THE DEVELOPMENT OF SYMMETRIC DISTURBANCE SUPERPOSED ON BAROCLINIC FRONTAL ZONE UNDER THE ACTION OF DEFORMATION FIELD

The development of symmetric disturbance superposed on the background field of Hoskins-Bretherton (1972) frontogenesis model is investigated by means of WKBJ approach,It is found thatthe forcing of large-scale deformation,the frontal circulation and the spatial-temporal variations ofstability parameters (F~2,N~2,M~2) can bring about the development of symmetric disturbance,even though the frontal baroclinic flow is symmetric stable (F~2N~2-M~2=q>0),Thefrontogenetical process of deformation confluence zone and the ascending branch of frontalcirculation are in favor of the development of symmetric disturbance,The actions of ageostrophicshear in frontal zone and the variation of stability parameters are dependent on the structure ofdisturbance.     

边界层动力学中的Ekman动量近似

自由大气中,大气运动的基本状态是地转风,近年来发展的地转动量近似,是为了进一步研究非均匀地转流的动力学问题,然而,在边界层大气中,运动的基本状态是经典的Ekman流,所以对边界层运动来说,地转动量近似是不合适的,需作一推广。本文提出了一种所谓Ekman动量近似,它相似于自由大气中的地转动量近似,并讨论了Ekman动量近似的物理基础,对边界层的风场结构及边界屋顶部的垂直速度也作了详细分析。     

临界层理论研究的进展

平行切变流的临界层一般分为三类:粘性临界层、非线性临界层和非定常临界层。本文对这三种临界层理论及其最新发展作了较为详细的介绍。     

大地形与正压扰动的移行

本文研究了坡度为常数的大地形对于正压扰动移行的影响,并且讨论了周晓平、顾震潮两人所得的结果。     

基本气流和大地形对于正压波动的作用

本文利用能量变化的观点,分析了正压波动发展的机制。结果表明,大地形的作用只能影响涡度拟能的变化,而不能直接影响动能。但基本气流的特征,对于动能与涡度拟能都起一定的作用。如果基本气流是均匀的而且地形的影响可略,则平均动能和涡度拟能都是守恒的,也就是说,这些量都是有界的。但是在切变气流或者波状基本气流中,波动的发展与基本气流的特征以及波动本身的结构具有非常密切的关系。在一般情况下,动能与涡度拟能就不再是守恒的。在本文中,还对某些简单地形作了分析与讨论。     

结合反问题技巧对一维海温模式变分资料同化的理论分析及数值试验

以一维海温模式为例, 采用变分资料同化技术及处理数学物理反问题的技巧, 对初始条件、边界条件和模式参数等进行最优估计和确定. 为了克服反问题中不适定性带来的困难, 例如对于依赖于时间和空间的模式参数的估计, 引进了反问题中的正则化思想, 在目标泛函中增加了稳定泛函, 其目的在于克服不适定和计算不稳定. 数值试验结果表明, 与采用通常的变分同化技术相比, 引进正则化思想以后的变分同化技术, 无论目标泛函的下降速度、迭代收敛速度, 还是解的精度都有较明显的改进.     

地转动量假定下风场近似与扰动的稳定性

在大尺度系统中,由于Rossby数很小,大气呈准地转运动。但在低纬度地区或中小尺度系统中,Rossby数不是小参数,运动的非地转特征就很明显了。为了避免非线性问题中数学处理的复杂性,可以使用半地转近似,这不但可以使问题得到线性化,而且其结果又有非线性的主要特征。本文在半地转假定下,当风压场处于平衡状态时,我们得到了一种简单的表示式,并将它与Rossby近似和Phillips近似进行了比较。文中还对扰动的稳定性进行了研究,在某些条件下,例如风场发生扰动而气压场未受扰     

局地势与涡度守恒原理

在本文中,利用运动方程在β平面条件下,求得了无辐散运动的局地势。从它推出了涡度守恒原理。也就是说,当局地势为最小时,运动是满足涡度守恒的。在文中,还对涡度方程的Lagrange函数、能量等问题作了简单的分析。     

地形与Ekman边界层中的气流

利用σ坐标讨论地形与边界层气流是有很多方便的地方,因为,在此坐标中,下边界条件较为简单。在本工作中,首先将混合长理论加以推广并将它用于σ坐标,于是导得了用以描述地形上空边界层气流的控制方程,对边界层气流的特征,特别是对于Ekman抽吸作用进行了详细分析。指出有三种因子影响边界层顶部的垂直运动,第一种因子是边界层内涡度分布,这是与边界层中由于摩擦作用所引起的辐合辐散有直接联系;第二种因子是由于边界层顶部的气流爬坡运动所引起的;第三种是由于边界层中跨越等压线的分量爬坡所引起的,它出现于当等压线与地形等高线相平行时,或地转风呈现绕流情况时,这一作用最为明显。