大气动力学方程组在有地形的离散格点模式中的一般形式

本文利用差微差一致性坐标变换原理和公式,将高度(z)坐标系中的大气动力学方程组变换到具有最一般意义的n坐标系中,然后设η即为气压p或无量纲地形坐标σ,从而导出了相应坐标系中具有二阶精度的大气动力学微分或差分方程组。文中还指出,通常所用的p坐标系和σ坐标系经典动力学方程组只具有一阶精度,因此,它们的简单中央差形式的差分方程组在具有高而陡的大地形的数值模式中常常造成很大的计算误差。     

广义涡度与位势涡度守恒定律及其应用

在文中推得了广义涡度守恒定律,并利用此定律在一般情况下求得了广义位势涡度定律。它放宽了最初Ertel的位势涡度定律的限制条件。并对涡度拟能、螺旋性守恒定律的物理意义作了讨论,这些定律能够描述大气运动的重要动力学性质。     

侧向边界条件处理方式对局部地区数值天气预报误差的影响

在[1]中,已以最简单的正压模式为例,根据守恒定律构造了差分格式,并证明在一定条件下,这些格式都是可以预报的,其可预报期的长短则与格式参数、粘性系数、初始条件观测误差,计算舍入误差和大气变化剧烈程度等因素有关。在[2]中,还分析了侧向边界     

提高差分与微分逼近程度的一个新方案

利用电子计算机进行数值天气预报或者进行一些物理量如散度、涡度等的计算时,通常采用差分方法即以差分来代替微分,由于差分与微分之间存有一定的误差,这就不同程度地影响到计算的精确性。本文利用最优逼近的方法,提供了一个改善差分与微分逼近程度的新方案,它较通常的三点中心差或四阶精度差分格式提高了精确度。这个方案可以用于日常的物理量的计算及数值预报中去。     

动力气象学和天气实践的关系

动力气象学又叫理论气象学,包括大气热力学和大气动力学两部份,是一门以数学物理学为基础,研究地球大气运动的规律的学科。这门学科中所确立的规律乃是天气学的理论基础,在天气实践中一直有广泛的应用:如表示气压和高度的微分关系的静力公式或其相当的积分关系的压高公式长时期在天气实践中被用于在温度层结已知的条件下,由气压确定高度或根据高度确定气压。     

大气系统中的熵

本文以质量和能量守恒定律及局域平衡假设为依据,定义了相变亲合势,导出了大气系统的熵演化方程。     

大气动力学方程组的定性理论及其应用

基于完整的湿大气动力学方程组,利用无穷维动力系统的新理论和新方法,系统讨论了强迫耗散的非线性大气系统的定性理论及其应用。将完整的强迫耗散非线性湿大气动力学方程组化为Hilbert空间中一个等价的算子方程,研究了算子的性质及其物理意义,在此基础上得到湿大气系统全局吸引子的存在性定理,揭示出系统向外源的非线性适应特征,并把结果推广到有地形动力作用和非定常外源强迫的情形。同时探讨了大气方程组惯性流形的存在,大气多平衡态产生的根源以及强迫、耗散和非线性对系统解的渐近行为的影响。在理论结果的基础上,提出强迫耗散的非线性动力系统中存在三类时间边界层、方程组简化准则、分解算法的算子约束原则以及支撑吸引子基底的少数自由度的构造方法,探讨了理论在非线性发展方程差分格式的设计和计算稳定性分析、多平衡态的数值分析、数值模式延伸预报的改进、短期气候预测以及一类中尺度系统分析与预测中的应用,指出描述长期过程动力学模式的必备条件,给出初值与模式相协调的合理解释。最后,对今后的研究方向作了展望。     

晴空回波的大气风温湿结构及双偏振雷达参量分析

晴空回波有助于认识大气的风温湿结构,双偏振多普勒天气雷达为探测晴空大气提供了丰富信息。本文以2015年夏季南京信息工程大学C波段双偏振雷达探测的晴空回波为例,结合探空资料分析大气风温湿结构及晴空回波的影响因素,分析了晴空大气的反射率因子Z、径向速度Vr以及差分反射率因子ZDR回波特征。研究表明:大气温、压、湿梯度造成折射指数分布不均以及背景风场引起的湍流增强,均可造成晴空回波,其回波机理为湍流散射;差分反射率因子受到多普勒效应的影响;在风场及大气湍团干湿特性不同的情况下,晴空回波的差分反射率因子呈现不同的特征。研究结果有益于深入认识大气风温湿结构特征对雷达电磁波的散射的影响以及雷达资料质量控制。     

强迫耗散非线性发展方程显式差分格式的计算稳定性

基于计算准稳定的概念来分析强迫耗散非线性方程显式差分格式的计算稳定性，给出强迫耗散非线性大气方程组显示差分格式计算准稳定的判据，为设计强迫耗散非线性大气方程组计算稳定的显式差分格式提供了新的思路和理论依据。     

几十年来大气环流与大尺度动力学的研究进展及2000年研究展望

一、大气环流与大尺度动力学的研究进展近几十年来,国际上关于大气环流与大尺度动力学的研究取得很大进展。一方面由于观测技术的提高使得全球大气环流的观测资料不断增多,不断揭示出许多大气环流规律;另一方面由于数学、物理学,特别是计算机与计算数学的蓬勃发展,使得大气环流与大尺度动力学从一种简单、定性论述的学科变成一种比较严格的数理学科。大气环流与大尺度动力学是气象学上一对孪生兄弟,大气环流的发展不断提出动力学问题,而动力学的重大突破加深了人们对大气环流的认识。大气环流应包括两个部分:一是从整体来看全球大气的运动形态、运动特征及其物理机制;二是它的各个组     

南方上半月连日阴雨 北方下半月气温偏高——2002年5月

今年 5月 ,与常年同期相比 ,除东北大部、华北北部、华南东部、内蒙古东部和南疆大部等地降水明显偏少外 ,我国其余大部地区降水偏多或接近常年。本月全国大部地区气温接近常年或偏低 ,其中黄淮西部、江淮大部、西南地区东部、湖北和湖南北部等地的气温偏低 1～ 2℃ ,东北和华南东部沿海偏高 1～ 2℃。本月有一个热带风暴生成。1　天气概况5月份降水量 ,西南东部地区、黄淮大部及其以南地区在 10 0ｍｍ以上 ,其中江南及重庆大部、贵州大部、云南西南部、广西、广东中部等地一般有 2 0 0～ 330ｍｍ ,局部地区达 330～ 4 70ｍｍ ;东北、华北、…     

青藏高原地表热力异常与我国江淮地区夏季降水的关系

利用NCEP/NCAR再分析月平均资料和中国160站降水资料，分析了1951～2000年间5月青藏高原主体、高原东部和高原西部（90°E分界）地表温度的变化特征及其与江淮地区夏季降水的关系。结果发现:在研究高原热力异常对我国江淮地区夏季降水的影响时，要考虑到高原热力状况的空间差异对其的影响。相关分析发现，与高原主体和高原西部相比，高原东部地表温度变化对7月江淮地区的降水有更好的指示性。高原东部和其以北区域的大尺度热力差异比高原本身的热力异常对江淮地区夏季降水有更好的指示意义，可以作为我国江淮地区夏季降水的一个预报因子。     

Fluctuations in the length of the growing season in Minnesota

Fluctuations in growing season length and in the dates of the last spring freeze and first fall freeze between 1899 and 1982 were studied for five rural Minnesota stations with long, high quality records. A general increase in growing season length was found, but there was substantial variation in the pattern of fluctuations among the stations. The increase in growing season length is not clearly and uniformly related to changes in the dates of first and last freezes. The interannual variability of growing season duration is on the order of the increase in duration so that the change would not be readily apparent to a casual observer. Our results do not correspond well with certain other studies of growing season length nor with fluctuations in hemispheric mean temperature. We conclude that extreme care must be used in extrapolating results of growing season length studies in space and in relating them to mean temperature fluctuations.     

鲁中山区东北部丘陵地区霜冻特征分析

利用临朐县1980-2008年29年间作物生育季节3—11月的所有“黑、白”霜观测记录,对鲁中山区东北部丘陵地区霜冻进行统计分析。结果表明,鲁中山区东北部丘陵地区霜冻有明显的地域特征,即霜冻危害较重的季节在3—4月份;霜冻类型以辐射霜冻为主;霜冻发生的气候特征与当地地形地貌密切相关;从而为鲁中山区东北部丘陵地区霜冻的预测预报提供可靠的依据。     

朝霞堡状云晚霞浓积云与雷雨的关系

1引言根据实践经验,把测到的地方性云类与天气的关系联系起来,然后用天气学、气象学的基础知识,论述地方性云类出现特征与天气变化规律及在预报中应注意考虑的几个问题,对于制作单站和区域性天气预报有一定的参考意义。     

近十年中国海效应降雪研究进展

海效应降雪的发生发展机制与内陆地区降雪有明显区别。中国渤海中东部、渤海海峡、黄海、东海海面及其沿海地区均可产生海效应降雪,以山东半岛的烟台和威海地区最为显著。从各海域海效应降雪的分布特征、渤海海效应暴雪的多尺度作用、地形对渤海海效应暴雪的影响、海效应降雪的研究资料、方法和数值预报检验等5个方面总结了近十年中国海效应降雪的主要研究进展,旨在进一步加深对海效应降雪的理解和认识。并针对当前预报业务难点和研究的薄弱环节提出了未来的研究重点。     

湿大气的广义位温与干大气位温及饱和湿大气相当位温的比较

实际大气既非完全是干空气,也不是处处达到饱和的湿空气,而是处于含有水汽但又不饱和的湿空气状态。基于这样一种湿大气状态,在湿大气中广义位温定义的基础上,对不同暴雨类型的广义位温与干大气的位温及饱和湿大气的相当位温做了比较。对2003年江淮流域暴雨过程、2004年华北一次暴雨过程以及2006年碧利斯台风中的位温、相当位温和广义位温分布的对比分析表明:即使是在暴雨系统中,湿空气的相对湿度也不一定达到100%,饱和湿空气相当位温的引入条件不能完全满足。而广义位温的定义用一个表达式就可以表示出于大气、未饱和湿大气以及饱和湿大气这3种大气状态的位温,位温和相当位温则是广义位温的特殊情况。当大气比湿为零时,广义位温就变成位温;当大气比湿达到饱和后,广义位温就变成相当位温。除了可以衔接干大气位温和饱和湿大气的相当位温外,广义位温包含了水汽由干到湿再到饱和的变化过程,更好地体现了大气中水汽的实际分布和变化特征。     

The Eastern Mediterranean in the 80s and in the 90s: the big transition in the intermediate and deep circulations

We present definitive observational evidence that the startling change of the Eastern Mediterranean deep circulation observed in winter 1995 and documented by [Roether, W., Manca, B.B., Klein, B., Bregant, D., Georgopoulos, D., Beitzel, V., Kovacevich, V., Luchetta, A., 1996. Recent changes in the Eastern Mediterranean deep water. Science 271, 333–335.] actually started before October 1991. This change involved not only the deep water mass pathways but also the origin and pathways of the water mass spreading in the intermediate layer. We carry out the first unified analysis of the POEMBC-O91 data set, which shows that, differently from the previous decade of the 80s, the Cretan/Aegean Sea was in 1991 the `driving' engine of the intermediate, transitional and deep layer circulations, with Cretan Intermediate Water (CIW), transitional water and Cretan Deep Water (CDW) spreading out from the Cretan Sea into the basin interior. The most important new results are: (a) the Levantine Intermediate Water (LIW) formed inside or at the periphery of the Rhodes gyre is blocked in its traditional westbound route on its density horizons σ_θ=29.05 and 29.10 kg/m³ by a three-lobe strong anticyclonic structure in the Southern Levantine, which induces a substantial LIW recirculation in the Levantine basin itself; (b) the CIW exiting from the Western Cretan Arc Straits spreads into the Ionian interior on the σ_θ=29.05–29.10 kg/m³ isopycnal surfaces, thus replacing the LIW confined in the Levantine basin. A branch of CIW flows eastward in the Cretan passage and is entrained by the Ierapetra anticyclone to flow again into the Cretan Sea through the Eastern Cretan Arc Straits; (c) on the horizons σ_θ=29.15 and 29.18 kg/m³ a transitional water mass of Cretan origin, denser than CIW, and CDW are observed to spread out massively from the Cretan Arc Straits both into the Ionian and Levantine interiors. These isopycnal surfaces rise to much shallower depths in 1991 than in 1987, increasing the salt content of the intermediate, transitional and deep layers. This leads to a massive salt increase in the Ionian below 1200 m, clearly related to lateral advection of the new denser waters of Cretan/Aegean origin, thus contradicting the hypothesis of a vertical salt redistribution proposed by Roether et al.     

Precipitation in the Venezuelan Andes in the context of regional climate

Summary Rainfall regimes are primarily unimodal in central and eastern Venezuela but bimodal (peaks in May–June and September-October-November with a minimum in July–August) in the northwest. There is a sharp transition across the Andes suggesting a topographic-circulation connection. However, a mid-summer minimum also occurs at other locations in Venezuela and Central America during individual years. This paper addresses the nature and control of the regimes including the role of large-scale circulation features and convection as indicated by outgoing longwave radiation data. Altitudinal characteristics of precipitation in the Andes and their spatial variability are also investigated. The development of the minimum within the rainy season annual cycle is shown to be related to the combined effects of the evolution of sea surface temperatures in the east Pacific warm pool and reinforced in the area of the Andes by enhanced easterlies during July and August.Abbreviations used in text ENSO El Nino-Southern Oscillation - EPWP East Pacific Warm Pool - ITCZ Inter-tropical Convergence Zone - MEI Multivariate ENSO Index - MSM Mid-Summer Minimum - NCEP National Centers for Environmental Prediction - OLR Outgoing Longwave Radiation - SOI Southern Oscillation Index - SST Sea Surface Temperature With 13 Figures     

东亚地区对流层上层大气环流年进程的研究

利用NCEP-NCAR月平均的高空风场资料,对东亚对流层上层大气环流变化的年进程进行了分析研究,发现北半球西风急流、热带东风气流、越赤道气流、南亚高压和太平洋中部存在明显的季节变化,而且它们之间这种年进程相互关联.