失稳背景流下对称型海洋内波的生成演变

本文采用无海底地形但考虑海洋跃层和剪切背景流的二维非静力准不可压缩方程组的数值模式，开展失稳垂向剪切背景流下线性和非线性对称型海洋内波生成演变的数值实验，并对结果进行分析、比较和讨论。研究结果表明，线性内波强度随积分时间始终呈指数增长，并有内波的对称不稳定；而非线性内波强度则在发展期呈准线性增长，最终进入稳定期。线性增长比非线性增长要快得多，非线性效应具有维稳作用。对该线性和非线性对称型内波，在跃层附近位密度扰动均有大值中心，即其为跃层所俘获，这与实际观测相一致；流函数与位密度扰动两者均有很好配合，位密度扰动的正、负中心分别相应于流函数的上升、下沉运动，表明有从海底向上的斜对流发生，且以跃层为顶盖。对线性内波来说，随积分时间增加，其波形大体不变，其正、负振幅也大体相同，并有符号相反原地增长的两个倾斜环流圈，而在它们之间则有较强倾斜上升流。非线性内波波形随积分时间改变，倾斜环流圈数目也在增加，最终形成负环流强于正环流的结果，并导致流函数、位密度扰动水平梯度剧增，其可视为间断。     

A study of the environmental influence on the amplitude of lee waves

A three-layer theoretical model is used to calculate the lee wave of a real example occurring over Blue Ridge in Pittsburgh, in which the maximum vertical velocity is 0.11 m s^-1. Based on this, the influence of changes in the thickness and values of the Scorer parameter in each layer are analyzed. It is shown that the influence of each layer parameters on the lee-wave amplitude is different, and the amplitude is more sensitive to the changes in the lower layer. Since the environment changes can affect the Scorer parameter profile, the influence of the environment on the amplitude is studied. The results show that the amplitude will decrease in the daytime because of solar heating, and increase at night because of radiational cooling, according to observational data. The case is also simulated by the Advanced Regional Prediction System （ARPS） model. The simulated amplitude is 0.089 m s^-1, which is close to the calculated result. Numerical sensitivity experiments are performed to test the former calculated experiments. The simulated results are consistent with the analytically calculated results.     

有关沿岸山地俘获波的研究

在采用线性化的浅水方程组并假设地形坡度沿山脉走向不变的情况下,本文对具有底面地形坡度的沿岸山地俘获波作了研究,结果表明,当底面地形缓变时,可用摄动法得到沿岸山地俘获波的结构,此时零级近似为经典Kelvin波解,一级近似体现了Rossby变形半径内的底面地形对经典Kelvin波解的修正;直至一级近似,沿岸山地俘获波仍是非频散的。在沿岸处当底面地形坡度平缓时,沿岸山地俘获波表现为Kelvin波结构,此时扰动位势高度最大值出现在沿岸;而当底面地形坡度陡峭时,其表现为修正Kelvin波结构,此时扰动位势高度最大值偏离沿岸,在沿岸则扰动位势高度相对为低值,而在沿岸外侧则有位势高度的高值。在沿岸底面地形高度越高,地形坡度越大,扰动位势高度廓线的变化就越剧烈。     

大气横波型扰动连续谱的结构

采用数值方法计算了当基本气流有垂直线性切变、 层结参数为常值时横波型扰动的谱点和谱函数, 并将数值计算的结果与理论分析作了对照和讨论。当三支波动连续谱区相互不重叠时该计算结果与理论分析完全一致, 但当发生连续谱区重叠时则须采用谱函数重组的方法来得到连续谱的结构。重组的基本原则是在波谱重叠区对计算得到的谱函数作预处理后, 再对频率相邻的谱点和谱函数进行滑动平均, 并将该滑动平均后的结果作为重组后的谱点和谱函数。分析该重组后的谱函数可知, 此时扰动结构呈现涡旋－重力惯性混合波的形式, 出现了新波型。在连续谱三波重叠区域, 该混合波的谱函数在对流层中层有涡旋波的临界层并体现了涡旋波的性质, 在对流层的上、 下层则分别有顺、 逆传重力惯性波的临界层并体现了重力惯性波的性质。     

热带太平洋地区风场异常和与El Ni?o有关的年际变化

利用1964～1993年NCEP/NCAR再分析风应力资料和中国科学院大气物理研究所发展的14层热带太平洋环流模式(OGCM),对热带太平洋与El Ni?o有关的年际变化进行了研究.首先,分析了西太平洋暖池次表层海温异常(SOTA)与Ni?o3区海表温度异常(SSTA)的年际变化关系,发现在El Ni?o事件之前,暖池的次表层海温都有明显正异常出现,它的东传导致了El Ni?o的发生,并且SOTA的传播随纬度变化,沿赤道东传,在赤道外西传.然后,选取了20世纪70年代和80年代两次最强的El Ni?o事件讨论了引起这种机制的可能原因--西风异常的作用.最后,对1964～1993所有的El Ni?o年的风场、次表层海温和海表温度的异常进行了综合分析.     

南海季风爆发与风向改变指数关系初探

通过定义一个风向改变指数,探讨了该指数与南海夏季风爆发之间的关系,得到以下主要结论:利用Yamamoto突变检验,定义了南海关键区,南海季风爆发时,850 hPa上的风场在该关键区确有突变发生;南海夏季风爆发时的风场突变是全球风场突变的一部分;分析了南海关键区上该指数的空间分布和时间演变,发现30～300 hPa平均于5月初风场开始反向,其早于低层风场反向约2周,这对预报南海季风爆发具有启示意义.     

垂直切变基流中的非平衡不稳定

采用计算横波型扰动波谱和谱函数的方法,研究了当基本气流具有垂直线性切变、层结参数为常值时横波型扰动的不稳定,给出了不稳定扰动的结构,讨论了不稳定的性质。发现：对于三支波动连续谱区互不重叠的天气尺度情况,若此时出现不稳定扰动,其性质属于纯涡旋波的准地转不稳定,与Eady模态类似,是Rossby波的斜压不稳定;在中 尺度中高端,其不稳定性质仍是纯涡旋波的不稳定,即准平衡的斜压不稳定;在中 尺度低端则出现了第一类混合波的非平衡不稳定,包括涡旋-逆传重力惯性混合波的不稳定和涡旋-顺传重力惯性混合波的不稳定,前者低层体现了涡旋波的特点,高层体现了重力惯性波的特点,后者反之;在中 尺度波段,若存在不稳定则均为非平衡的涡旋-重力惯性混合波不稳定,其包括第一类和第二类混合波的不稳定,后者低层体现重力惯性波的特点,中层体现涡旋波的特点,高层则又体现了重力惯性波的特点。     

IAPⅢ模式中夏季风建立的流场能量强度指数分析

本文采用IAPⅢ模式输出的10模式年资料,计算了夏季风建立期间的流场能量强度指数(即变差度、相似度、场比幅、季风强度指数和突变度),主要结论有:利用相似度可客观确定模式中南海夏季风建立的预兆日期。在南海、南亚夏季风建立及江淮入梅前后,均出现全球变差度明显增大,此时大气环流的剧烈调整具有全球性。IAPⅢ模式中南海夏季风爆发要较实际偏晚10 d,强度也较实际弱。虽在模式中海表面温度取气候值,但南海夏季风建立的预兆日期仍各不相同,且季风强度指数有明显的呈两年周期的变化。模式中南海夏季风爆发在绝大多数年份仍属突变过程,这与实际情况大体相当。     

热带太平洋对风应力拖曳系数响应的敏感性试验

为了检验一个准全球的海洋环流模式中热带太平洋对风应力变化的响应,使用NCEP月平均再分析资料计算的强迫场强迫该模式进行控制试验,在(10.5°S～9.5°N,159.75°E～110.25°W)的区域增大或减小风应力拖曳系数进行敏感性试验,并把试验结果与同时段的SODA资料进行分析比较.该模式基本能模拟出海洋环流的基本气候态,但是对一些细节描述还不够准确.试验结果表明,风应力减小时可以改善模式对热带东太平洋冷舌的模拟,而对次表层温度和流场的刻画能力较弱.增大风应力则对次表层温度和流场的模拟有所改善.通过对模式中热量收支的分析可知,平流过程、扩散过程对热带太平洋海表温度的变化起到了重要的作用;海表面热交换可以促使海温距平向相反的方向发展.垂直输送对赤道中东太平洋表层的降温起重要作用,抑制了次表层的增暖,水平平流过程则促进了赤道太平洋次表层的增暖.     

随机模拟技术建立三维储层地质模型

油田开发工程师最关心的是储层非均质性。孔隙度分布、渗流路径的精细结构和内部非渗透夹层是油气驱替动态的主要控制因素。在注水开发中 ,注入水的侧向流动取决于水平渗透率的分布形式。大量研究表明 ,在碎屑岩中沉积相对渗透率的分布起着重要的控制作用。因此 ,一个合适的沉积相模型是获得一个合理、精细的参数模型的前提。由于在各个尺度下储层空间展布、内部 (几何 )结构和岩石性质的信息不完备 ,难以掌握相对于空间位置和方向上岩石性质、形式的变化和任一尺度下储层确定的且真实的特征或性质 ,因此受井资料约束的随机模拟正在替代常规…