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相似文献
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1.
赵瑞星 《气象学报》1994,52(1):10-16
从对称型扰动能量方程出发,应用广义的normalmode方法,导出了不仅适用于常参数而且适用于变参数的对称不稳定判据。在热成风平衡或准热成风平衡的条件下,这个判据和Emanuel用气块法得到的判据及Hoskins使用normalmode方法得到的判据是完全一致的。还指出,在扰动的初生阶段,扰动的对称不稳定发展是和基本场能量向扰动场能量转换联系在一起的。  相似文献   

2.
南海夏季风爆发前后扰动演变及其数值研究   总被引:2,自引:0,他引:2  
高士欣  张立凤  高锋 《大气科学》2007,31(5):898-908
以球面正压涡度方程为数学模型,建立了线性和非线性的数值积分模式,通过在模式中设置不同的基本流场和初始扰动场,研究基流和初始场对扰动发展的作用,揭示在球面正压大气中扰动发展的动力学机制。数值试验结果表明:在线性模式中,扰动的移动和发展与基流的分布有着很密切的关系,基流影响着扰动纬向传播的速度和方向; 在非线性模式中,当基流稳定时,扰动的移动以及传播与线性模式的结果相同,但与线性情况的最大区别在于,此时扰动能量的增长存在上限。同时发现,扰动的发展既依赖于基本气流的分布,也依赖初始扰动的结构;南海夏季风爆发前后的基本流场是正压不稳定的,且这种不稳定在季风爆发时达到最强,这可以成为季风爆发的动力学解释。  相似文献   

3.
The development of symmetric disturbance superposed on the background field of Hoskins-Bretherton (1972) frontogenesis model is investigated by means of WKBJ approach,It is found thatthe forcing of large-scale deformation,the frontal circulation and the spatial-temporal variations ofstability parameters (F~2,N~2,M~2) can bring about the development of symmetric disturbance,even though the frontal baroclinic flow is symmetric stable (F~2N~2-M~2=q>0),Thefrontogenetical process of deformation confluence zone and the ascending branch of frontalcirculation are in favor of the development of symmetric disturbance,The actions of ageostrophicshear in frontal zone and the variation of stability parameters are dependent on the structure ofdisturbance.  相似文献   

4.
The development of symmetric disturbance superposed on the background field of Hoskins-Bretherton (1972) frontogenesis model is investigated by means of WKBJ approach,It is found that the forcing of large-scale deformation,the frontal circulation and the spatial-temporal variations of stability parameters (F2,N2,M2) can bring about the development of symmetric disturbance,even though the frontal baroclinic flow is symmetric stable (F2N2-M2>0),The frontogenetical process of deformation confluence zone and the ascending branch of frontal circulation are in favor of the development of symmetric disturbance,The actions of ageostrophic shear in frontal zone and the variation of stability parameters are dependent on the structure of disturbance.  相似文献   

5.
维向切变流中的非线性对称不稳定   总被引:1,自引:0,他引:1  
讨论了维向切变流中的非线性对称不稳定问题。中采用绝热无粘的非线性对称扰动方程组,利用多尺度摄动方法分析其不稳定波动的有限振幅特性。研究结果表明:不稳定波的有限振幅在强度上呈现出振荡趋势。无论是超临界切变情况,还是次临界切变情况,对称扰动振幅都随时间呈现出周期性的变化,振荡周期的大小不仅与基本场稳定度参数及波的特性有关,而且还与初始扰动的振幅及其增长率有关。  相似文献   

6.
Arnol’d’s second nonlinear stability criterion for motions governed by a general multilayer quasi-geostiophic model is established. The model allows arbitrary density jumps and layer thickness, and at the top and the bottom of the fluid, the boundary condition is either free or rigid. The criterion is obtained by the establishment of the upper bounds of disturbance energy and potential enstrophy in terms of the initial disturbance field.  相似文献   

7.
重力波参数气候特征是确定大气模式中重力波参数化方案的重要条件之一,高垂直分辨率探空资料扰动场是获取重力波参数气候特征的基础数据;目前,获取扰动场的方法较多,但基于不同方法计算的扰动场对重力波参数气候特征影响的研究较少.基于2014—2017年山西太原气象台高垂直分辨率探空资料,利用2—4阶曲线拟合方法获取下平流层(17...  相似文献   

8.
增长模在热带地区发展的分析研究   总被引:1,自引:0,他引:1  
利用T63L9全球谱模式对制作集合预报的增长模繁殖法(BGM)在热带地区的适用性进行研究,分析了在热带地区扰动增长的机理。设计与物理过程、积云对流参数化方案及湿物理过程有关的3个敏感性试验及1个控制试验。为了讨论不同物理过程对BGM生成扰动的影响,定义扰动动能变化率对试验结果进行分析。结果表明:在热带地区积云对流强盛区内风场扰动能够快速增长。扰动增长机制在热带地区与中高纬地区有本质区别,热带地区扰动的发展主要受物理过程的作用,其中模式积云对流及湿物理过程对扰动中快速增长的部分起着至关重要的作用。中高纬地区扰动发展与背景场的斜压不稳定有关。  相似文献   

9.
The far-field amplitude of the waves generated by a steadily propagating radially symmetric disturbance on the beta-plane is calculated using Lighthill's method. From this can be obtained the fluxes of quantities such as wave energy which are radiated away from the disturbance. The radiated wave power is computed for a variety of forms of the disturbance. The rate of change of pseudomomentum in the system is also calculated: the component parallel to the motion of the disturbance is the radiated wave power divided by velocity. Results are compared to previous work and some physical issues are discussed.  相似文献   

10.
The effect of barotropic shear on baroclinic instability has been investigated using both a linear quasi-geostrophic β-plane channel model and a multilevel primitive equation model on the sphere when a nonmodal disturbance is used as the initial perturbation condition. The analysis of the initial value problem has demonstrated the existence of a rapid transient growth phase of the most unstable mode. The inclusion of a linear barotropic shear reduces initial rapid transient growth, although at intermediate times the transient growth rates of the sheared cases can be larger than in the unsheared case owing to downgradient eddy momentum fluxes. Certain disturbances can amplify by factors of 4.5–60 times (for the L2 norm), or 3–30 times (for the perturbation amplitude maximum), as large as disturbances based on the linear normal modes. However, linear horizontal shear always reduces the amplification factors. The mechanism is that the shear confines the disturbance meriodionally and therefore limits the energy conversion from the zonal available potential energy to eddy energy. The effect of barotropic shear on the transient growth is not changed much in the presence of either thermal damping or Ekman pumping. Nonmodal integrations of baroclinic wave lifecycles show that the energy level reached by eddies is not very sensitive to the structure of the initial disturbance if the amplitude of the initial disturbance is small. Although in some cases the eddy kinetic energy level reached by the wave integrated from nonmodal disturbance can be 25–150% larger than the normal mode integrations, barotropic shear, characterized by large shear vorticity with small horizontal curvature, always reduces the eddy kinetic energy level reached by the wave, confirming the results of normal mode studies.  相似文献   

11.
斜压大气中尺度扰动的有限振幅对称不稳定   总被引:2,自引:0,他引:2  
本文通过一个非地转、非静力的Eady模式讨论了斜压粘性流中的非线性对称不稳定。采用具有常值水平和垂直切变的基本场,考虑扰动沿基本气流方向不变,应用摄动方法,得到了非线性情况下扰动振幅的特性方程。结果表明,当δ>0时(δ是进行稳定性分析时所选取的无量纲小参数),振幅|A(T)|存在两个有意义的平衡点|A|_(b1)=0和|A|_(b2)=(-μ_2/μ_1)~(1/2)(μ_1,μ_2是和流体性质、区域大小以及波参数有关的量),|A|_(b1)为不稳定平衡点,|A|_(b2)为稳定平衡点。因此,不论初态如何,终态都趋于稳定平衡点,出现有限振幅现象。当δ<0时,振幅|A(T)|仅有一个有意义的平衡点|A|_(b1)=0,且为稳定平衡点。线性分析所得结果为非线性结果的特例。  相似文献   

12.
98.6连续暴雨的对称不稳定研究   总被引:1,自引:0,他引:1  
通过分析98.6连续暴雨过程的扰动风场与降水强度之间的关系,以及扰动风场与非线性和线性对称不稳定之间的关系,进而研究非线性和线性对称不稳定与降水强度和位置之间的关系,认为在日常降水预报中应注意扰动风场的变化以及非线性和线性对称不稳定。  相似文献   

13.
    
Arnol′d′s second nonlinear stability criterion for motions governed by a general multilayer quasi-geostrophic model is established. The model allows arbitrary density jumps and layer thickness, and at the top and the bottom of the fluid, the boundary condition is either free or rigid. The criterion is obtained by the establishment of the upper bounds of disturbance energy and potential enstrophy in terms of the initial disturbance field. Project supported by the State Education Commission of China Project supported by the National Natural Science Foundation of China and LASG, IAP, the Chinese Academy of Sciences  相似文献   

14.
The effects of baroclinic basic flow on a paralleled mesoscale disturbance development are investigated.By using the WKB method,two-dimensional perturbation equations with the anelastic approximation areanalyzed.The result indicates that the symmetric development of a mesoscale disturbance is due to the in-homogeneous thermal wind deviations and unstationality of the basic field.  相似文献   

15.
中尺度扰动的对称发展   总被引:4,自引:3,他引:4  
孙立潭  赵瑞星 《气象学报》1989,47(4):394-401
本文主要研究了斜压基本气流中中尺度对称型扰动发展的问题,旨在揭示中尺度扰动发展的内在本质。文中应用WKB方法,分析了二维动量无辐散近似下的扰动方程。结果是,中尺度扰动波包对称发展的原因是基本场的不均匀热成风偏差和非定常性。  相似文献   

16.
圆形涡旋大气中的横波不稳定   总被引:2,自引:0,他引:2  
讨论涡旋大气中,存在沿切向基流传播的横波型扰动,并采用数值方法讨论了柱坐标系下圆形涡旋系统斜压气流中这类扰动的不稳定,这是一类中尺度的重力惯性波的不稳定.研究了涡旋环境大气的层结稳定度参数N2、切向风垂直切变Vz、凝结潜热、涡旋特性及科里奥利参数f0对不稳定增长率的影响.圆形涡旋中同样存在横波不稳定的Eady模态和中尺度模态,得到了中尺度模态的扰动场分布特征:流场的不规则"猫眼"结构及慢速传播的扰动均集中在低层,而快速传播的扰动均集中在高层的扰动特征.  相似文献   

17.
用实测风场资料提取基本气流   总被引:1,自引:1,他引:1       下载免费PDF全文
该文从f平面线性无粘的二维Boussinesq方程组出发, 通过求取函数的极小值, 提出了从实测风场资料中提取基本气流的方案。用该方案提取的基本气流既满足控制方程, 同时又与实测风场之差其模的平方在垂直方向取平均后达到最小; 将实测风场与该基本气流相减, 可提取出扰动风场, 从而能研究基流的失稳问题和扰动场随时间的演变。该文还给出了该方案实际操作的数值计算方法, 并对实际个例进行了计算和分析, 实践表明用该方案提取基本气流是切实可行的。  相似文献   

18.
本文利用临界摄动方法,分析了中尺度大气对称扰动系统远离平衡态的物理结构。结果表明,在超临界分叉的条件下,系统远离平衡态,则扰动易强烈发展,系统的结构与Williams和Gray(1973)作合成分析的热带云团的物理结构基本吻合。   相似文献   

19.
SymmetricStabilityofRotationandBoussinesqFluidinBoundedDomainbyUsingNormalModeMethod¥RenShuzhan(任舒展)(LASG,InstituteofAtmosphe...  相似文献   

20.
与北极涛动或北半球环状模相关的纬向对称的正规模态   总被引:6,自引:3,他引:3  
作为一个全球气候变率的重要模态,北极涛动或北半球环状模态(AO/NAM)一般由北半球海平面气压变率的EOF1来表示。但是通常认为EOF1仅有统计学意义而并不能够表明它是否是一种实际的物理模态。另一方面,现有的波-流相互作用理论也仅能给出纬向风的纬向平均状况,而不能够保证沿着某一纬圈的变化,所以它并不意味着一个具有半球尺度的纬向对称的相干结构能够组织起来。因此AO/NAM的形成机制仍然是一个具有争议的问题。文章提出纬向对称的或环状的正规模态与基本气候态附近的线性(进而非线性)动力学之间有着最直接的联系,因而可能在AO/NAM动力学的理解中扮演重要角色。为了深入探讨AO/NAM的动力学本质,使用p-坐标球面原始方程计算了冬季北半球及全球气候基本态附近的线性动力系统纬向对称的正规模态,发现在半球尺度上的纬向对称正规模态具有AO/NAM的经向偶极子及垂直方向近似正压的空间结构特征。而这些纬向对称正规模的时间变化尺度取决于与其他非纬向对称正规模间的相互作用。从而说明了AO/NAM可能是半球尺度上纬向对称正规模态的动力学行为的反映。  相似文献   

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