一个分析大气谱模式的合理性的定性方法

利用对称运动和非对称运动的理论结果,如‘对称运动的不变性’,可以推得:如初始时刻运动是对称的,对于绝热无摩擦的谱模式,在时间积分过程中,总有 1.和反对称运动有关的谱系数等于零; 2.全球预报和半球预报在同一半球内处处相同; 3.和赤道对称的任意两个区域,其各自的运动彼此对称。 数值试验也证实了这些结果。 在有外力强迫的情形,如地形(或加热),如其分布是对称的,则在初始运动是对称的情况下,‘对称运动的不变性’仍然成立。但如果地形(或加热)分布是非对称的,则运动的对称性会减小,而变成非对称运动,并出现越赤道气流。这些也经过数值试验加以证实。 利用上述理论结果作为指导,可以用所设计的模式进行试验、分析,从而,确定模式设计是否合理,有关软件是否有误等。     

在无观测资料区或无常规观测资料区内构造初估场的方法

提出了一种不直接使用近期预报，而在无观测资料区或无常规观测资料区内求初估值的方法，并作了数值试验。结果表明在区域不大时，效果较好，还针对较大区域进行了讨论。     

近年来统一模式的兴起

评述了数值预报统一模式的优点，它能提高工作效率，改进预报质量．     

有限区域预报中的一些问题

文中首先讨论了在固定边界条件和半固定边界条件下,采用平流方程和浅水波方程计算时引起的误差;给出了误差方程和解析解答。结果证明,在固定边界条件下,采用平流方程时误差以风速从边界向中央传播。在流入处附近,误差使波变平;在流出处附近,波幅增大,波变窄。而采用浅水波方程时,误差则以速度|u c|和|u-c|从边界向内传播。可是,在半固定边界条件下,采用平流方程时误差却只以风速沿气流方向传播,没有波的叠加所引起的波幅增大现象。 根据上述结果,作者提出了,在半固定边界条件下,适于平流方程的逆风差分格式,还对格式的计算稳定性进行了讨论。最后,用这格式作了一维套网格的单向和双向方法的个例计算,并和用蛙跃格式和欧拉向后差格式的结果比较。结果发现,修正的单向逆风差分格式最好。     

十年来国外数值天气预报的进展

六十年代后期美国国家气象中心建立了北半球6层原始方程模式预报业务。到七十年代用原始方程模式制作预报的日益增多,到现在已很普遍了。最初,经过几年的实践,人们发现,虽然原始方程模式的预报效果,一般比过滤模式有所提高,但仍有不少问题。1974年加拿大学者罗伯特,对用5层原始方程模式作的北美地区的预报,进行了分析。他发现不同因素引起的预报误差很不一样。如果以预报误差为100,则由于水平截断误差等所引起的误差如表1所示:     

美国国家气象中心的数值預报业务

一、概况美国国家气象中心自五十年代开始制作500毫巴形势预报以来,已有二十多年的历史。现在进行的业务工作有平流层和对流层形势预报,以及温度、风和降水预报等。就其所用的模式来说,在六十年代中期以前全部是所谓“过滤模式”。起初是准地转的,以后又采用平衡方程。从六十年代后期开始用六层初始方程模式。七十年代初用套网格模式。从1974年9月起用八层初始方程模式。在采用这些模式时,原有的模式就陆续淘汰了。在制作八层模式业务预报以前经常用的模式是:     

大气模式垂直离散的比较研究

对温度有关量的垂直离散进行了讨论。分析指出：垂直离散量的计算应分别情况不同对待，温度垂直廓线较光滑的，可以直接用差分或Ｔｓｃｈｅｂｙｓｃｈｅｆ多项式等进行计算；温度垂直廓线不太光滑的，须用能近似表示廓线不太光滑部分的基本廓线进行分离，再用差分等计算，才能取得较好的结果。用理想场计算的例子表明：用上述方法计算的结果都比直接用差分等计算的结果好，特别是在计算位势高度和温度垂直平流时效果更为明显     

温度和纬圈平均西风等气象要素对赤道的对称分布和反对称分布

把任一气象要素分为对赤道对称和对赤道反对称的两部分，利用Oort等的气候资料进行分析，发现在全年中，许多气象要素，如500和1000百帕纬圈平均的高度、温度和西风等，主要呈对称分布。对称部分的绝对值和其沿经圈分布曲线的起伏，都远远大于其反对称部分的对应值。而且，对称部分的曲线起伏，除1000百帕的西风和高度不太明显外，在1—7月普遍呈减小的趋势。至于反对称部分，其变化趋势则与对称部分相反。为了解释上述现象，还对年平均的非绝热加热、摩擦和地形等进行了分析。发现地面拔海高度的反对称部分最明显。在12—2月和6—8月，净辐射、地面雷诺应力、地面（包括海洋）和大气之间的热交换（包括辐射、感热和潜热）的反对称部分也很明显，有时和对称部分相当，甚至超过；但它们在这两个季节的沿经圈分布的位相是相反的。这看来和上述气象要素中反对称部分的产生，以及对称运动维持及其随季节变化有密切关系。     

半Lagrange法在数值预报中的应用和近年来的发展(Ⅱ)

本文就五十年代以来半Lagrange法在数值预报中的应用和近年来的发展进行评述。介绍我国在这方面的工作。还就此法和Eluer法的优缺点作了比较;指出了存在的问题。     

大气数值模式空间分辨率的确定方法

集中讨论了如何决定大气数值模式空间分辨率的问题。首先, 给出模式分辨率的定义和模式各方程都应满足的不等式，并在此基础上，用尺度分析和单波的方法推出模式水平和垂直分辨率的预估公式。还给出针对一般模式，以预估公式作基础，选择一系列分辨率，用比较试验，结合大气结构特点，最终确定模式分辨率的方法。并用浅水模式进行了水平分辨率的试验。