地球斜压大气纬圈平均运动特征的振动

本文为自各向异性半涡旋观点研究大气纬圈平均运动特征的中期振动奠定基础。     

纬圈平均大气运动特征的振动

本文考虑高度非线性的大气中期运动是一种准涡旋运动,引用了准涡旋观点和方法来处理二维无辐散和三维运动方程,即在开始时保留涡旋项,而在对方程进行纬圈平均后,去掉一些涡旋项,得到了某些大气运动特征如西风指数、纬向动量和涡度的经向输送的纬圈平均值等的变化或摆动的振动方程,并求出谐波解。振动周期决定于经向动能二倍的纬圈平均值的平方根(v~2)~(1/2)。基本周期约二十天左右。 所得结果可能对极端复杂的大气运动总有出现中期振动的趋势和精致设计的圆盘模拟实验出现摆动的事实,提供某种程度的动力学解释,同时也可能对中期预报的实践提供一些依据。 本文的主要科学目的,是想指出对极端复杂的大气中期过程还是可能用线性理论来研究其某些特征的。     

地球斜压大气纬圈平均运动特征的振动(二)——各向异性准涡旋运动

本文是文[3]的一个续篇,以简单的水平动能各向异性假定替换文[3]中的各向同性假定。结果是纬圈平均运动特征随纬度的分布由勒尚德多项式改为车贝雪夫多项式。在较一般的水平动能各向异性分布情况下,葛根保尔多项式代替了车贝雪夫多项式。其随时间的变化仍是谐波振动。其他结论与文[3]基本相同。 这反映线性理论在大气宏观中期过程的研究工作中,还有较大的潜力可供开发。 本文为以实际资料检验准涡旋运动观点作了准备。     

对谢义炳教授关于大气纬圈平均运动研究的评论

谢义炳教授从1980年到1982年,在《气象学报》上先后发表了“纬圈平均大气运动特征的振动”(以下简称H_1)和“斜压大气纬圈平均运动特征的振动”(以下简称H_2)。经过阅读,我认为这两篇论文存在着一些问题,不能不加以评论。     

东亚低纬地区局地Hadley环流特征及其与大气臭氧的关系

利用1975—2008年NCEP/NCAR的逐月平均风场资料及1975—2001年ECMWF的逐月多层臭氧质量混合比资料,用大气环流三维分解方法研究了东亚低纬度地区之局地Hadley环流的结构及年代际演变特征,分析了该区域局地Hadley环流异常时对应大气臭氧的空间距平分布。研究结果表明:(1)东亚低纬度地区局地Hadley环流既与纬圈平均Hadley环流具有明显的季节变化,但又具有明显区别于纬圈平均Hadley环流的自身结构特征:除冬季存在明显向南、向北输送的两闭合环流圈外,局地Hadley环流在其余季节均以向南输送为主;(2)该局地Hadley环流具有不同于纬圈平均Hadley环流的年代际演变特征,在整个研究时段上以振荡变化为主,并没有表现出象纬圈平均值那样明显的增强趋势;(3)区域赤道上空平流层20～50 hPa大气臭氧的正负距平异常中包含有局地Hadley环流的异常信息:当局地Hadley环流异常强时,区域赤道上空20～50 hPa大气臭氧有一显著负距平异常中心,反之亦然。     

海陆分布和地形对大气垂直环流影响的诊断研究

本文利用GFDL10年平均的气候资料,分析了海陆分布和地形对大气中经圈和纬圈垂直环流的影响。文中提出了用运动学方法分别在P和σ坐标系中计算大气垂直运动ω或W的新方法。讨论了欧亚非洲季风的垂直环流特征,并与非季风区相应垂直环流围进行了比较。结果表明,在具有明显南北向海陆差异的经度上（如欧亚大陆所在处）,垂直的季风经圈环流具有较大的强度,且有明显的季节变化。而在只有海洋的经度上,垂直经圈环流较弱,季节变化不明显。在纬圈方向,垂直环流圈在海陆差异较大的北半球中高纬度带也比海陆差异较小的低纬和赤道地区复杂得多。地形的作用迭加于海陆热力差异的作用之上,加强了地形区和自由大气间的热力差异,使青藏高原和落基山脉所在的经度带内的垂直环流圈变得更加复杂,季节变化更明显。     

青藏高原及周围地区的平均垂直环流特征

为得到青藏高原及周围地区平均垂直环流的图像,更好地理解该地区的降水气候,利用美国NCEP/NCAR1961～1990年30年平均的ω、u、v、z等再分析格点资料,计算分析了该地区的平均垂直运动场和经、纬圈环流图,分析了它们的年变化特征和可能的原因.结果表明,该地区冬、夏半年的平均垂直运动场和经、纬圈环流有很大的年变化;揭示了夏季在西北干旱区和华北半干旱区分别存在干旱和半干旱经圈环流,夏季在高原325°N以南还存在巨大的向西纬圈环流等事实;也指出高原大气热源强度的年变化与随后高原及周边地区平均垂直环流的年变化联系密切.高原及周围地区的平均垂直环流特征也能较好地解释各地的降水气候.     

瞬时经圈环流与西风带环流变化的关系

用一九七六年冬半年八个个例,对纬圈平均非热成风,瞬时经圈环流和西风带环流变化的关系进行了个例分析和统计分析。指出。当纬圈平均非热成风产生率为较大的负值时,出现逆瞬时经圈环流,并有利于长波的阻尼和纬向环流的维持或加强;反之,当为正值时,出现正瞬时经圈环流,并有利于长波的发展和纬向环流的减弱或崩溃。对于上述关系,本文还从物理上进行了初步的讨论。     

青藏高原对东亚纬向型环流形成的动力作用

本文用大气环流的气候资料,指出东亚地区纬向型环流较多。利用原始方程数值模拟和简单的理论分析讨论了形成区类环流特征的动力机制;并指出东亚纬向型环流比北美多,可能是与青藏高原和洛矶山高原的地形强迫性动力作用的特点不同有关。     

北半球低纬度经圈环流特征及其与臭氧场的变化

本文通过分析北半球低纬度对流层上部多年平均实测风的经向分量,粗略地揭示了低纬度经圈环流沿纬图方向的分布及其季节变化特征;用统计分析的方法讨论了低纬度经圈环流强度和沿纬向分布的季节变化与中高纬度臭氧场含量和经纬向分布的季节变化关系;揭示了秋冬季低纬度海洋加热场与冬春季中高纬度臭氧加热场的相互联系和作用过程。     

云水酸化数值模式计算

假定形成在硫酸、硫酸盐和硝酸盐核上的云滴,溶解酸、碱性气体在很短时间达到气—液平衡,进行了云水酸度的数值模式计算。计算结果表明,云水酸化不仅与云空气中酸、碱性气体和气溶胶粒子组分的初始浓度有关,而且还与云含水量有关。     

ON DIAGNOSTIC ANALYSIS OF ENERGY FIELDS OF EXPLOSIVE ENHANCEMENT OF TYPHOON OFFSHORE

The energetics process of offehore typhoon in three kinds of explosive enhancement (T_EE) are ana lyzed using ECMWF data. The results are as follows: (a) During the explosive development process,the enhancement of the rotational kinetic enersy (K_W) is mainly in the lower troposphere while that ofthe potential energy (PE) is in the upper troposphere. The magnitude of rotational kinetic energy islargely bigger than that of divergent enersy (K_Χ). (b) The environmental energy advected into the typhoon was about 30% of the internal increment of typhoon energy. The magnitude of energy was an order larger than increment of typhoon energy. (c) Among those three kinds of explosively developed typhoon, the enersy transformation mechanisms are different. (d) The influence of environment fields onabrupt intensification of typhoons couldn't be overestimated.     

MEASUREMENTS OF THE ABSORPTION COEFFICIENT OF ATMOSPHERIC AEROSOLS

This paper discusses the measurement of the absorption coefficient of atmospheric aerosols and its measuring system based on the principle of integrating plate. Measurements in Beijing show that the absorption coefficient of atmospheric aerosols in the heating period varies in a range of 10^-3 to 10^-4 m^-1 and in the non-heating period, its values are near 10^-4m^-1.     

MEASUREMENT OF pH AND CHEMICAL ANALYSIS OF RAIN WATER IN RURAL AREA OF INDIA

Large number of rain water samples, at 7 rural locations in the semi-arid region of the DeccanPlateau were collected during 4 consecutive monsoon seasons (1979-1982).pH, conductivityand the major ionic components (C1~-, SO_4~= , NO_3~- , NH_4~+ , Na~+, K~+, Ca~(++), Mg~(++) of the abovesamples were determined. The pH of rain water was found to be highly alkaline and the valuesvaried from 6.4 to 7.8. Soil-oriented elements showed good correltioan (r~0.6) with pH valuesof rain water. The high concentration of soil-oriented elements, specially Ca~(++), is found to play animportant role in neutralizing the acidity of rain water and maintaining high alkaline pH. The studysuggested that the contribution of atmospheric aerosol of natural sources (sea and soil) to thechemical composition of rain water is more than that of anthropogenic origin.     

大气气溶胶吸收系数的测量

本文讨论了大气气溶胶吸收系数的测量,并介绍了我系根据毛玻璃屏积分法设计的测量系统。根据在北京中关村地区取样观测的结果,在采暖期,气溶胶吸收系数变化于10~(-3)—10~(-4)m~(-1)之间,而在非采暖期,其值约为10~(-4)m~(-1)量级。若利用当量碳的概念,则在采暖期当量碳浓度占气溶胶总浓度的50—60％,而在非采暖期,其比例为30—37％。     

OBJECTIVE CLASSIFICATION OF THE TRACKS OF TROPICAL STORMS IN THE BAY OF BENGAL

An objective analysis of tropical cyclone tracks is performed, with which the tracks of 131 tropical storms (TSs) in 1972-2011 are separated into three types that move west-, north- and northwestward, denoted as Types A, B and C, respectively. Type A (21 TSs and 16% of total) has the origin in the southwestern Bay of Bengal, with the TS in a unimodal distribution as its seasonal feature, occurring mainly in autumn; 18 of the 21 TSs (taking up 90%) land mostly on the western Bay coast (west of 85°E); 5% of Type-A TSs attains the wind speed of >42.7 to 48.9 m/s. Type A has little or no effect on Tibet. Type B (74 TSs, 56.6% of the total) has its preferable origin in the central Bay of Bengal, with the TS in a bimodal distribution as its seasonal pattern. This type denotes the travel in the north in spring, with the landfall of 67 of the 74 TSs (accounting for 91%) mainly on the middle coast of the Bay (85° to 95°E), and 19% of the TSs reaching the wind velocity of >42.7 to 48.9 m/s, which exert great effect on Tibet and it is this TS track that gives strong precipitation on its way through this region. Type C (36 TSs, 27.5% of the total) has its main origin in the southern part of the bay, and these TSs are formed largely in autumn, moving in the northwest direction, and 23 of the 36 TSs (64%) land mostly on the western Bay coast, lasting for a longer time, with almost no impact upon Tibet.     

中国地区太阳总輻射的空間分布特征

本文評述了以前計算太阳总輻射的各类經驗公式。根据我国26个日射站(1957年7月到1960年底)的实測资料,按B.H.烏克拉英采夫方法确定了我国緯度20°—50°地区每2.5°緯距晴天状况下月总輻射的緯度平均值和月总輻射的計算公式.根据我們的公式計算了136个地点的年、月总輻射值.利用上述实測的和計算的资料繪制了中国地区年、月总輻射值分布图,并对年和月的总輻射空間分布特征进行了討論。     

2009 年我国汛期降水形势总结与三个常用模式预报效果检验

利用实况24小时降水、形势场资料及T213、T639、Japan模式降水、形势场的预报资料,对2009年汛期(5-9月,下同)中国降水时空分布进行分析,并对T213、T639、Japan三个常用模式对2009年汛期的天气形势、降水及其影响系统的预报做主客观检验,以期得出2009年汛期降水分布特点及三个模式的降水预报效果对比.结果表明:(1) 2009年汛期华南地区降水量为全国之最,长江中下游和西南东部地区其次,东北和华北地区再次.(2)从TS评分看,Japan模式的小雨～大雨量级评分较高,T639模式暴雨～大暴雨量级评分较高；T213模式对华北地区暴雨、大暴雨量级降水预报评分高于Japan和T639模式.(3)从降水预报偏差看,T213模式对华北预报明显偏强,T639模式对华北预报强度较为适中,两模式对其他区域中等以下强度降水预报偏强,对强降水预报偏弱；T639对中等以下强度降水预报偏强程度明显小于T213,而对强降水除华南和东北区域外,预报偏弱程度明显大于T213；Japan模式预报偏差随降水量级增大而减小,对大雨以上各量级预报均明显偏弱,且偏弱程度明显大于T213、 T639.(4)由代表性形势场预报检验结果可知,除T213对500hPa高度场、850hPa温度场预报效果好于其他两模式外,各模式预报效果相差不大.(5)三个模式对500 hPa副高总体预报偏东、偏北、偏强,但Japan预报效果明显好于T213、T639.(6) T639模式对台风和低涡的预报相对较好,T213较差.     

STUDY OF ANOMALOUS SST FIELD IN TROPICAL PACIFIC IN PRECEDING YEARS OF TWO PATTERNS OF ENSO EVENTS

Analyzing the anomalous field of SST over the tropical Pacific for two kinds of ENSO events after 1956. we find that in the preceding year before the eastern pattern of El Nino event there is the La Nina event and large negative anomalies of SST in the tropical central and eastern Pacific; the preceding year before the eastern pattern of La Nina event witnesses the prevalence of the El Nino event and large positive anomalies of SST in the same waters: the preceding year before the central patterns of the El Nino (La Nina) events are generally marked by significant positive (negative) SST anomalies in central/western (eastern) tropical Pacific. The fields are just the opposite for two patterns of ENSO events. For waters in the warm pool in the western tropical Pacific, the central (eastern) pattern of El Nino event is with a warm (cool) preceding year of the pool. The warmer conditions in the western Pacific warm pool are a necessity for the occurrence of the central pattern of El Nino event.     

一个孟加拉湾低压动能收支的研究

本文用1979年夏季风试验时期(MONEX)得到的专门观测资料计算了孟加拉湾地区一个季风低压的能量收支,得到(1)无辐散风动能制造项是低压的主要动能制造项。在整个低压生命期,平均无辐散风动能制造为7.40瓦/米2,辐散风动能制造为0.67瓦/米2。这表明正压能量制造过程的重要性;(2)对于扰动动能收支,斜压能量转换和正压能量转换都有重要作用。另外通过边界通量,低压总是从环境得到扰动动能的。