对1991年全球越赤道气流的分析和数值模拟

利用1991年国家气象中心全年分析资料,对全球各层（50～1000 hPa）越赤道气流（CEF）进行了分析。指出:主要季风区和1979年的相同,但在南美北部为弱季风区,而1979年为信风区。除南美北部外,主要信风区与1979年相同。还比较了这两类地区的特点,特别是非绝热加热分布随季节变化的特点,还用T21L5模式进行了数值模拟。结果表明:考虑地形和加热的方案最优,除个别情况外,CEF与实况很接近; 单纯加热方案次之,能定性地模拟CEF沿赤道的分布,但强度相差较大; 单纯地形方案最差。为了进行解释,还作了简单情况的理论分析。分析显示:考虑加热和地形作用,并不等于单纯地形和单纯加热的叠加,其间有非线性作用; 而且,这种非线性作用对CEF的产生是直接的、重要的; 单纯加热只有通过其对地面气压场的影响才能产生CEF。     

世界气象组织长期预报研究工作组第一次会议概况

一、历史背景在1982年以前,在世界气象组织大气科学委员会内,所有有关天气预报的工作,是由天气预报研究工作组负责的。在1982年2月,在墨尔本召开的第8次大气科学委员会上,考虑到人类活动和生产对长期天气预报的日益需要,和近年来长期天气预报的迅速发展,为了在最近10年内建立起1个月以上的数值预报业务,决定单独成立长期预报研究工作组。紧接着,在当年12月份,由大气科学委员会和联合科学委员会(JSC)在美国普林斯顿大学联合召开了“长期预报专家会议”;回顾了长期预报的现状和所取得的成就,报告了有关方面的论文,并讨论了从物理基础、预报模式到观测资料等问题。会后,还     

关于正压大气对称运动和非对称运动的数值试验

利用正压原始方程谱模式进行了3个不同情况的数值试验。发现试验结果和在正压过 滤模式的情况很相似,即: 1.在无地形起伏时,如初始时刻运动是对称(来赤道来说,以下同)的,则以后运动将永 远是对称的; 2.在地形为对称时,如初始时刻运动是对称的,则以后运动仍将是对称的; 3.反对称的地形分布可以引起反对称运动,从而,使初始时刻对称的运动变为非对称运 动。 为了解释这些结果,用作者曾在正压过滤模式中用过的方法进行分析,证明它们在理论 上是成立的。还发现:如初始时刻运动是反对称的,则以后将变成非对称的,即纯粹的反对 称运动不可能维持。 Three numerical experiments have been made by using a spectral barotropic primitive equation model. It is found that the results obtained are quite similar to those with the barotropic filtered model. The main results read as follows.1. In the case of flat surface or symmetric orography, if the motion is symmetric (with respect to the equator; the same is true hereinafter) at the initial instant, then it would be symmetric forever.2. Antisymmetric orography distribution could generate antisymm     

近十年数值天气预报的回顾和展望

对近十年来数值天气预报总的趋势，以及在业务预报、模式和模式设计、物理过程、资料四维同化和有关计算方法等方面的进展进行了评述，并指出了其中存在的问题，作了展望。     

在正压过滤模式大气中地形和水平扩散对非对称运动形成的作用

利用考虑地形和水平扩散作用的正压涡度方程,在线性情况下,给出了描写对称运动和反对称运动(都是对赤道来说的)的方程和它们各自的解析解。分析这些解可以看出,不论对于对称运动或反对称运动,解都由三部份组成:一是与初始流场有关的Rossby波;一是以Rossby波波速传播的,与地形和水平扩散有关的行进波;另一是与地形和水平扩散有关的定常波。但是,如初始时刻运动是对称的,则地面拔海高度和水平扩散系数的反对称分布可以引起反对称运动,从而,引起非对称的运动。在定常情况下,则对称的流场,和地面拔海高度、水平扩散系数的对称分布有关,反对称的流场,和地面拔海高度、水平扩散系数的反对称分布有关。最后,还用数值试验,证明反对称地形可以引起反对称运动;还讨论了南北半球的相互影响的问题。     

一个考虑边界条件, 具有准能量守恒性质的四阶差分格式

四阶差分格式的优点,很多人都作过论证或试验,结果表明,它不论对提高预报质量或节省工作量和单元(对二阶差分格式缩短步长达到类似精度来说)都较明显。但这些结果都是在不考虑水平侧边界条件或在周期条件下得到的,如何选取较切合实际的边界条件,使之用到预报方程时计算稳定并保持其重要性质,看来仍然是需要的。     

論气压波和温度波的移动

利用一个修正的二层模式,作者推导了在均匀基本气流情况下大气中层气压波和其以下平均溫度波的移速公式.其主要結果如下: 1) 在一般情况下除波数为3—10的波外,溫度波的移动速度大子气压波; 2) 当地面基本气流为西风时,气压槽接近地势高的地方加速,离开时減速,而气压脊則相反. 把这些結果和气压波、溫度波的发生发展联系起来,可以解释一些天气图上出現的現象。 作为上述情况的推广,对在不均匀基本气流情况下气压波和溫度波的移速也进行了討論,其主要結果是: 1) 气压波、溫度波的移速和基本气流的分布有极密切的关系,并主要由后者所决定; 2) 一般气压波和溫度波在高原北侧比在高原南側移动快,但在它們之間位相差很小而振幅差較大时則有例外. 最后,对这些結果和高原以西斜槽、急流沿高原分支、切断低压形成等的联系也作了討論。     

切变涡度和曲率涡度在正压大气中的相互轉化及其在天气預报中的应用

从日常正压数值預报中发現,在500毫巴图上即便初始场是盛行的平直西风,仍常有气压系統发展或新生等現象。这意味着气压系統和涡度系統的发展不是一回事.考虑前者的发展和曲率涡度的变化有密切的关系,作者推导了曲率涡度和切变涡度的預报方程.可以証明,这两个物理量不是保守的.在某些情况下即便不考虑地球自轉的作用,在气流汇合和散开的地区二者仍可能相互轉化。利用这些結果前面的問題可以得到合理的解释. 最后,为了便于在实际工作中应用,作者还給出了一些适用于天气預报的規則。     

在均匀经纬度网格中计算高纬纬向差商的问题

针对在高纬地区计算纬向差商时，常须把时间步长取得很小，或采取Ｆｏｕｒｉｅｒ滤波的问题，提出了可以避免这些困难的差分格式，这种格式可以根据任何给定的、稳定的差分格式构造。在形式上它和后者相同，但要求调整网格距，使之可以取和中纬地区同样大的时间步长，并满足计算稳定性条件，在计算中它很有用，也很方便，几乎没有额外的运算量．而且，如果所根据的格式具有质量或能量守恒性质，新格式也同样具有．