非对称环流的细致结构与台风路径的摆动

应用准地转三层斜压模式数值模拟热带气旋的移动，详细分析热带气旋非对称环流的三度空间结构及其与热带气旋移动的关系。结果表明：非线性涡度平流与线性β项相结合不但可以产生大尺度β涡旋对，而且还可产生小尺度涡旋对；这两种不同尺度的非对称涡旋不断相互作用，导致热带旋移速的振荡和移向的摆动。     

斜压涡旋中的通风气流与热带气旋移动的关系

应用准地转斜压模式数值模拟了热带气旋的移动。将热带气旋的流场分解为轴对称分量和非对称分量，研究非对称流场中的通风气流矢量与热带气旋移动矢量的关系。数值试验结果表明：（１）在热带气旋的非对称流场中，不但有大尺度β涡旋，而且还有小尺度涡旋。（２）小尺度涡旋与大尺度β涡旋之间的相互作用导致热带气旋移向的摆动和移速的振荡。（３）应用Ｆｉｏｒｉｎｏ和Ｅｌｓｂｅｒｒｙ的方法计算的通风气流矢量与热带气旋移动矢量有很大偏差。（４）应用改进的方法计算的通风气流矢量与热带气旋移动矢量相关密切。     

热带气旋强度影响其移动的物理机制

应用无基本气流的无辐射正压模式研究热带气旋强度影响其移动的物理机制，结果表明，（１）弱（强）热带气旋的大度尺β涡旋弱（强）通风气流速度小（大），因而其移速慢（快）（２）弱的与强的热带气旋的大尺度β涡旋的方位位相之差，通风气流方向之差都很小，因此其移向的差别也很小；（３）热带气旋移速振荡和移向摆动的周期与小尺度涡旋活动的周期相接近，在热带气旋内部区域；弱（强）热带气旋的切向风速小（大），小尺度涡旋活     

热带气旋的水平尺度对其移动的影响

应用无基本气流的无辐无正压模式研究热带气旋的水平尺度对其移动的影响,水平尺度较小的（较大的）热带气旋向西北偏北（西北偏西）移动,水平尺度较小的（较大的）热带气旋使其大尺度β涡旋逆时针旋转一个较小的（较大的）角度αｉ。热带气旋的移向θｃ与角度αｉ有关,即θｃ≈３６０°－αｉ。因此,热带气旋的移向随其水平尺度的增大而逆时针向偏转。     

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。     

热带气旋中β偶极涡的数值模拟

通过数值模拟来研究热带气旋中的β偶极涡环流，结果可见，在中层的偏差流场上，有清晰的β偶极涡环流，即涡旋中心以西为气旋性环流，以东为反气旋性涡旋，理论分析表明，该β偶极涡环流是由地转涡度平流造成的。     

影响热带气旋结构和运动的两类因子的数值研究

利用一个β平面正压准地转模式，实施了４组时间积分大于５ｄ的试验。结果表明：涡度平流和β效应同样重要，它们对热带气旋的结构和移动均具有明显影响。     

鞍型场对热带气旋移动路径影响的研究

鞍型场是一种特殊的流场,鞍点附近气压梯度很小,风场很弱,引导气流不明显。当热带气旋进入鞍型场时,会表现为停滞、打转、突然转向等异常路径。采用NCEP资料对2011年热带气旋"梅花"路径和大尺度形势场分析结果表明,在其整个生命史中出现三次移动路径转折,热带气旋进入鞍型场后,出现在鞍点附近停滞、移动缓慢、突然转向等异常路径。利用理想变形场和兰金涡旋相结合的鞍型场作为背景场,用梯度风平衡构造了理想热带气旋,分别考虑了科氏参数为常数和β平面近似两种情况,利用二维浅水模式对热带气旋处于鞍点和收缩轴附近不同位置的情况进行了数值对比试验。当科氏参数为常数时,处于鞍点位置的热带气旋在鞍点停滞;而当采用β平面近似时,处于鞍点位置的热带气旋向东北低压一侧移动,并和低压合并。当初始热带气旋处于鞍点南侧的收缩轴上以及偏东或偏西100 km时,会出现三种截然不同的移动路径。试验结果表明:鞍型场对热带气旋有"陷阱"作用。当热带气旋进入到鞍型场区并接近鞍点时,在β漂移和弱引导气流作用下,可能陷入鞍点附近区域,移动缓慢,出现异常路径,也可能沿着膨胀轴向偏东或偏西方向移动,使得热带气旋突然转向。热带气旋的移动对其和收缩轴的相对位置十分敏感,数十千米的偏差可能会导致截然相反的移动路径。     

热带气旋结构对其运动的影响

我们采用无辐散正压数值模式,在无基本气流的条件下研究了热带气旋结构对其运动的一些作用。正如 DeMaria 先前所指出的,初始最大风速对涡旋轨迹影响甚微。与β效应相联系的涡旋移动十分敏感地依赖于离中心300至1000km 范围内的气流强度。如果此圆环内的气流气旋性加强,则涡旋轨迹也会气旋性地转向,在北半球其移动更偏向于西。通过分解出对称和不对称环流,我们讨论了β漂移的动力学。对称气流经历了最大风速稍微减弱和在600km 以外激发出一反气旋环流的过程。不对称环流由方位1波环流所支配,中心东侧有一反气旋环流圈,西侧有一气旋性环流圈,两环流圈之间有一近于均匀的,尺度较宽的通风气流。涡旋移动的速度和方向几乎等同于该通风气流在涡旋内有显著气旋性环流区域上的平均值。模式流函数趋势方程的分析证实,线性β项导致初始不对称环流圈的形成。对称涡旋气流平流不对称环流,这一非线性项使两环流圈之间的内部区域发生扭曲,并使通风气流的方向由向北演变成向西北。由于该项几乎与线性β强迫相平衡,所以流函数时间趋势(及涡旋移动)主要由通风气流平流对称涡旋这一项决定。     

热带气旋逆时针打转物理机制的研究

应用一个无基本气流的准地转斜压模式数值模拟热带气旋逆时针打转运动。分析结果表明：对称气流对非对称涡度的平流引起非对称流场中的小尺度涡旋和通风气流逆时针旋转；旋转的通风气流引导热带气旋作逆时针打转运动。     

VENTILATION FLOW IN A BAROCLINIC VORTEX RELATED TO TROPICAL CYCLONE MOTION*

The tropical cyclone motion is numerically simulated with a quasi-geostrophic baroclinic model.The flow field of a tropical cyclone is decomposed into its axisymmetric and asymmetric components.The relation between the ventilation flow vector and the motion vector of the tropical cyclone is investigated.The results of numerical experiments indicate:(1) There are both large-scale beta gyres and small-scale gyres in the asyrnmetric flow field.(2) The interaction between small-scale gyres and large-scale beta gyres leads to the oscillation of translation speed and translation direction for the tropical cyclone.(3) There are the large deviations between the ventilation flow vector calculated by means of Fiorino and Elsberry's method and the motion vector of tropical cyclone.(4) The ventilation flow vector computed using the improved method closely correlates with the motion vector of the tropical cyclone.     

VENTILATION FLOW IN A BAROCLINIC VORTEX RELATED TO TROPICAL CYCLONE MOTION

The tropical cyclone motion is numerically simulated with a quasi-geostrophic baroclinic model.The flow field of a tropical cyclone is decomposed into its axisymmetric and asymmetric components.The relation between the ventilation flow vector and the motion vector of the tropical cyclone is inves-tigated.The results of numerical experiments indicate:(1) There are both large-scale beta gyres andsmall-scale gyres in the asyrnmetric flow field.(2) The interaction between small-scale gyres andlarge-scale beta gyres leads to the oscillation of translation speed and translation direction for the tropi-cal cyclone.(3) There are the large deviations between the ventilation flow vector calculated bymeans of Fiorino and Elsberry's method and the motion vector of tropical cyclone.(4) The ventila-tion flow vector computed using the improved method closely correlates with the motion vector of thetropical cyclone.     

2009年秋季冀中南暴雪过程的地形作用分析

2009年11月10-11日,河北中南部地区出现了回流暴雪天气,强降雪中心位于太行山喇叭口地形南侧迎风坡处。本文使用MM5数值试验结果分析中小尺度地形对于降雪的影响。结果表明：在喇叭口地形作用下北侧为下坡风,南侧为迎风坡,出现上升运动;由于向东开口的喇叭口地形对于气流有汇聚作用,整个喇叭口地形上空到800 hPa为地形辐合产生的上升运动。垂直剖面显示低层地形产生的上升运动冲破逆温层（或与逆温层内波动的上升支叠加）,与700 hPa以上的西风带低槽系统引起的上升支叠加,加强了垂直上升运动,且东北风遇山后呈现出两支气流,一支在山前堆积下沉,一支在山前冷空气堆前上升,且山前冷空气下沉支逐步形成环流圈,说明冷空气在山前堆积,气流在冷空气堆以东上升。这可能是降雪中心在平原而不在山坡的主要原因。     

强热带风暴“黄蜂”移速突增成因初步分析

通过大尺度环流形势、卫星云图、地转引导气流和湿热成风等资料对0214号强热带风暴突然加速的成因进行了较为细致的分析，得出大尺度环流形势的改变、引导气流的加强及热带风暴云系的变化是“黄蜂”移速突增的可能原因，所得结果可对今后预报提供一些启示和参考。     

Mathematical modeling of water and solid matter motion by the example of the Neva River

A mathematical model of water and solid matter motion is proposed in a three-dimensional formulation. Interrelated calculation of variables describing the state of the water flow and the flow of solid matter is presented. Bottom sediment resistance to the flow motion is presented by such characteristics of the soil as the coefficient of internal friction of the soil and cohesive force of the soil at shear. Computation results for 60-km reach of the Neva River are given as an example of model calculation.     

热带大气中的地形强迫运动

本文研究了在基本气流无切变和有切变的情况下地形对低伟大气大尺度定常运动的影响。从赤道β平面的线性化正压原始方程出发,求得一个解析形式的地形影响函数。对它的分析表明:大气的受迫运动不仅取决于越过山脉的基本气流的方向,而且还与山脉所处的纬度以及山脉的尺度有关。当适度的西风越过山脉时,会在背风侧形成地形槽。在线性模式中,基本气流的东西风切变对地形强迫波的经向伸展范围起限制作用。利用本文的模式,对东南亚近赤道地区的气压场和流场进行模拟,其结果与观测事实定性一致。最后,本文还讨论了越赤道气流通道的形成机制。      

高空西风急流和低空南风急流中的冷锋环流

文中利用原始方程模式研究了不同背景风场中的冷锋环流，计算结果显示，对越锋非地转环流和锋区垂直运动起主要作用的是垂直于锋面的背景风场，沿锋的背景风场也有影响，但比前者小得多，后者产生的越锋非地转环流和上升速度也比前者弱得多；具有强垂直切变的西风急流更有利于在锋区产生强的越锋环流和大的上升速度；此外，越锋非地转环流还与Richardson数的小值区相联系。     

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。