湍流的粘性和频散效应

本文应用Prandtl混合长理论导得了既包含湍流粘性又包含湍流频散的新的Reynolds平均运动方程组.分析指出:(1)湍流不仅存在粘性效应,而且存在频散效应;(2)正是湍流的频散效应可能导致能量逆转(即常说的负粘性现象,实质为一定条件下的负频散现象),并给出了能量逆转的必要条件和充分条件;(3)给出了湍流的KdV-Burgers方程模型.     

大气非线性波动方程的解

本文从非线性大气运动方程出发,用比较简洁的方法,求得了大气非线性惯性波、非线性重力内波和非线性Rossby波的周期解,这些解反映了非线性大气波动的特色。分析指出:对有限振幅的惯性波和重力内波,振幅大的波传播越快,而有限振福的非线性Rossby波,振幅大、波长长的波传播越慢;本文还分析了这些解的某些可能的实际意义。 这些非线性波的研究提供了解非线性方程的新的途径,而且,它可以与大家熟悉的线性波动进行比较。对于天气预报和大气湍流的研究都有一定的意义。     

热带东、西风界面附近的扰动流场

在正压无辐散的条件下,讨论了东、西风不连续面上的正压不稳定性,得出:在这种情形下,东、西风界面上的扰动总是不稳定的。文中用小参数的方法,对界面附近扰动发展的非线性问题进行了计算,算到二级近似。结果表明,非线性过程引进短波长的谐波。界面的变形和扰动随时间增长较快,经过0.5天,界面有很小的变形,附近只有很弱的闭合环流;到1.5天,界面变形显著,环流范围增长达300公里,而且短波占主要部分,界面北侧东风气流中的气旋式环流进一步发展,风速也显著增强。     

Rossby参数β在涡旋Rossby波中的作用

利用尺度分析方法得到Rossby参数β在强涡旋中有着不可忽略的作用.在无基本气流径向切变的涡旋系统中,在Rossby参数β的作用下有涡旋Rossby波出现.由于涡旋Rossby波存在,从而破坏了涡旋系统的轴对称性,表现出非轴对称特征.在考虑切向基本气流的涡度径向变化时,涡旋Rossby波的频散关系同时包含了切向基本气流涡度径向切变项和β项的作用.一般情况下涡旋Rossby波在切向基本气流涡度径向切变的作用下有向外频散能量的特性,而β项的作用随方位角θ而变化,使涡旋能量频散不对称.     

气候突变的子波分析

对气候突变的研究，以往多采用统计方法．本文强调气候是多尺度、多层次的这一观点，并用子波变换方法分析了北半球平均温度资料，进一步证实了１９２０年为气候突变点．同时也找到了较低层次（１０１年尺度，１００年尺度）上的突变点的年代．分析结果较为客观并符合实际．     

湍流的频散效应对行星边界层大气平衡运动的影响

本文应用包含湍流粘性和湍流频散效应的新的Reynolds平均运动方程求解了行星边界层中大气的平衡运动,着重分析了湍流频散效应对平衡运动的影响。分析指出:(1)考虑了湍流频散效应后,在γ>0时,Ekman层风速随高度的变化减缓,而Ekman层厚度增大,新的Ekman螺线更加附会于实际;(2)考虑了湍流频散效应后,近地面层中性层结下的风速随高度变化仍呈对数定律,只是Karman常数     

Wave-CISK、蒸发-风反馈和低频振荡

本文利用一个包含有Wave-CISK和蒸发-风反馈机制的斜压半地转模式来讨论低纬大气运动,其中引入了反映CISK机制的无量纲对流凝结加热参数η和反映蒸发-风反馈机制的无量纲参数α_0,求得了η=0情况下的解析解及η≠0情况下的一级近似解,对η≠0情况下向东传播的类似于低频振荡的波动进行了讨论,从理论上指出了蒸发及非均匀加热对低频振荡的维持所起的重要作用.     

热带气旋发生、发展的不稳定理论

本文在正压无辐散的条件下,讨论了东、西风不连续面上的正压不稳定性。研究指出:这种界面上的扰动总是不稳定的,从而说明了热带气旋常在赤道辐合带(ITCZ)上形成的原因。本文又在考虑了热带气旋内部的层结和基本气流的条件下,讨论了热带气旋发展的热力学和动力学条件。研究指出:层结稳定度和惯性稳定度同时影响热带气旋的发展.当两者都稳定时,热带气旋不发展;当两者之一不稳定时,热带气旋有可能发展;当n~2I~2 (μ~2/a)~2N~2<0时,热带气旋一定发展。     

台风强度突变的一个简单模式

本文从描写台风水平运动的基本方程组出发，利用流动稳定性及分岔和突变理论，建立了包含惯性，角动量及气压场等因子的非线性运动模型。