南北两半球大气的相互作用和季风的本质

理性分析和利用NCEP/NCAR资料进行统计分析表明:大气环流的季节变化和越赤道气流即两半球的相互作用首先是由于赤道面与黄道面有交角而使太阳辐射有年变化所致,行星热对流环流是热带季风的"第一推动力",而地表面特性差异(海陆热力特性差异以及地形高度等)所导致的准定常行星波为"第二推动力".如以推动大气质量跨纬圈传输的效力来看,平均来说二推动力的功效之比为2:l.第二推动力在亚澳季风区与第一推动力合拍,使热带季风在亚澳区内最明显,而各经圈环流圈的上下及南北关联及与中高纬准定常行星波的配置则使全球范围内从低纬到高纬、从低空到高空有地域性的明显季节变化区,从而构成三度空间的全球季风系统.     

南北两半球环流相互作用及过赤道气流

本文利用欧洲气象中心提供的1982年5—8月的资料进行了谱分析,结果表明在准双周振荡中,西北太平洋辐合带上的扰动和澳大利亚冷空气活动之间无因果关系。辐合带上的扰动引起过赤道气流的变化,过赤道气流振荡形式是自东向西移。综合分析表明,过赤道气流的增强主要是北半球台风引起的,与澳大利亚寒潮爆发关系不大。     

从南北两半球大气环流的特征看亚洲太平洋地区副高活动

副高活动的预报,是日本长期预报的一个很重要的问题。一般认为副高的活动似乎与南半球环流特征有关。本文研究了从亚洲到太平洋地区的副高活动与南北半球环流特征的关系,得到如下的结论:1、对北半球的东半部副高活动有影响的西藏高压的活动,与北半球极地环流有密切的关系。     

波和湍流的相互作用

利用Burger's和巢纪平提出的湍流发生模型计算了不同R_e数和R_i数情况下系统的状态,可能的形态有:无扰动的基本场、重力内波、湍流。找到了这三种状态相互转换的临界R_e和R_i数值。指出R_i<1/4是出现湍流状态的必要条件。在R_i>1/4时,R_e=2π~2处是发生Hopf分岔出现重力内波(周期解)的条件。波和湍流的能量来自基本速度场和基本温度场,一旦波和湍流形成后又影响基本场.若初始的R_i在1/4附近(稍大于1/4),重力内波形成后最终可能使R_i数反小于1/4,进入湍流状态,这就是湍流和内波在大气中间歇发生的原因。所计算出的相轨线和Liapunov特征指数验证了各种状态的确实性。     

对流尺度相互作用动力学

1.引言Bohan(1981)用高分辨静止气象卫星资料制作的影片指出了对流尺度相互作用(CSI)(Purdom,1979)在决定深厚对流发展和演变过程中具有非常重要的作用。CSI 与降水对流风暴产生的外流边界有直接联系,表现为这些外流边界(弧状云线,Purdom,1973)与其它对流区、对流线以及边界的合并     

太平洋海气相互作用的时空变化

本文根据1957-1976年赤道太平洋海温和北太平洋海平面气压的月平均资料,计算了它们之间全年(1-12月)逐月的时滞相关,分析了北太平洋副热带反气旋影响赤道海温和赤道海温对副高反馈的季节变化.发现它们之间的联系不同季节、不同地区有明显差异:副热带反气旋对赤道海温的影响(负相关)以春季最大,秋季最小;赤道海温的反馈,对副高的不同部分作用不同,对副高主体的作用(正相关)以冬半年最大、夏半年较小(尤其是盛夏),对西部副高脊的作用(负相关)相反,以夏半年最大,冬半年较小.其过渡期为5月和11月.同时对其季节变化的可能原因也提出了一些初步看法.其中特别强调了大型环流背景的基本状态(包括平均垂直环流)对海气相互作用过程的重要性.     

大气中孤立波的相互作用

本文讨论无限深上层流体和有限深下层流体的两层流体系统，该系统是大气的一种近似模型。采用拉格朗日坐标系，从无粘不可压流体力学方程式出发，利用摄动方法获得了所讨论系统中界面孤立波迎撞的摄动解。结果表明，在迎撞前后每个波独立地由Benjamin-Ono方程所描述，即波的形状不发生变化，迎撞的效应由相移来体现。     

地气相互作用的自适应多级模拟

自适应多级模拟（ＡＭＭ）方法能将大气模式和陆面水文模式安全耦合，并保持其大尺度（大气）分量和区域（陆地）分量间的一致性，用这个方法研究了三个个例。     

热带海洋海气相互作用的区域差异

用NCEP/NCAR40年再分析1000hPa月平均风场资料及COADS月平均海表温度资料，对热带西、中、东太平洋、热带大西洋和印度洋五个区域的海气异常作了奇异值分解（SVD）。比较区域间SVD的主要参数和分析第一奇异向量及其时间系数表明，热带海气相互作用可区分为三类；热带东、中太平洋属‘单元型’，ENSO是唯一重要的过程，热带西太平洋、印度洋属‘二元型’，除了ENSO过程，还应存在唯一重要的过程；热带西太平洋，印度洋属‘二元型’，除了ENSO过程还应存在另一重要过程，热带大西洋属‘多元型’，其构成复杂，ENSO循环则不明显。     

海气相互作用的零维模式

利用文献[4],本文求出了考虑海气耦合时零维模式的平衡态,讨论了它们的稳定性和现代气候的敏感性问题。 结果表明:气候系统存在三个平衡态,两个稳定态分别表示冰期和间冰期气候;当考虑海气作用时,现代气候条件下的敏感性比不考虑海气作用时小,外参数变化为1%,温度平均变化为1°K左右。 在此基础上,就随机模式的反馈系数提出了不同的看法,对随机分析作了简略探讨,并用实际资料进行了检验。      

湍流不同尺度间的相互作用

湍流是由各种不同尺度的涡旋构成的。从整体上讲,存在Ｋｏｌｍｏｇｏｒｏｖ导得的惯性区结构函数的２／３次方定律和能谱的－５／３次方定律。这种幂律相关的湍流是由每种尺度上指数相关的局部相似的Ｂｒｏｗｎ运动所构成,从而从理论上解释了不同尺度之间的相互作用以及湍流系数Ｋ随尺度变化的规律,初步论证了大气不同层结下湍流系数的差别。结果对研究大气、海洋不同尺度间的相互作用有重要意义。     

双台风相互作用的数值研究

无基本气流的情况下，应用无辐散正压模式对初始呈西北-东南等方位的双台风相互作用进行数值研究，探讨了非对称理论在双台风相互作用中的应用。试验结果表明：双台风的运动特征能够运用非对称理论进行解释；非对称流函数场中，通风气流分别控制着双台风的移动，同时双台风的移动对其对应的非对称结构具有反作用。试验还表明，台风非对称结构内小尺度涡旋的强度及其绕台风中心逆时针旋转的快慢与台风路径的摆动关系密切：模式可以模拟出台风逆时针打转、“蛇形”摆动等异常移动路径。     

双热带气旋相互作用的研究

采用无基本气流的无辐散正压模式模拟了双热带气旋的运动。应用非对称理论研究了双热带气旋的相互作用。双热带气旋中的每个热带气旋主要由通过其中心的非对称气流（即通风气流）作用而移动。这股非对称气流是由其自身的线性和非线性效应产生的非对称涡旋与其配对热带气旋形成的非对称涡旋相叠加而引起的。     

臭氧和平流层动力学的相互作用

讨论了给定的南极春季臭氧洞(取自1979—1985年臭氧减少的观测结果)对二维平流层—对流层模式中温度和环流的影响。11月份,南极上空约17km处,温度最多可降低6℃。这种温度变化引起的平均经向环流对臭氧洞起填塞作用,不过,这种影响很小,每年仅产生14DU的变化。观测事实表明,近年来10月份,南半球波活动减弱。为此,我们作了南半球波作用全年都减少一半,并考虑了臭氧洞的数值试验。结果表明,臭氧柱在11月份76°S减少了44DU,在赤道却增加了12DU。     

海气相互作用与长期天气预报

本文根据世界气象组织自1984年以来召开的几次规模较大的长期天气预报学术会议及海气相互作用的专题讨论会的报告和文集,简要地介绍了这方面的动态和主要进展。指出ENSO循环和季节内部振荡的观测研究和数值模拟研究对加强长期天气预报的物理基础具有重要意义,重点介绍了英国气象局用5层和11层大气环流模式进行长期预报试验的结果。这些试验表明,在长期数值天气预报中采用实测的海表温度对减小预报误差,提高预报技巧有肯定的作用。     

大气中的波流相互作用研究进展

简要回顾了近年来关于波动同纬向平均流相互作用的研究进展,重点讨论了E-P通量和波作用守恒理论的研究进展,同时,还介绍了波流作用稳定性问题的理论研究动态。     

双台风相互作用及其影响

采用三维变分混合同化方法对双台风菲特（1323）和丹娜丝（1324）、天鹅（0907）和莫拉克（0908）进行数值模拟,并在此基础上,采用移除双台风中任一台风和增强或减弱任一台风的方法,对双台风的相互作用进行了敏感性试验。结果表明:台风丹娜丝的作用导致台风菲特路径偏南,移速偏慢;台风菲特的作用导致台风丹娜丝路径偏北,移速变化不大。双台风相互作用使台风菲特和丹娜丝强度发生变化。在台风菲特强盛阶段强度更强,减弱消亡阶段强度更弱。2013年10月6-9日我国华东地区出现的强降水主要受台风菲特影响,台风丹娜丝使降水强度增强、强降水中心位置偏南。双台风相互作用使台风天鹅移向偏南,移速偏快,但台风天鹅对台风莫拉克的移向、移速影响不大;台风天鹅路径盘旋曲折,每次移向的变化都与台风莫拉克有关;台风天鹅打转程度与台风莫拉克的强度呈正相关,双台风间存在涡度、水汽通量等的相互影响及输送机制。     

大气中的波流相互作用研究进展

简要回顾了近年来关于波动同纬向平均流相互作用的研究进展,重点讨论了E-P通量和波作用守恒理论的研究进展,同时,还介绍了波流作用稳定性问题的理论研究动态。