一种适用于中国夏季暴雨系统诊断的非地转Q矢量ω方程

根据中国夏季暴雨系统的有关特点,导出一种适用于低层（８５０ ｈ Ｐａ 附近）单层ω诊断的非地转ω方程,它有别于迄今各种以“平衡方程”约束的非地转 ω方程。其中还适当地隐含非绝热作用,也包含了低层摩擦强迫。整个强迫场仍可写成一种简洁直观的矢量（ Ｑ）散度形式,以便应用于一般气象台业务分析预报中。     

坡面日出日没时角的配置关系与坡向坡度

对于给定的纬度和太阳赤纬,在水平面非极昼时的偏东（偏西）坡面上存在一对互补的坡向,以互补的两个坡向（一般临界坡向）为界,坡面日出日没时角的配置关系具有三种不同的形式。在两个一般临界坡向之间,在坡面日出日没时角的配置关系与坡度无关,或者为ω1=ωs1,ω2=ω0（偏西坡）,或者为ω1=-ω0,ω2=ωs2（偏东坡）。存在一参考坡度α0（arccos（sinφ／cosδ））,一般临界坡向之外的时角配置关系以坡度α0为界,具有不同的形式。如果坡度一定,可存在使非水平面极昼或极夜的特别临界坡向,在一般临界坡向之外,特别临界坡向前后,坡面日出日没时角的配置关系也不同。在一般临界坡向之外,如果坡向一定,可存在参考纬度φ0=arccos（｜cosδ／cosβ｜）,以及使非水平面极昼或极夜的临界坡度。以参考纬度为界,坡面日出日没时角的配置关系或者随临界坡度而变化,或者与坡度无关。     

用测风资料预报强降水的一种方法

(式中ω、f、g、p、v、ξ、z分别表示垂直速度、地转参数、重力加速度、气压、水平速度矢量、相对涡度、高度,下同。)可以看出,在绝热、准地转条件下,大气中产生垂直运动的因子有两个:(1)涡度平流随高度的变化,(2)温度平流的水平分布。     

准地转Q矢量的计算及其在强天气预报中的应用

一、前言在强天气的诊断分析和预报中,常常要了解上升运动、锋生函数及非地转运动等物理量的分布与强度,由于计算这些物理量所需求的资料量较大,给日常的应用带来不便。Hoskins等提出的“Q矢量分析方法”就是用Q矢量来描述这些物理量的分布和强度,其形式简单,物理意义清楚,能弥补传统准地转ω方程的缺点,而且计算简便,资料需求量少。Barnes     

■矢量与湿ω方程及其应用

一、引言用准地转ω方程诊断大气的垂直运动是一种比较常见的方法。但用常规ω方程进行垂直运动的定性定量分析时,有其不可忽视的缺陷。Hoskins等指出这些缺陷,并对此作了分析。在此基础上,他们对ω方程作了重新推导,用一种新的表示方法来描写强迫项。经改写后的ω方程,不仅强迫项的形式简单,而且还有物理意义明确等优点。大气中的垂直运动仅依赖于Q的散度,通过考虑等压面上的高度场和温度场即可推断出天气图上垂直运动的分布。但准地转ω方     

台风的内力指向何方?

一般都认为台风的内力在北半球都是指向北方,这种看法值得讨论。台风的内力主要是因为台风环流内部各点柯氏力的分布不均而引起的。柯氏力F=2Vωsinφ,其中V是风速,ω是地球自转角速度,φ是纬度。从上式可看出台风环流内部各点F的大小与各点所在的纬度φ及风速V~*有关,若单从φ这个因素来看,由于台风环流北侧各点的φ_N大于处在南侧各点的φ_s,所以F_N>F_s~(**)(见图一a)F_N-F_s=△F,这个净增力△F是指向北方的(符号为正)这就是我们通常所说的台风内力是指向北方的道理。但是,如果我们再考虑V的因素,情况就不竟然完全如此了,甚至常常出现相反的情况,如V_s>V_N时(见图一b),当大到足够量时,也就是V的作     

泊松方程分解解法迭代参数的一种选择

在大气动力学的研究过程中,常用位涡度方程讨论大尺度天气过程的动力学特征,一般可把位涡度写成~2φ λ~(-2)φ=ω(其中φ表示流函数)。因此求位涡方程数值解的过程中,除了要解决所谓“非线性”问题之外,还要考虑椭圆型方程的数值方法。李荣凤等说     

潜热在准地转ω—方程中的作用

本文讨论准地转ω—方程在中低纬地区的应用问题,认为考虑了潜热加热的湿ω—方程可以比干ω—方程更好地反映大尺度垂直运动的概况。在湿ω—方程中,同时考虑三维平流的加热作用比只考虑垂直平流的加热作用效果好,尤其能较好地确定出与降水有关联的较强的上升和下沉运动的区域和量值。      

非线性波 波相互作用对准２０ａ气候年代际振荡的影响

从简单海气耦合相互作用的非线性方程组出发,导出描述大气和海洋运动的无量纲准地转涡度方程．对准地转涡度方程引入双时间尺度后,在准共振条件Ｋ１＋Ｋ２＋Ｋ３ ＝０和ω１ ＋ω２ ＋ω３ ＝Δω下,求得大气和海洋波－波非线性相互作用的２组耦合方程,其中大气耦合方程中含有海洋强迫作用项．由这２个耦合方程组求得大气和海洋波动能量变化周期的近似解．结果表明：在考虑非线性效应的情况下,由波动共振引起的大气和海洋波动能量变化在中纬地区具有准２０ａ的周期,说明非线性效应对海气耦合也具有调制作用,从而确定准２０ａ气候年代际振荡形成的新机理．     

圣帕台风暴雨的非地转湿Q矢量的诊断分析

利用WRF中尺度模式模拟了台风"圣帕"登陆后减弱成热带低压造成湖南省大暴雨的过程,使用模拟输出的高分辨率资料,借助非地转湿Q矢量对这次暴雨过程做了详细的诊断分析.结果表明:非地转湿Q矢量能比较清楚地揭示此次暴雨演变过程,尤其700 hPa的非地转湿Q矢量散度场对降水预报具有较好的指示意义,其散度辐合区域对应着降水的落区,散度辐合强度变化指示着降水强度的变化趋势,并且非地转湿Q矢量散度辐合强度的大小可预示着未来3～6 h降水的强弱,是具有预报价值的;非地转湿Q矢量散度是非地转ω方程的强迫项,并与地形条件共同作用激发了地面中尺度系统的发展与次级环流的形成,是此次暴雨得以发展与维持的机制.     

特殊风压场中强降水临近预报的探讨

通过简化的降水率公式、散度方程和运动学公式,在强降水上空满足特殊风压场(高层地转偏差大于实际风)和(低层地转偏差大于实际风)的条件下,导出了与天气尺度运动的正相对散度中心相对应的强降水加强、减弱及移动的判别式。并以蚌埠为例定性地作了临近预报,结果与实况一致。讨论表明:在天气尺度运动正相对散度中心对应的强降水上空,满足上述条件下,高、低层非地转运动在地转涡度平衡态(fζ=▽~2φ)附近摆动,通过正相对散度中心的变化,影响强降水加强、减弱。     

非地转湿Q矢量及其在华北特大台风暴雨中的应用

在非地转 Q矢量的基础上 ,考虑天气系统发展的主要热力强迫因子——非绝热加热作用 ,引入非地转湿 Q矢量的概念 ,并推导出其表达式以及用非地转湿 Q矢量散度为唯一强迫项所表示的非地转ω方程。同时 ,用非地转湿 Q矢量分析方法诊断了由北上台风倒槽引起的一次华北特大暴雨过程 ;结果表明 ,非地转湿 Q矢量能较清楚地揭示暴雨过程系统的演变 ;通过比较非地转湿 Q矢量、垂直速度和不考虑“湿”过程的“干”Q矢量散度与暴雨落区的配置关系 ,结果发现 ,非地转湿 Q矢量与降水落区存在最佳的对应关系 ,非地转湿 Q矢量散度负值区能较好地预报出未来 6h的降水落区 ,而且其中心数值的大小与未来 6h降水的强度存在正相关的对应关系 ,从而说明非地转湿 Q矢量对于暴雨天气系统诊断和预报是一种十分有效的工具 ,其散度负值区可以作为未来 6h降水落区预报的重要指标 ,为暴雨的预报提供了更广阔的思路     

正压大气非线性波的二级近似(一)——涡度方程和散度方程的求解

本文是用摄动法求取正压原始方程一类非线性大尺度慢波解的二级近似的第一部分,通过求解二级问题中的涡度方程和散度方程,给出了速度势和非地转位势的二级修正的解析表达式,并计算了准地转性参数ε=0.3时散度和非地转涡度的分布.     

四川省屏山县新安镇红土滑坡滑带土抗剪强度参数反演分析

滑坡滑带土抗剪强度参数选取对滑坡稳定性计算及其评价至关重要。以四川省屏山县新安镇红土滑坡为例,通过反演分析计算滑带土抗剪强度参数(粘聚力C,摩擦角φ值),并结合滑带土的力学试验测出的参数,综合确定滑带土抗剪强度参数指标。结果表明,滑带土抗剪强度参数粘聚力C值和摩擦角φ值受临界状态约束条件影响较大,且粘聚力C值、摩擦角φ值对滑坡稳定性敏感程度差异性较大,滑坡的稳定性对粘聚力C值的敏感性较低,对摩擦角φ值的敏感性较高,并得出了抗剪强度指标:C=13.5 kPa,φ=8.5°,与力学试验测出的抗剪强度参数值相比,结果基本一致。     

利用机场地面情报计算边界层下部垂直风切变的方法

在机场气象台没有天气情报的条件下,确定了利用地面情报计算边界层下部垂直风切变所需要的重要参数Ri数、μO-H和地转风速值Vg;介绍了根据这些参数计算边界层下部垂直风切变的法,并对结果进行了讨论.对保障飞行安全有一定的现实意义.     

利用机场地面情报计算边界层下部垂直风切变的方法

在机场气象台没有天气情报的条件下，确定了利用地面情报计算边界层下部垂直风切变所需要的重要参数Ri数、μO-H和地转风速值Vg；介绍了根据这些参数计算边界层下部垂直风切变的法，并对结果进行了讨论。对保障飞行安全有一定的现实意义。     

非地转湿Q矢量的改进及其应用

在完全考虑非绝热加热项作用的前提下,从原始方程出发,推导出改进后的非地转湿Q矢量(Qq),以及用其散度作强迫项的ω方程,将其应用于一次梅雨锋暴雨诊断分析,结果表明:改进后的非地转湿Q矢量对同时刻地面降水的反映能力较岳彩军改进的湿Q矢量(QM)、原非地转湿Q矢量(Q*)、非地转Q矢量(Q#)有显著的提高;在整个梅雨锋暴雨过程中,500 hPa高度上的Qq矢量散度辐合场的辐合强度及其辐合中心位置对同时刻的降水强度及雨区位置有非常好的指示作用;Qq矢量的垂直分布揭示了次级环流的方向和强弱,暴雨位于次级环流的上升支附近.     

Q矢量研究进展

1978年至今30多年期间,Q矢量一直不断得到改进与完善,并被广泛应用于天气诊断分析及实际业务预报。Q矢量理论研究主要包括:准地转Q矢量、C矢量、广义Q矢量、半地转Q矢量、非地转干Q矢量、非地转湿Q矢量及非均匀饱和大气中的非地转湿Q矢量等。Q矢量应用研究主要包括:Q矢量分解及对Q矢量诊断分析能力的提高;Q矢量散度被定性用于短期天气预报工作;对以Q矢量散度为强迫项的ω方程的迭代计算及水汽作用的考虑,则将Q矢量分析应用于定量降水预报(QPF)。基于对30多年来Q矢量分析的理论研究及应用的总结、分析基础上,最后进行了有意义的讨论,指出了现阶段仍然存在的问题,并对未来研究工作方向进行了展望。     

副热带天气尺度系统短期演变的泛准地转机理

在 Rossbs数λ《1的情况下,如果在大范围降水区域中潜热增温率大于温度平流,或者因热力对流引起的动量铅直传递大于动量平流,都能使运动偏离准地转状态。散度场和垂直速度场都比准地转情况下强。但除少数极端情况外,涡度场仍是准地转的。基于这一点,关于西风带天气系统准地转演变的一些基本原理也适用于一般副热带场合。本文论证了上述观点,提出泛准地转演变的概念。并给出一种能够清晰、简洁地表述泛准地转演变中各种扰源制约场变化的一般规律近似解析解。特别讨论了水汽潜热和涡度的对流铅直传递在其中的地位。     

夏季江淮气旋的准地转诊断分析

本文通过实例计算,讨论了包含潜热的淮地转ω方程在夏季江淮气旋活动及梅雨暴雨预报中的适用性,并分析了绝热因子和非绝热因子的贡献。主要结论有:(1)上述方程可以较准确地确定上升、下沉区及其主要中心的位置;(2)垂直运动的符号基本上可由绝热因子确定,潜热加热对上升运动起增辐作用;(3)稳定性降水对地面低压中心的生成起主要作用;(4)可以通过计算500hPa Q矢量散度来预报降水区、暴雨区及气旋波活动的位置。