大气中的水汽滞留函数

水分从蒸发进入大气到变成雨雪再降落大约在空中滞留(存活)9天,而9天只是水汽在大气中的平均寿命。我们应当知道在大气里现存的总水汽量中已经在大气里滞留(存活)1天、2天或者n天的水汽分别占有的百分比是多少。描述这个问题需要引入大气中的水汽滞留函数概念。本文阐明了水汽滞留函数的物理含义并且指出它应当是一个负指数方程。     

Hamilton函数与非线性地形波

本文利用Hamilton函数求得包含地形的半地转正压模式中存在有限振幅周期波解与孤立波解的条件，并给出了波解的解析式，得到一些有意义的结果。     

广义大气密度函数

把大气密度函数的定义从几何空间扩大到相空间(如压力温度等),引入了广义大气密度函数概念,讨论了这个函数的计算方法和积分特点,给出了两个简单的广义大气密度函数实例,还讨论了相空间中的大气方程组问题。     

城市的大气构造、环境污染和人类健康

利用城市区域大气空间分布和大气污染以及健康状况资料,分析了城市区域风的状况和大气污染的时间变化、地域变化及其对城市人们健康的影响,得出目前城市区域不断扩大,所引起的大气空间结构改变,导致了大气环境的不断恶化已对生活在其中的人们产生了不可忽视的影响。结果可为城市区域的医疗保健、污染防治提供参考。       

大气短波辐射传输研究中的辐射函数

研究大气短波辐射传输问题时,必需考虑多次散射,在计算各次散射光的递推方程中存在一个对光学厚度的特殊积分.为此,本文定义了“辐射函数”,并研究了它的数学性质,从而使得平面平行大气中散射光的逐次计算既准确又简便.     

大气散射相函数的计算

从实际天空亮度分布推算大气散射相函数必须扣除由于多次散射所造成的影响.利用逐次迭代法,可以算出天空各点多次散射与一次散射的比值,进一步扣除多次散射的影响,从而计算出大气散射相函数.本文提出一个逐次迭代的方案并进行了数值试验。其结果表明这一方案是可行的.     

大气波动的波谱和谱函数──垂直切变基流中的波谱分析

作者研究了具有垂直切变基流时大气波动连续谱的重叠问题和临界层出现的情况。发现随着基流切变的增大和扰动波长的减小, 一支涡旋波和两支重力惯性内波的连续谱区会互相靠拢, 最后发生重叠, 这时已不能区分为快波、慢波, 而能否重叠的关键在于临界波长与扰动波长的相对大小, 基流切变越大, 扰动波长越短, 重叠现象就越严重。这可用作划分运动尺度的客观标准。当运动尺度大于临界波长时, 是大尺度的, 这时三支波动连续谱区互相不重叠, 涡旋波是准地转的; 当运动尺度小于临界波长时, 可认为是中尺度的, 此时出现连续谱重叠现象。采用该方法划分的尺度标准与通常的标准在量级上则相一致。     

大气大尺度水平运动的稳定性

本文对大气大尺度水平(惯性)运动的稳定性进行了简单的理论分析,着重讨论非线性的影响.结果表明:与线性情况下满足惯性稳定度条件的运动为稳定态否则为不稳定态不同,在非线性条件下,即基本纬向气流的涡度随纬度有变化时(线性或非线性变化),运动会出现分岔现象,在惯性稳定区还会产生不稳定的平衡态,在惯性不稳定区还会出现稳定的平衡态.在运动的惯性不稳定区,如果基本气流的涡度随纬度非线性增加,则当初始位置的地转偏差达到某一强度时,运动可发生一种月尖形突变.     

中尺度大气波动的波谱和谱函数——数学模型和计算方法

作者得到了准二维Boussinesq方程组，并用其研究了中尺度大气波动的波谱和谱函数。在一定条件下对该方程组线性化并取标准模后，可将其初边值问题转化为矩阵的广义特征值问题来进行数值求解，这样就可知原问题波谱和谱函数的性质。当无基本流且取地转参数、层结参数为常数时，可求得其波谱和谱函数的解析解。此时该模式中仅包含有一对重力惯性内波模态，且各模态均是简谐波；模态越高，垂直波数越大则波动传播得越慢，所有的模态均为离散谱，并存在聚点。对此作者用数值解作了验算，结果表明，该数值求解方案合理可行，对不太高的模态其精度也令人满意。在无基本流然而考虑层结的垂直变化后，则一般无法求取解析解，为此进行了数值求解。这时该模式仍仅包含有一对重力惯性内波的离散谱模态，不过由于层结参数的变化，各模态结构与简谐波出现了偏差。     

Tschebyscheff 函数在大气模式垂直离散问题中的应用

文章就常用全球谱模式中的垂直离散问题进行了讨论,给出了用Tschebyscheff函数积分静力方程、连续方程,以及计算垂直平流、垂直扩散等的方法。还对某些气象要素在垂直方向微商呈现间断的问题进行了分析,指出了其中存在的问题和应采取的措施。     

低纬大尺度大气水平运动的稳定性与季风活动

本文从赤道β平面近似下的水平运动方程组出发,在简化条件下研究了赤道低纬地区大尺度大气水平运动的稳定性及其分岔和突变的特征,并讨论了某些条件下运动的解析解及其流型特征,且利用所得到的结果对季风的活跃、中断及振荡特征作了简单的分析和讨论,得到了一些有意义的结论。      

大地形和正压Rossby波的稳定性

文中讨论了地形对Rossby波稳定性的影响,指出,地形的南北坡和东西坡对Rossby波及其能量传播的影响是不同的。     

THE LARGE-SCALE TOPOGRAPHY AND THE STABILITY OF ROSSBY WAVE IN THE BAROTROPIC ATMOSPHERE

The effects of the large-scale topography on the stability of Rossby wave are discussed by usingthe method of the multiple scale analysis. The results show that the influences of the topographywith north-south or west-east slopes on Rossby wave and energy propagation are different.     

非静力平衡大气非线性层结对称运动的稳定性和突变

在假定了环境地转风具有水平和垂直的线性切变的情况下,考虑大气层结的线性和非线性切变的作用,建立了一个非线性常微分方程组,然后构造了一个Hamilton函数,通过讨论Hamilton函数的凸凹性,得到了非线性层结对称运动的不稳定判据,同时讨论了非线性层结对称运动产生突变的条件。     

THE LYAPUNOV STABILITY OF NONLINEAR WAVE MOTION IN THE BAROTROPIC NONDIVERGENT ATMOSPHERE

Introducing the concept of pseudo-momentum, a generalized Arnold-Dikii functional is established, and then thesufficient condition for stability of nonlinear wave motion in the barotropic nondivergent atmosphere is derived by useof variational principle. It is found that the stability of nonlinear wave motion depends not only on its streamfield distri-bution, but also on its phase speed for the propagating nonlinear wave motion. Moreover, the stability criterion of trav-elling modon is also obtained, and it is shown that the travelling modon is stable if the scale of disturbance superimposedon the travelling modon remains to be less than that of the travelling modon.     

ON THE NONLINEAR STABILITY OF SHEAR FLOWS IN THE FRICTIONAL DISSIPATION ATMOSPHERE

From a nonlinear quasi-geostrophic equation set containing dissipation and a nonlinear shallow waterwave equation set containing frictional dissipation and large topographic action,by using Serrin-Joseph's energymethod and based on the variation principle,criteria for nonlinear stability of basic shear flows in the abovetwo equation sets have been derived in terms of the total energy and total enstrophy respectively.     

THE STABILITY OF THREE CLASSES OF STEADY BASIC STATES IN THE TWO-DIMENSIONAL COMPRESSIBLE ATMOSPHERE

In this paper,the stability of three classes of steady basic states in the two-dimensionalcompressible adiabatic and non-dissipation atmosphere is discussed,and the following property isexactly demonstrated that the stability of these basic states is decided by their engine matrix A intwo ways:(a)the basic states are stable if A is positively definite in set,and(b)the basic statesare unstable if A is negatively definite in set.     

摩擦耗散大气中切变流的非线性稳定性

本文从包含摩擦耗散的非线性准地转方程组和包含摩擦耗散与大地形作用的非线性浅水波方程组出发,使用了Serrin-Joseph的能量方法,利用变分原理,分别用总能量和总位涡拟能导得这两个方程组的切变基流的非线性稳定性判据.     

中高层大气探测技术的研究进展

探测技术的发展和探测仪器的研制是中高层大气研究的重要方面,利用单一的探测技术无法完成这个相当宽的高度范围大气状态参量的测量,需要采用多种探测手段综合得出这一区域的大气结构。本文结合国际上中高层大气探测技术的发展,主要从雷达的地基遥感,高层大气探测卫星的探测及无线电掩星技术,大气参数的气球、火箭、飞船探测方面回顾了我国近几年间的研究进展。     

大气凝结水汽汇、凝结潜热作用与积云对流参数化

从引入包含质量(水汽)源、汇的连续方程出发,重新推导出大尺度凝结降水和积云对流凝结降水之水汽汇起作用的热力学方程,从而重新给出气压、气温预报方程及地面气压与高空位势高度预报方程.发现,在此基础上,才能实现凝结3个作用:气块水汽质量流失与气压降低;气块虚温降低;加热气块;和通过大气运动方程,实现大气凝结潜热\