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相似文献
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1.
非线性正压Rossby波的精确解   总被引:1,自引:0,他引:1  
王玉清 《气象学报》1991,49(4):411-420
本文从半地转近似下的正压大气运动方程组出发,导出了非线性正压Rossby波所精确满足的KdV方程,求得了椭圆余弦波解和孤立波解,并讨论了非线性波动的波速公式及其振幅与其它波参数间的关系。同时指出,在对大气模式进行数学简化时必须尽可能保证原模式所具有的一些守恒关系,否则有可能使原问题的解受到歪曲。  相似文献   

2.
罗德海 《气象学报》1989,47(1):113-117
大气中的非线性波一直是气象学界所关心和重视的问题,Long和Benney等人最早把孤立波理论应用到大气中来,成功地解释了大气中的一些天气现象,后来我国学者巢纪平、刘式达、刘式适等又进行了这方面的研究工作,取得了一些有意义的结果。本文利用行星大气中的相当正压模式和Burger模式,在一定的条件下分别导出了它们所满足的KdV方程,  相似文献   

3.
层结大气中重力惯性波的非线性周期解   总被引:7,自引:1,他引:7  
赵瑞星 《气象学报》1990,48(3):275-283
本文在动量无辐散近似下的层结大气中,考虑密度空间分布的不均匀性引入非线性项,并假设解为行波形式,得到了一个二阶非线性系统。应用本系统不仅可以得到刘式适等(1984)所得到的一切结果,而且可以证明一次近似系统存在周期解时,非线性系统也存在周期解,且避免了应用级数展开时所带来的一些数学问题。文中还讨论了非线性系统的一系列近似解。  相似文献   

4.
张学洪 《大气科学》1984,8(1):54-65
本文是用摄动法求取正压原始方程一类非线性大尺度慢波解的二级近似的第二部分,提出了一种在电子计算机上进行某些初等函数非数值运算的方法,由此求得了二级问题中位涡度方程的解.数值试验的结果表明,所求得的二级近似是合理的.  相似文献   

5.
李贤琅 《气象学报》1985,43(4):450-457
本文应用多重尺度法研究了在旋转球面上正压大气中有限振幅扰动波包与纬向基本气流的非线性共振相互作用。首先,导出了同时包含色散效应和耗散效应的三波共振非线性耦合方程。然后,在零耗散极限和无规相位近似下,求得了不同模态波包的非线性共振耦合方程。并着重讨论了有限振幅扰动波包与纬向基本气流之间的能量输运过程。结果表明,在旋转球面上正压大气中的有限振幅扰动波包通过非线性共振相互作用能够激发出纬向基本气流,而且其能量最终都要输运给纬向基本气流,直至大气运动成为完全的带状环流为止。从而阐明了非线性共振相互作用是大气旋转适应过程的重要物理机制。  相似文献   

6.
本文利用WKB方法导出了旋转正压大气中的非线性Rossby波所满足的立方Schrodinger方程,指出在1≤m≤2的情况下,非线性Schrodinger方程具有包络孤立波解,同时我们还对大气中的包络Rossby孤立波的流场进行了计算,结果得到了阻塞高压和切断低压等结构,并且这些阻塞系统能够维持五天以上。  相似文献   

7.
黄思训  张铭 《大气科学》1990,14(3):306-316
本文论证了正压大气中非线性重力惯性波的非频散周期解存在性及找到了该波解存在条件。通常来说要得到解析解是困难的,故利用Taylor展开来得到近似解。本文给出了Taylor展开的可能性。然后在Taylor展开允许的情况下,我们得到了近似解的表达式及波速公式,给出了该波动流场与位势高度场的配置结构,并揭示了非线性效应使得波动结构变得不对称。  相似文献   

8.
从简单海气耦合相互作用的非线性方程组出发,导出描述大气和海洋运动的无量纲准地转涡度方程.对准地转涡度方程引入双时间尺度后,在准共振条件K1+K2+K3 =0和ω1 +ω2 +ω3 =Δω下,求得大气和海洋波-波非线性相互作用的2组耦合方程,其中大气耦合方程中含有海洋强迫作用项.由这2个耦合方程组求得大气和海洋波动能量变化周期的近似解.结果表明:在考虑非线性效应的情况下,由波动共振引起的大气和海洋波动能量变化在中纬地区具有准20a的周期,说明非线性效应对海气耦合也具有调制作用,从而确定准20a气候年代际振荡形成的新机理.  相似文献   

9.
旋转正压大气中的非线性Schrödinger方程和大气阻塞   总被引:1,自引:0,他引:1       下载免费PDF全文
本文利用WKB方法导出了旋转正压大气中的非线性Rossby波所满足的立方Schrödinger方程,指出在1≤m≤2的情况下,非线性Schrödinger方程具有包络孤立波解,同时我们还对大气中的包络Rossby孤立波的流场进行了计算,结果得到了阻塞高压和切断低压等结构,并且这些阻塞系统能够维持五天以上。  相似文献   

10.
旋转正压大气中的非线性Schrödinger方程和大气阻塞   总被引:2,自引:0,他引:2  
罗德海 《气象学报》1990,48(3):265-274
本文利用WKB方法导出了旋转正压大气中的非线性Rossby波所满足的立方Schrödinger方程,指出在1≤m≤2的情况下,非线性Schrödinger方程具有包络孤立波解,同时我们还对大气中的包络Rossby孤立波的流场进行了计算,结果得到了阻塞高压和切断低压等结构,并且这些阻塞系统能够维持五天以上。  相似文献   

11.
最优测站距离、最优垂直分层和最优观测时间间隔的决定   总被引:2,自引:0,他引:2  
廖洞贤 《气象学报》1985,43(2):153-161
考虑观测误差、截断误差和数值天气预报的需要,本文给出了决定最优相邻测站之间距离d、最优垂直网格距Δp和最优观测时间间隔Δt的公式。这些公式和预报所考虑的最短波长,以及最大观测误差和波幅的比有关,对于不同尺度的天气系统,结果很不一样。 对于过滤大气模式,d,Δp,Δt的值和世界气象组织对全球观测系统所要求的相近;但对于原始方程大气模式,Δt的值则远比过滤大气模式的为小。因而,用现有常规观测系统研究大气运动的快过程并不适宜,只能借助于以地面为基础的和以空间为基础的最优的混合观测系统才有可能。  相似文献   

12.
水面蒸发量的一种气候学计算方法   总被引:15,自引:1,他引:15  
邓根云 《气象学报》1979,37(3):87-96
用北京日射站和官厅蒸发站的辐射和蒸发资料对彭曼公式进行订正,得出修正公式 E_0=(ΔH_0+γE_α)/(Δ+γ) H_0=1/59[0.95Q_A(0.167+0.583n/N)-σT_a~4(0.32-0.26e_a~(1/2))(0.30+0.70n/N)] E_a=0.13(e_a-e_d)(1+0.77u),其中H_0是表示为蒸发量单位的辐射平衡,E_a是由风速和饱和差决定的“干燥力”。 自由水面的蒸发量E可用下式表示 E=E_0-F/L,其中F是水面向下的热通量,在升温季节为正值,在降温季节为负值。由于缺少水温梯度观测资料,F不能直接计算。本文建议,对升温或降温季节分别建立水面蒸发E倚蒸发势E_0的回归方程。得出北京地区各月蒸发量的计算公式如下 0.963 E_0-7.0 4—7月 E=0.902 E_0+26.0 9—10月 E_0 8月  相似文献   

13.
廖洞贤  王超 《气象学报》1980,38(1):27-35
针对目前处理初始资料中存在的问题,提出了一个满足能量守恒和整层无辐散等约束条件的变分方案,并就风的调整进行了试验。结果表明,在严格满足约束条件的情况下,调整后的风及其分布比调整前改变并不大。调整值可以作为预报方程的初值。 文中还针对某些参数因人、因地而取值不同的问题,提出了一个可以随流场、温度场调整的方案。  相似文献   

14.
首先分析了Wang的有关行星反照率假设的错误之处,而后分别对Budyko、North的行星反照率假设提出修改方案,最后提出了有关行星反照率的非线性分段、反馈假设:  相似文献   

15.
本文利用线性两层模式討論了对流层上部和下部扰动的发展和移动,以及它們之間相互关系。有以下主要結果: 1.一般常用的“溫度波落后于气压波,扰动发展”这一規則,对于超长波(波长大于10000公里)只适用于对流层上部,对于波长为7000公里左右的长波自对流层中部以上皆可应用,对于較短的长波整个对流层皆可应用。 2。当槽线或脊线随高度向西傾斜时,扰动的上层发展,下层阻尼;向东傾斜时,上层阻尼,下层发展;当时,上下层同时发展. 3.溫度波和高度波的移速可以不同,甚至方向可以相反;无論在上层或下层,当脊移进輻散区或槽移进輻合区时,扰动发展;当脊移进輻合区或槽移进輻散区时,扰动阻尼. 4.扰动的振幅和移速随时間而变,它不仅决定于基本流場的参数和扰动的波长,同时决定于扰动本身的上下結构. 5.周期性变化的稳定波在发展时期,其振幅的发展一天可达两倍半以上.因此日常所观測到的环流的巨大变化是否都属于一般所謂的西风带不稳定的現象值得深入研究.  相似文献   

16.
This paper is written to report observations of the structure of the atmospheric surface layer over a coastal industrialized equatorial area. The observations were recorded at Prai Industrial Park, Penang (5° 22′ N, 100° 23′ E) a relatively simple terrain area during the south-west monsoon season in the period of three months using slow response systems. The limitations of the instruments used and its effects on the results are discussed. Wind turbulence and temperature were measured on a 10 m tower and analyzed using eddy correlation method and Monin–Obukhov similarity relations to obtain the normalized standard deviation of longitudinal (σu/u), lateral (σv/u) and vertical wind velocity fluctuations (σw/u) with respect to stability parameter z/L. From the results of the analysis, we found that most of turbulence is generated by shear or mechanical force. It was found that the average neutral value of σu/u is 2.35, 1.98 for σv/u and 1.47 for σw/u with a significantly lower than the proportionality to the power of 1/3 during unstable atmospheric conditions, and thus do not obey Monin–Obukhov similarity theory. It was observed that σu/u and σv/u values increase linearly in the range of 0 < z/L < 2 and fairly well correlated while σw/u does not.  相似文献   

17.
The structure of supercritical western boundary currents is investigated using a quasi-geostrophic numerical model. The basic flow is of meridional Munk balance, and the input boundary is perturbed by the most unstable wave solution obtained from linear spatial instability calculations. Self-preserving (or equilibrium) solutions are obtained for the model runs at Re=30, 60, 90, and 120, and their energy and vorticity budgets are analyzed. In an analogy with the laboratory turbulence of wall boundary layers, the western boundary layer is divided into inner and outer layers. In the inner layer, the mean energy is dissipated via direct viscous dissipation, while in the outer layer it is converted to the eddy energy via turbulence production. The main scenario is that the mean energy is produced in the inner layer via ageostrophic pressure work divergence, and it is partly removed due to viscous action within a narrow region near the wall, defined here as viscous sub-layer. The remaining portion is converted to the eddy energy via turbulence production in the outer layer, which is in turn transported to the inner layer, then again to the viscous sub-layer where it is ultimately dissipated. In the near-wall side, the vorticity balance of the mean flow is maintained by viscous effect and Reynolds flux divergence, while in the offshore side it is maintained by beta effect and Reynolds flux divergence. The length scale of the supercritical boundary current is roughly , where LM is the Munk length, as observed from a dimensional analysis.  相似文献   

18.
19.
The relationship between satellite-derived low-level cloud motion, surface wind and geostrophic wind vectors is examined using GATE data. In the trades, surface wind speeds can be derived from cloud motion vectors by the linear relation: V = 0.62 V s + 1.9 m s–1 with a mean scatter of ±1.3 m s–1. The correlation coefficient between surface and satellite wind speed is 0.25. Considering baroclinicity, i.e., the influence of the thermal wind, the correlation coefficient does not increase, because of the uncertainty of the thermal wind vectors. The ratios of surface to geostrophic wind speed and surface to satellite wind speed are 0.7 and 0.8, respectively, with a statistical uncertainty of ±0.3. Calculations of the ratio of surface to geostrophic wind speed on the basis of the resistance law yield V/V g = 0.8 ± 0.2, in agreement with experimental results. The mean angle difference between the surface and the satellite wind vectors amounts to - 18 °, taking into account baroclinicity. This value is in good agreement with the mean ageostrophic angle - 25 °.  相似文献   

20.
Experimental evidence indicates that the diurnal behaviour of the fluxes of heat into the ground and into the atmosphere versus the net flux of radiation can be modelled by closed curves, the hourly values folowing one another in either a clockwise or counter clockfashion. A general formulation to express the different heat fluxes as a function of net radiation is proposed. This relationship between the different heat fluxes and can be expressed as a sum of three terms: the first indicates a direct proportionality to , the second gives the deviation from linearity and depends on /t, and the third gives the value of the flux when = 0. The formulae are then expressed as a function of time and the ratios between the heat fluxes and are evaluated. A comparison with the approximations generally used shows that the latter may be considered as particular cases of the more general equations proposed here.  相似文献   

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