusammenfassung Die Daten über den sommerlichen Monsunregen (Juni–September) aus 70 Jahren (1901–70) von 306 Stationen in Indien werden in 32 Teilgebiete gruppiert. Zur Analyse der wiederkehrenden Perioden extremen Regendefizits in jedem dieser Teilgebiete wird die Theorie extremer Ereignisse verwendet, wobei die log-Pearson-Häufigkeitsverteilung vom Typ III eher in einem räumlichen als zeitlichen Zusammenhang verwendet wird. Die sich daraus ergebenden Schätzungen für wiederkehrende Perioden von 2, 5 und 10 Jahren werden mit den Mustern verglichen, die mit Hilfe der auf alle 306 Stationen einzeln angewandten Gaußschen Häufigkeitsverteilung gewonnen wurden. Die Abschätzung 50jähriger und 100jähriger Ereignisse wird ebenfalls besprochen.

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With 6 Figures     

The stability analysis of an inflexion-free velocity profile and its application to the night-time boundary layer in the atmosphere

The characteristics of waves excited in a stratified shear flow with a velocity profile monotonically increasing above the ground are calculated numerically. It is shown that unstable modes exist when the Brunt-Väisälä frequency of the ambient atmosphere decreases sufficiently fast with height. Their growth rates as a function of the horizontal wavelength and the local Richardson number are given, and a comparison between them and experimental data obtained for the night-time-boundary layer of the Earth's atmosphere is carried out. Finally, the characteristics of the singular neutral modes that the system can support are presented.On a Fellowship from the National Research Council of Italy.     

Long circumpolar atmospheric waves

Summary The periods of long waves in the circumpolar atmosphere are considerably longer than at lower latitudes because the variation of the Coriolis parameter with latitude decreases from the equator to the poles. The period length increases with decreasing meridional extent of the oscillation and with increasing meridional wave number. Numerical examples of period lengths for different longitudinal and meridional wave numbers and for different meridional extents of the oscillations are shown in Figs. 1–3. The vertical variation of the oscillations is considered only for the simple case of an isothermal atmosphere in order to illustrate the role of the vertical structure of the atmosphere in determining the free oscillations and in regulating the atmospheric response to a forcing function. As a specific example a periodic heating function has been assumed whose intensity decreases upward exponentially. With plausible values for the amplitude of this heating function reasonable values are obtained for the wind and pressure disturbance due to the heating.

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Lange Wellen in der polaren Atmosphäre

Zusammenfassung Die Perioden langer Wellen in der polaren Atmosphäre sind wesentlich länger als in den niederen Breiten, da die Änderung des Coriolisparameters mit der Breite vom Äquator zu den Polen abnimmt. Die Periodenlänge nimmt zu mit abnehmender meridionaler Ausdehnung der Schwingung und mit zunehmender meridionaler Wellenzahl. Numerische Werte von Periodenlängen sind aus Abb. 1–3 zu ersehen. Die Vertikalstruktur der Schwingungen ist für den einfachen Fall einer isothermen Atmosphäre behandelt, um zu zeigen, wie die vertikale Schichtung der Atmosphäre die freien Schwingungen bestimmt und die Ansprechung auf erzwungene Schwingungen reguliert. Als konkretes Beispiel wird eine periodische Erwärmung und Abkühlung angenommen, die mit der Höhe exponentiell abnimmt. Mit realistischen Werten für diese periodische Erwärmung ergeben sich plausible Wind- und Druckwerte.

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With 5 Figures     

1961-2017年京津冀地区寒潮活动特征

基于1961—2017年京津冀地区126个气象观测站逐日最低气温和降水资料,分析该区域寒潮发生频次时空变化特征,在此基础上通过定义的干湿判别指标分析区域性寒潮的干湿特征。结果表明:(1)京津冀地区单站寒潮年平均发生频次空间分布呈西北多东南少,86%的站点寒潮年发生频次呈减少趋势。(2)1961—2017年寒潮累计发生站次呈显著减少趋势(P<0.001),气候倾向率为-5.7站次·a^(-1),且在1983年发生突变。1961—1971年寒潮累计发生站次出现峰值,从1972年开始锐减,2007—2017年寒潮平均发生站次为历史最少。(3)1961—2017年区域性寒潮发生频次年际变化总体呈递减趋势,气候倾向率为-0.282次·(10 a)^(-1),1960年代冬季区域性寒潮发生频次最多,1970年代秋季和春季最多,2000年代冬季和春季为次高峰期,2011—2017年3个季节最少。区域性寒潮发生频次季节分布中以秋季出现最多、其次是冬季、春季最少;10月、11月寒潮最为活跃。(4)京津冀地区区域性寒潮过程干过程发生频次最多,2011—2017年区域性寒潮过程干湿特征趋向于干过程和湿过程两极化分布。     

近64a阿勒泰市春季不同等级寒潮过程气候特征

本文整理出阿勒泰市64年各级别强度寒潮过程数据库，分析阿勒泰市近64a来各级别寒潮过程的频数以及强度相关6个指标的气候特征，结果表明：（1）1954～2017年春季阿勒泰市共发生一般寒潮过程109.5次，强寒潮过程75.5次，特强寒潮过程37.5次；平均每年春季分别发生1.7次、1.2次和0.6次；3种级别寒潮过程发生频次占寒潮过程发生总频次的48.2%、33.3%和16.5%，阿勒泰市春季主要以一般寒潮和强寒潮为主。（2）春季一般寒潮、强寒潮和特强寒潮过程频数年际变化均在递减，且不显著，其中4月一般寒潮和特强寒潮过程递增，特强寒潮过程频数递增明显；一般寒潮过程频数的年代际变化在1950年代最多，强寒潮过程1970年代最多，特强寒潮过程1960年代和2000-2009年代最多。（3）一般、强和特强寒潮过程持续时间分别在1～7d、1～6d和1～5d，均以持续1～3d为主，分别占各自寒潮过程总次数的94.5%、90.8%和90.0%，其中又都以持续2d最多。（4）一般寒潮、强寒潮和特强寒潮过程降温幅度平均值分别为-10.8℃、-13.0℃和-17.3℃，一般寒潮和强寒潮降温幅度均在5月最强，特强寒潮降温幅度在3月最强。（5）一般寒潮、强寒潮和特强寒潮降温过程最低气温平均值分别为-7.8℃、-12.8℃和-20.3℃，随时间的推移呈明显的抬升趋势。（6）1954～2017年阿勒泰市春季一般寒潮、强寒潮和特强寒潮中降温过程最低气温距平平均值分别为-5.7℃、-7.9℃和-10.5℃；三种级别寒潮过程最低气温距平为负值占该级别寒潮过程频数的比例分别为80.0%、97.4%和97.5%。     

Ondes de gravite interfaciales marginalement instables dans la couche limite planetaire

Wavelike motions within a strong morning inversion of the planetary boundary layer were investigated experimentally using two atmospheric research aircraft: an Aerocommander 280FL and a Cessna 206. The Aerocommander aircraft, instrumented for the measurement of rapid fluctuations of temperature, water vapour density and air velocities, was flown horizontally at different levels within the inversion layer in order to document adequate data on the wave motion. An example of such motions observed on 8 June, 1974 is described and analyzed in the present paper. The aircraft records obtained within the inversion layer at about 600 m above the ground show large fluctuations of the meteorological variables with well-defined amplitudes and wavelengths.Spectra and cross-spectra of temperature, water vapour density and air velocities were computed and analyzed to determine characteristics of gravity waves according to the method described by Metcalf (1975). These spectra exhibit a sharp maximum associated with high coherences at a particular wavelength. In this narrow spectral band, phase angles ±90 ° are obtained between vertical velocity and temperature as well as between vertical and horizontal velocities. These features suggest that observed motions are horizontally propagating trapped or evanescent waves. They enable us to estimate true wavelengths (500 m), wave vector azimuths, intrinsic frequencies and phase velocities of these waves. These results appear to be mutually consistent. Furthermore, it is possible to confirm these latter with the detailed vertical profiles of the boundary layer provided by the Cessna aircraft making spiral soundings. In this regard, the vertical structure of the Brunt-Väisälä frequency confirms that the waves are everywhere evanescent except within a thin highly stable layer between the diurnal mixed layer and the overlapping inversion. Moreover, examination of the wind profiles reveals that the interfacial vertical wind shear might be a relevant parameter reducing phase velocities. Such a conclusion is also supported by the observed wave vector directions which appear to be closely parallel to the wind shear vectors at the 600-m level. Additional confirmation is found by comparing the observed wavelengths to those predicted by applying the hydrodynamical stability model of Hazel (1972) to the measured profiles. Although the wind shear clearly plays a role in wave development, local heat flux and temperature variance values show that in this case the instability is only a marginal and sporadic event embedded in nearly neutral waves. Accordingly, it is argued that the observed motions are interfacial waves at the inversion base level, the amplitude and wave vector azimuth of which are controlled by the vertical wind shear.

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Ondes de gravite interfaciales marginalement instables dans la couche limite planetaire

Résumé Des ondes de gravité interfaciales progressives sont étudiées à l'aide de deux avions dans la couche limite planétaire. Les spectres des vitesses et de la température fournissent les directions et vitesses de propagation. La comparaison des résultats aux profils verticaux du vent et de la température montre que ces ondes sont marginalement instables sous l'effet du cisaillement vertical du vent.

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IOPG, 12, avenue des Landais - 63001 Clermont-Ferrand Cedex.

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Complexe Scientifique des Cézeaux BP 45 - 63170 Aubiere.     

Recent changes in smoke/haze events in Phoenix,Arizona

Summary The recent explosive population growth in Phoenix, Arizona is forcing policy-makers to develop an increased understanding of air quality meteorology in the desert setting. In this investigation, the long-term smoke/haze data base from Phoenix is analyzed to determine the magnitude of temporal changes in smoke/haze frequencies and durations. The results reveal no changes in smoke/haze frequency and intensity, but significant increases in the duration of these events. The findings appear to be related to the impact of the growing urban heat island on the structure of local inversion layers. The results suggest a link between urban-induced temperature and wind changes and air quality levels within a growing metropolitan area.

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Zusammenfassung Das zuletzt explosive Bevölkerungswachstum in Phoenix/Arizona zwingt Politiker dazu, der Meteorologie der Luftbeschaffenheit im Wüstenraum gesteigerte Aufmerksamkeit zu widmen. In vorliegender Studie werden die Langzeitdaten von Rauch/Dunst in Phoenix analysiert, um das Ausmaß zeitlicher Veränderungen in Häufigkeit und Dauer des Auftretens von Rauch/Dunst zu bestimmen. Die Ergebnisse zeigen, daß sich zwar die Häufigkeit und Intensität von Rauch/Dunst nicht geändert haben; wohl aber die Dauer ihres Auftretens. Diese Ergebnisse scheinen auf einen Einfluß der wachsenden urbanen Wärmeinsel auf die Struktur der örtlichen Inversionsschichten hinzuweisen. Die Resultate lassen auf einen Zusammenhang zwischen städtisch bedingten Temperatur-und Windveränderungen und unterschiedlicher Luftqualität über wachsenden städtischen Ballungsräumen schließen.

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With 2 Figures     

Frequency of fronts in the Northern Hemisphere

Summary It is pointed out that there are two distinct ways of defining the frequency of the occurence of fronts. Tables and charts are presented showing frontal frequency during winter and summer for the greater part of the Northern Hemisphere, the values being based on daily synoptic charts for a period of ten years.The variation of average frequency of fronts with latitude is illustrated graphically, and it is shown to have a significant relation with the average temperature and pressure gradients.

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Zusammenfassung Es wird gezeigt, daß es zwei verschiedene Arten gibt, die Häufigkeit des Vorkommens von Fronten zu definieren. Es werden Tabellen und Karten mitgeteilt, die die Häufigkeit von Fronten während des Winters und Sommers für den größeren Teil der nördlichen Halbkugel zeigen; diese Werte gründen sich auf tägliche synoptische Karten über eine Periode von zehn Jahren. Die Änderung der mittleren Häufigkeit von Fronten mit der Breite wird graphisch dargestellt, und es wird gezeigt, daß eine eindeutige Beziehung zu dem mittleren Temperatur- und dem mittleren Druckgradienten besteht.

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Résumé On montre qu'il y a deux façons de définir la fréquence d'apparition des fronts. Des tables et des cartes illustrent la fréquence des fronts pendant l'hiver et l'été pour la plus grande partie de l'hémisphère nord; ces valeurs résultent de cartes synoptiques journalières s'étendant sur une période de dix ans. La variation des fréquences moyennes des fronts en fonction de la latitude est représentée graphiquement. Il existe une relation nette avec les gradients moyens de température et de pression.

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With 5 Figures.     

Statistische Untersuchung der Inversionen im Luftraum über Wien

Zusammenfassung Der Untersuchung liegen die Ergebnisse täglicher bis in die Stratosphäre reichender Radiosondenaufstiege von 3 Uhr und 15 Uhr MGT aus den Jahren 1952 bis 1956 zugrunde. Für jeden Termin und für jeden Monat werden die Häufigkeiten der Inversionen in der Troposphäre in Abhängigkeit von der Höhenlage der Untergrenzen für alle Inversionen und gesondert für die untersten Inversionen angegeben und die Besonderheiten der Jahresgänge der Inversionshäufigkeiten und ihrer Änderung mit der Höhe eingehend diskutiert. Es wird auch angeführt, wie oft in jedem Monat gleichzeitig mehrere Inversionen übereinander vorkommen. Eine Abbildung zeigt, daß der übergang von großen Inversionshäufigkeiten in den untersten 3000 m im Winterhalbjahr zu kleinen Inversionshäufigkeiten im Sommerhalbjahr fast sprunghaft vom März zum April erfolgt, während der Wiederanstieg der Inversionshäufigkeit im Herbst etwas langsamer vor sich geht und sich auf die Zeit vom September bis zum November erstreckt. Zur Charakterisierung der Mächtigkeit der Inversionen werden für jeden Monat und für beide Termine für alle Inversionen und gesondert für die untersten Inversionen auch die Häufigkeiten der verschiedenen Schichtdicken der Inversionen mitgeteilt und ihre Änderungen im Laufe des Jahres wie auch die Häufigkeiten der verschiedenen Schichtdicken in Abhängigkeit von der Höhenlage der Untergrenze der Inversionen besprochen. Die Häufigkeit der Inversionen mit Schichtdicken kleiner als 400 m zeigt keinen ausgesprochenen Jahresgang, während die Inversionen mit Schichtdicken über 400 m im Winterhalbjahr viel häufiger vorkommen als im Sommerhalbjahr, wobei die Abnahme der Häufigkeit wieder vom März zum April fast sprunghaft erfolgt, die Zunahme der Häufigkeit dieser Inversionen im Herbst sich aber in einem langsameren Anstieg vom August bis Oktober erstreckt. Zur weiteren Charakterisierung der Struktur und der Mächtigkeit der Inversionen werden Häufigkeitsverteilungen der Temperaturdifferenzen zwischen Ober- und Untergrenze der Inversionen und die Abhängigkeit dieser Häufigkeitsverteilung sowie der Häufigkeitsverteilungen der Temperaturgradienten in den Inversionsschichten von der Höhenlage der Inversionen wiedergegeben und die Temperaturdifferenzen zwischen Ober-und Untergrenze der Inversion zur Dicke der Inversionsschichten in Beziehung gesetzt.

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Summary The present investigation is based upon daily radio soundings, reaching the stratosphere, at 0300 and 1500 GMT in the years 1952 through 1956. The frequency of inversions in the troposphere and its dependence on the height of their lower boundary is given for all inversions at each observation time and month. The same is given for the lowest inversions only. The pecularities of the annual variations of the inversion frequencies and their variations with height are discussed in detail. Further, the frequency of multiple inversions is stated for each month. The transition of inversion frequencies in the first 3000 metres from high values in the winter semester to low values in the summer semester occurs almost discontinuously between March and April, and is shown in a graph. The increase of the inversion frequency between September and November is somewhat slower. The vertical extent of inversion layers for each month and observation time is given for all inversions and, separately, for the lowest inversions only. The frequencies of the vertical extent of inversion layers and their variations during the year as well as their dependence on the height of the lower boundary of the inversions are discussed. The frequency of inversions with a thickness less than 400 metres shows no pronounced annual variation, and the inversions with a thickness greater than 400 metres are much more frequent in the winter than in the summer. There is a sudden drop of frequencies between March and April and a more gradual increase between August and October. A further characterization of the structure and vertical extent of inversions is given by the frequency distributions of temperature differences between upper and lower boundary of the inversions. These frequency distributions as well as the frequency distributions of temperature gradients within the inversion layer and their dependence upon the height of the inversion are presented. Finally the relations between temperature difference from upper to lower boundary and thickness of the inversion are discussed.

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Résumé Les résultats des radio-sondages quotidiens de 3 h. et de 15 h. (1952–1956) ayant atteint la stratosphère forment la base de cette étude qui examine la fréquence des inversions troposphèriques en fonction de leur altitude et de leur réparition au cours de l'année et qui recherche avec quelle fréquence ces inversions sont multiples. Les nombreuses inversions hivernales au-dessous de 3000 m. se raréfient brusquement de mars à avril, tandis qu'elles augmentent de nouveau, mais propgressivement, de septembre à novembre. L'importance des inversions est mise en évidence par leur épaisseur dont l'auteur étudie la répartition de fréquence en fonction de l'époque de l'année et de l'altitude. Les inversions d'épaisseur inférieure à 400 m. présentent une fréquence à peu près constante au cours de l'anné, tandis que celles qui ont plus de 400 m. sont nettement plus fréquentes en hiver; là aussi le passage du régime hivernal à celui d'été se fait brusquement de mars à avril, et le passage inverse d'août à octobre, progressivement. Enfin les différences de température entre la base et le sommet de l'inversion ainsi que le gradient vertical de température dans l'inversion sont considérés en fonction de leur altitude; l'écart de température base-sommet est également examiné par rapport à l'épaisseur de l'inversion.

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Mit 2 Textabbildungen     

Ice‐floe collisions interpreted from acceleration data during LIMEX ‘89

Abstract

Wave‐induced ice motions measured during the Labrador Ice Margin Experiment (LIMEX ‘89) were interpreted to determine the cause and the frequency of collisions between floes. The LIMEX acceleration data were acquired with an optimal resolution near the predominant wave frequency and did not contain information above 0.5 Hz. It was therefore possible to establish the frequency of collisions, but not the magnitude of the events. Events were defined by any contact between floes in a wave cycle, and the distribution of times between events indicates that floes are more likely to collide in adjacent wave cycles than if the events were independent. Periods of continuous and intermittent collisions were related to the wave characteristics, and the frequency of events increased with a decrease in air temperature and an increase in local wind speed. Contrary to expectations, there was not a positive relation between collision frequency and wave amplitude.     

The semidiurnal air-temperature variation and the solar air tide

The world wide distribution of the semidiurnal variation of the surface air temperature is analyzed, separately for the standing and the migrating temperature wave. The results of this analysis are applied to a discussion of the semidiurnal pressure wave. It is shown that the form of the observed standing semidiurnal pressure wave is such as would be expected on the basis of the resonance theory, including a term which is antisymmetrical to the equator because of the differences in land and water distribution in the northern and southern hemisphere. An other large antisymmetrical term in the migrating diurnal temperature wave does not appear in the semidiurnal migrating pressure wave because of unfavorable resonance conditions. These results may be considered as further evidence in favor of the resonance theory of the atmospheric tides.

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Zusammenfassung Die Verteilung der Halbtageswelle der Lufttemperatur über die ganze Erde wird getrennt für die stehende und die wandernde Temperaturwelle untersucht. Die Ergebnisse dieser Analyse werden auf eine Diskussion der halbtägigen Druckwelle angewendet. Es wird gezeigt, daß die Form der stehenden halbtägigen Druckwelle dieselbe ist, die man nach der Resonanztheorie erwarten kann, einschließlich eines Terms, der wegen der Unterschiede in der Land- und Wasserverteilung auf der Nord- und Südhalbkugel antisymmetrisch zum Äquator ist. Ein ähnlich großer antisymmetrischer Term in der wandernden täglichen Temperaturwelle erscheint wegen der ungünstigen Resonanzbedingungen nicht in der halbtägigen wandernden Druckwelle. Dieses Ergebnis kann als weiterer Beweis für die Resonanztheorie der atmosphärischen Gezeiten angesehen werden.

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Résumé Une analyse de la répartition de la variation semi-diurne de la température sur toute la terre est faite séparément pour les ondes de température fixe et migratoire. Le résultat de cette analyse est appliqué à une discussion de la variation semi-diurne de la pression atmosphérique. Il est démontré que la forme de l'onde de pression fixe est semblable à celle à laquelle il faut s'attendre d'après la théorie de résonnance, y compris le terme qui est antisymétrique à l'équateur à la suite de la répartition inégale des continents et des océans sur les deux hémisphères. Un terme asymétrique semblable dans l'onde de température migratoire ne paraît pas dans l'onde de pression migratoire à cause des conditions de résonnance défavorables. Ces résultats peuvent être considérés comme une nouvelle preuve en faveur de la théorie de résonnance des marées atmosphériques.

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With 1 Figure.     

两层正压准平衡海洋模型的中纬度自由涡旋波动解

建立了具有瑞利摩擦且仅考虑大洋西海岸或同时考虑大洋东、西海岸的两层正压准平衡海洋模型,并做了解析求解,用以研究中纬度的自由涡旋波。得到的主要结论有:模型中该波动的解为波包。在仅考虑大洋西海岸时该波包的载频频率是连续谱;而同时考虑大洋东、西海岸时其为离散谱;且均有载频频率越高(周期越短)水平尺度越大的特点,对过分低频的波动,则会使准平衡的假定不再适用。模型中该波动波包载频的周期约在26天至24年。因考虑了摩擦,该波包的振幅随时间呈指数衰减,但摩擦系数的大小仅影响其衰减程度而不改变其空间结构,最终该波包振幅趋于0,故该两层正压海洋模型的解就趋于大气风场的强迫特解。模型中该波包的载频都是西传的;频率较高则西传较快,波包的特性和变形都很明显;频率低,则西传慢,其波形接近平面简谐波。在该两层正压模型中,该波动上层流场与正压模型中的流动类似,而下层海洋流动则其流速与上层海洋相同,而流向相反。该模型中该波动的性质是准平衡(准无辐散)的涡旋波,当摩擦不太大且其水平尺度在10km以上时,其性质则为准地转的Rossby波。     

Coastal-trapped waves with finite bottom friction

Coastal-trapped waves with finite-amplitude bottom friction are explored. “Finite-amplitude” in this context means that the bottom stresses are large enough to change the wave modal structure. The importance of bottom friction is measured by the nondimensional number r/(ωh), where r is a bottom resistance coefficient, ω the wave frequency and h the water depth. Increasing bottom drag causes free wave modes to adjust by having their amplitude maxima for alongshore current translate offshore to the point that, with relatively large bottom stress, the alongshore current variance is trapped entirely on the slope, even though pressure variations remain substantial right up to the coast. In conjunction with these adjustments, wave frequency, hence propagation speed, varies and the wave damping is usually less than would be expected based on a weak-friction perturbation calculation. Stronger density stratification increases wave damping, all else being the same. A mean alongshore flow can strongly affect modal structure and wave damping, although general trends are difficult to discern. Results suggest that bottom friction may cause an observed tendency for lower frequency alongshore current fluctuations to become relatively more important with distance offshore.     

Die dritteljährliche Luftdruckwelle auf der Nordhalbkugel und höhere Harmonische

Zusammenfassung Parameterfreie statistische Tests werden zur Untersuchung der Struktur des Luftdruckjahresganges angewendet. Es läßt sich im Luftdruckgang eine stehende und eine fortlaufende dritteljährliche Welle nachweisen, die über die Nordhalbkugel verfolgt werden. Eine, von einigen Autoren angenommene, 16,5tägige persistente Welle erweist sich als quasipersistent. Sie wird im Winter vor allem über Mitteleuropa beobachtet.

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Summary Statistical nonparametric tests have been used to analyze the structure of the annual pressure variation. There are a one third year standing wave and a similar progressive wave; the behaviour of these pressure waves on the northern hemisphere is described. It is shown, that a pressure wave of 16,5 days, which is supposed by some authors to be persistent, is in fact quasipersistent. It is chiefly observed in winter over Central Europe.

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Résumé L'auteur se sert de tests statistiques exempts de paramètres pour étudier la structure des variations annuelles de la pression atmosphérique. Il constate alors l'existence d'une onde stationnaire et d'une onde mobile de la pression, ondes dont la fréquence est d'un tiers d'année. Ces deux ondes se propagent sur tout l'hémisphère nord. L'auteur fait en outre remarquer que l'onde de pression de 16,5 jours, admise comme permanente par quelques auteurs, n'est, en réalité, que quasipermanente. On la rencontre surtout en hiver sur l'Europe centrale.

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Mit 11 Textabbildungen     

Frequency and directional evaluation of the ocean data gathering program (ODGP) wave spectra at Hibernia

Abstract

The frequency and directional wave‐modelling capability of the Ocean Data Gathering Program (ODGP) deep water spectral wave model is assessed through comparison with WAVEC data gathered at Hibernia. Both qualitative and quantitative analyses indicate better agreement with observations during storms and with the wind‐driven component of the wave spectra. There is statistically poor modelling of the swell. A coherence analysis on derived wave vectors indicates that the ODGP model does not simulate geophysical variability with time‐scales less than about 30 h for overall spectral energy and less than 24 h for wave energy of frequency greater than 0.6 rad s^?1 (0.095 Hz). The signals associated with swell waves are incoherent at nearly all time‐scales.     

1961-2012年黑龙江省寒潮气候特征

利用1961-2012年黑龙江省62个气象站逐日平均气温及日最低气温,定义黑龙江省单站寒潮,并着重分析了黑龙江省寒潮发生频次的时空变化特征。结果表明：近52 a黑龙江省寒潮频次明显减少,寒潮频次的多少与地形的分布特点一致,山区半山区等高寒地带发生寒潮的频次明显多于平原地区。寒潮在11月和12月发生的最多,9月最少,冬季的寒潮频次明显比春季和秋季多。近52 a春季、秋季和冬季寒潮频次基本为减少趋势,而大兴安岭地区秋季寒潮频次呈增加趋势。     

正压准地转模式中大地形作用下的低频波

利用包含大地形和常速纬向基本气流的正压准地转位涡度方程,研究了大地形对低频波激发的作用,结果表明,起作用的地形因子主要是地形的最大高度和地形坡度。地形最大高度的作用主要是使Rossby波趋向低频,而地形坡度的作用主要是对Rossby波的稳定性起决定作用,同时适当的地形坡度也可导致低频波的形成。而常速纬向基流在总体上的作用是使波动变得趋向低频,且西风基流更有利于低频（30～60天）波的形成。从纬向波数上看,纬向3波以上的波动更容易出现低频（30～60天）。