初始涡的结构与尺度对涡旋自组织影响的研究

在涡旋自组织动力学的框架内,实施了9组积分时间为72 h的试验,分析初始涡廓线与初始涡尺度对多涡自组织的作用。试验的初始场上,存在着12个大小不等的β和γ中尺度的涡。若初始涡廓线为高斯型,则这些涡不能自组织形成一个α中尺度的涡;若初始涡廓线为双正弦型、抛物线型或压缩型,则这个α中尺度的涡可以形成。此外,涡廓线不同,三涡流型出现的时间迟早不一,较大尺度α中尺度涡出现的时间也迟早不一。同时,初始涡的半径大小也是影响自组织过程成败的一个重要因素。     

空气动力学阻抗的测量研究

利用涡旋相关方法和蒸发皿方法分别测量了裸地和玉米田的空气动力学阻抗, 分析了空气动力学阻抗的日变化特征, 同时对两种测量方法进行了比较。结果表明:实测空气动力学阻抗的日变化比较明显, 但变化幅度不大 (0~200 s/m)。两种方法得到的空气动力学阻抗具有可比性, 但蒸发皿方法测量的空气动力学阻抗普遍小于涡旋相关方法的测量值。     

弱二次切变流轴对称涡旋演变的解析研究

运用格林函数方法,给出了弱二次切变流轴对称涡旋演变的解析解.结果表明:当环境流中弱二次切变强度增加(减少)时,扰动动能的最大值增加(减小),扰动动能的变化加速(减速);而扰动涡旋的范围对扰动动能的大小与变化也存在一定的影响.     

流体的运动,涡旋及其与矿床形成的关系讨论

热液矿床形成过程中,携带成矿元素的成矿流体运动的动力是流体的压力差,流体压力差有垂直方向和水平方向两种。由于热体（如侵入体）的存在,流体得到加热即产生的垂直压力差而向上流动（浮力）;在水平方向上,因被加热流体与周围流体的压力差,周围流体向热体方向流动。由此,即形成以热体为中心的流体对流系统。因为流体的水平运动是发生在转动着的地球上的运动,流体运动必然受到地转偏向力的作用,很可能发生流体涡旋。在地球上赤道以北发生的流体涡旋,流体呈螺旋切线状以逆时针方向往内圈辐合。流体涡旋内圈的流体因惯性离心力的作用呈环状流动而不进入中心。热液矿床中,环状矿脉和帚状矿脉极为常见。我国大量热液矿床中所见的帚状矿脉分布特征表明,它们的收敛端指向往往呈逆时针旋转方向,这种矿脉展布特征与流体涡旋特征完全吻合。由此,作者提出了热液矿床涡旋成矿的思想,成矿流体的涡旋可能是热液矿床形成的重要机理。     

涡度规则分布与非规则分布的转换

用一个β平面准地转正压模式积分１２个模式日,研究涡旋相互作用问题。初始场上有一个台风涡旋和一对涡旋偶极子,它们的等值线均为光滑、规则的分布。规则分布的涡旋之间的相互作用,可以激发出一个非规则的貌似混乱的涡度分布区域。随着时间的演化,在这个非规则分布的区域,一个相对有序的反气旋环流又逐渐显示出来。     

涡旋诱发磁重联模型的解析研究

在磁流体中涡旋诱发重联的线性过程的解析研究过程中,主要运用了渐近匹配展开方法．结果表明,如果流体粘性远大于磁粘性,流场马赫数Ma～1,重联的线性增长率正比于Vv为无量纲化流体粘性,这与数值模拟结果一致．此结论表明,流体粘性能够促进磁场重联,在理论上支持涡旋诱发重联模式．本文还研究了周期分布多电流片系统中涡旋诱发重联的线性增长率;随电流片之间距离的减小,反对称和对称情形的增长率分别增大和减小．     

风生涡旋对热盐环流年代际变率的影响——基于盒子模型的分析

大洋热盐环流（Thermohaline Circulation,简称THC）是主要源于北大西洋的深海环流,对全球经向水和热平衡具有重要的作用,是影响长期气候变化的一个重要因素。采纳了Longworth等的观点,通过添加扩散项的形式在经典的Stommel盒子模型中引进了风驱洋涡（Wind-Driven Ocean Gyre,简称WDOG）,并借鉴Sun等的研究方法,讨论了WDOG对THC年代际变率的影响。通过数值计算发现,WDOG的引入会缩短（延长）处于TH型（SA型）平衡态时的THC在扰动作用下的恢复时间。结合Wu and Mu文章的结论,可知正是由于WDOG对处于不同平衡态下THC的环流强度产生了不同的作用,因而导致了上述现象的出现。     

中国24h台风路径预报难点及其大尺度环流分析

主要分析了2005—2012年中国24 h台风路径预报误差较大的样本及其对应的大尺度环流特征。基于850 hPa风场的低通滤波等分析发现:去除占总数3.9%的预报误差最大样本后,平均预报误差可以减小8.5%。这些预报误差最大的样本中有近60%呈现为移向误差较小、移速较观测慢的特点。与之相对应的大尺度环境场可分为气旋性环流、弱背景场和副热带高压西侧3类。气旋性环流包含近3/4的样本,其中又有一半受季风涡旋的影响。平均移动速度分析表明,这些台风起报时刻前后,平均移速的突然增加是预报移速较慢的主要原因,这是中国台风24 h路径预报的主要难点之一。     

山东半岛南部一次沿海强降雨成因分析

利用常规气象观测资料、区域自动站观测资料、NCEP/NCAR 1°×1°再分析资料和雷达探测等资料,对2012年9月21日山东半岛南部沿海强降雨过程的成因进行了天气学诊断分析,结果表明:1强降雨是在500hPa第1个西风槽过后第2个西风槽逼近的过程中产生的,850hPa以下为偏南的向岸风,且风速随时间增大,形成偏南的超低空急流,持续地向沿海输送水汽和能量,造成水汽辐合、湿度增大、对流有效位能升高。产生强降雨的水汽和不稳定能量条件远小于内陆地区。2在向岸的超低空急流的左侧产生中小尺度的涡旋和辐合上升,海岸地形抬升作用使得上升运动加强,触发对流不稳定能量释放,造成强降水。3在雷达回波中,小尺度的对流单体沿海岸线向西南方向发展,后期在日照附近的沿海形成弓状回波,向东南海区移动。     

海洋涡旋遥感：进展与挑战

海洋涡旋数量大、分布广、含能高、裹挟强,是研究物质循环、能量级联和圈层耦合的理想载体。对涡旋的全生命周期追踪观测成为21世纪以来海洋遥感领域最重要的进展之一,并引发了新一轮涡旋研究的热潮。本文从涡旋的温度异常、物质示踪、旋转流场和闭合拓扑等特征出发,简述了红外辐射计、可见光扫描仪、微波高度计、合成孔径雷达等遥感技术在涡旋观测中的机理和方法,重点阐述了卫星高度计涡旋识别与追踪算法及其在涡旋形态学、运动学和动力学中的应用。基于虚拟星座下的多参数遥感,介绍了涡旋在海洋、大气、生态等交叉学科领域的前沿应用和最新进展。指出当前涡旋遥感发展面临的亚中尺度、垂直结构、跨学科研究等3大挑战,展望了新一代遥感技术在未来海洋科学特别是涡旋海洋学研究中的应用前景。