关于积分大气涡度方程的图解法

最近十五、六年以来高空大范围温压场的数值预报有着很大的成就。这方面首先是И.А.Кибель的工作,他给出了对流顶以下,地球边界层以外的天气方程组,并且求出了第一、二两次近似形式的解。之后,J.G.Charney以类似的方法,但在很不同的边界条件下解出了涡度方程式,来预报高空大范围温压场(见参考文献)。实际的预报试验证明,这些方法的预报结果至少已经可以和气象业务机构的日常预报相比较,甚至还要更好一些。     

全型涡度方程和经典涡度方程比较

在简要回顾经典涡度方程和全型涡度方程推导的基础上,比较了两种涡度方程的异同.集中讨论全型涡度方程新的物理内涵,证明了与稳定度和斜压性变化(锋生、锋消过程)相联系的内部强迫以及与摩擦耗散和非绝热加热相联系的外部强迫所诱发的涡度发展的机制.最后,指出了全型涡度方程的天气和气候应用前景.     

大气边界层中散度、涡度、铅直速度的计算

前几讲介绍的散度、涡度、铅直速度、水汽通量散度的计算,都没有考虑地形起伏和摩擦作用。很显然,这与实际情况有出入。本文介绍作上述物理量时,怎样考虑地形和摩擦等。 一、地面附近散度、涡度、水汽通量散度的计算 当地面各测站拔海高度差别较大时,则不能用第一讲中介绍的公式求散度,而应加上地形坡度的影响。这是因为辐散、辐合现象是对同一个水平面上的风场     

涡度的计算

天气图上流线的形状,各式各样,经过分析归纳,不外乎由平移、辐合、辐散,变形、旋转等几种型式组合而成。涡度这个概念,就是为了定量描述空气旋转情况而引入的。     

正压大气中大尺度运动的涡度熵

本文在引入涡度熵概念的基础上,在绝热和无摩擦作用的情况下,对正压大气中大尺度运动的涡度熵的产生进行了讨论。指出β效应,辐散效应和地形作用是产生涡度熵的因子,而且我们还用涡度熵的概念对大气中偶极子阻塞的形成过程进行了解释,加深了我们对偶极子阻塞形成过程的理解。     

全型垂直涡度倾向方程和倾斜涡度发展

文中证明了不仅包括动力因子,而且包括热力因子、摩擦耗散及非绝热加热作用的和可用于三维空间的全型垂直涡度倾向方程。证明经典的、平面上的涡度方程只是它的特例。并且用该全型涡度方程严格证明了倾斜涡度发展（ＳＶＤ）理论。沿着倾斜等熵面下滑的气块,当热力参数ＣＤ减小时,其垂直涡度将发展。最后通过用θ坐标模式模拟一次西南低涡的形成,证明ＳＶＤ引起的涡度发展要比传统所考虑的辐合项的贡献大一个量级。     

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.     

滞弹性系统中对称扰动的涡度方程的特征分析

采用滞弹性近似下的三维中尺度大气动力学方程组,得到了滞弹性系统中对称扰动的涡度方程,并对涡度方程中各物理量进行分析。研究结果表明,相对于浅对流的情况而言,深对流情况下对称扰动的涡度方程较为复杂,滞弹性近似对于研究深对流运动是有效的。     

正压大气非线性波的二级近似(二)——位涡度方程的求解

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二部分,提出了一种在电子计算机上进行某些初等函数非数值运算的方法,由此求得了二级问题中位涡度方程的解.数值试验的结果表明,所求得的二级近似是合理的.     

运用地理参数计算平均涡度、散度

用“三站法”——三站实测风简便计算涡度、散度时，会遇到数据量大．不便于自动化处理，计算精度受人为因素制约等问题．为配合地级预报自动化系统建设，特引入测站地理经度、纬度参数，使计算的涡度、散度更趋于客观，数据量减少，便于计算机自动化处理。     

基于风廓线网的散度和涡度计算

近年来风廓线雷达在全国范围内的建设为预报员提供了更高时空分辨率的实时风场观测资料,介绍了从风廓线网计算水平散度和涡度的三点法的基本原理、算法及两种三点法的等价性。根据上海地区风廓线网中尺度特性,对梅雨期间一次过程进行计算,并与不同资料和差分方法进行了比较,以考察利用风廓线网分析中尺度系统结构的能力。结果表明,在边界层内存在明显正涡度区与负散度区,与此期间发生的降水相配合,误差小于差分方法。     

正压涡度方程中考虑粘性项与平滑过程的一些意见

本文首先讨论了如何依据空间步长来选取平滑系数。其次考虑在涡度方程中加上粘性项后对微分方程解的影响,讨论如何选取适当的粘性系数。第三讨论涡度方程加粘性项后对差分格式计算稳定性的影响,证明了在常用时间中心差分格式中应把粘性项取在第(n-1)时间层,这样计算才是稳定的。反之,如把粘性项取在第n时间层,则差分格式计算不稳定。并且时间向前差的格式在加上粘性项后也可以稳定,但要求的粘性系数过大。最后讨论了用涡度方程作数值预告时加上平滑过程与加上粘性项之间的关系,从计算上看,二者并不等价。但可以把平滑过程与扩散方程类比,以确定适当的平滑系数。     

全型垂直涡度倾向方程的另一导出形式

地球大气运动同时满足牛顿第二定律与热力学第一定律,利用大气动力与热力方程对热力与动力变量的联系,直接将变形处理后的大气运动方程(涡度方程)与热力学方程结合起来,导出了显式包含热力与动力作用的全型垂直涡度倾向方程。     

用三点法计算散度和涡度所出现的计算误差试验

本文用我国74个高空观测站联结成三角形网,并用不同波长和位相的理想风场,准确地检验了三点法汁算散度和涡度所可能出现的计算误差。结果证明了三点法所计算的散度值,其误差可达到或超过天气系统散度的数量级,所得到的天气尺度和中尺度特征完全有可能是虚假的。涡度场值也可能存在很大的误差。     

三角形法计算涡度和散度的一种改进方案

从涡度和散度的定义出发,导出了一种三角形法计算涡度和散度的改进方案,与以往的方法相比,更方便且计算精度更高。     

计算任意多边形平均涡度、散度的一种方案

一、引言 计算任意三角形平均涡度、散度的方法,可以推广到对任意多边形平均涡度、散度的计算上。这样可以较方便地讨论某些区域性天气过程或分析那些难以用三角形拟合的天气系统的发生发展问题。 本文给出计算任意多边形平均涡度、散度的计算公式,并以进入南海近海发展起来的8113号台风为实例作了计算。计算结果表明,这种方案是可行的。在天气过程影响之前,若能对进入上游区域的天气系统,用这种方法计算其运动学量,无疑将得到一些比较有牧师意义的信息。     

动力气候学中客观计算散度场和涡度场的一种新方案

1 在动力气候学中,为了研究气候形成和变化的机制,经常需要计算某种水平向量场的散度或涡度。 一般情况下,动力气候学中的向量场总是在离散点上而不是在连续面上给定的。这些离散点可能是有规则分布的网格点,也可能是不规则分布的观测点。无论如何,在一个二维空间的每一个离散点上总有四个数量信息,两个代表该点的坐标(例如经度、纬     

LBM模式中中纬度大气对热源和涡度强迫的响应(英文)

Based on diagnostic analysis of reanalysis data for 58-year,the distribution characteristics of decadal variability in diabatic heating,transient eddy heating and transient eddy vorticity forcing related to the sea surface temperature(SST)anomalies over the North Pacific,as well as their relationship with anomalous atmospheric circulation have been investigated in this paper.A linear baroclinic model(LBM)was used to investigate atmospheric responses to idealized and realistic heat and vorticity forcing anomalies,and then to compare relative roles of different kinds of forcing in terms of geopotential height responses.The results illustrate that the responses of atmospheric height fields to the mid-latitude heating can be either baroclinic or barotropic.The response structure is sensitive to the relative horizontal location of heating with respect to the background jet flow,as well as to the vertical profile of heating.The response to the idealized deep heating over the eastern North Pacific,mimicking the observed heating anomaly,is baroclinic.The atmospheric response to the mid-latitude vorticity forcing is always barotropic,resulting in a geopotential low that is in phase with the forcing.The atmospheric responses to the realistic heat and vorticity forcing show the similar results,suggesting that diabatic heating,transient eddy heating and transient eddy vorticity forcing can all cause atmospheric anomalies and that the vorticity forcing plays a relatively more important role in maintaining the equivalent-barotropic structure of geopotential height anomalies.