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。     

关于“计算任意三角形平均涡度和散度的一种新方案”一文若干问题的答复

《气象》1984年11期刊登“计算任意三角形平均涡度和散度的一种新方案”一文以来,陆续地收到询问有关细节的来信,现简复如下: 1.该方案的BASIC语言程序有两套。一是对同一时次某个区域范围内若干个三角形同时进行计算的,结果输出除各三角形的平均涡度、散度、垂     

一个计算球面不规则多边形内平均涡度、散度的方案

到目前为止,气象上已出现许多种计算涡度、散度的方案。如三点法(三角形法)、有限差分法(网格法、又称u、v分量法)、有限元插值法、面积膨胀率法、球面上的三角形法、以及在三角形法上通过地球投影发展而成的计算大范围散度、涡度的方案。纵观这些方案,有两个问题没有很好地解决。一是球面上任意多边形内涡度、散度的计算,二是测站间风矢的连续性假设。除文献[4]外,上述方案都是在平面上计算涡、散度,有的方案计算周界长度或网格距时,虽然计算的也是地表弧长,但最终结果都是在球面拓展为平面的情况下得到的,这样做会给计算精度带来影响。文献[4]虽在球面上计     

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。     

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。     

用三点法计算风场散度可能出现的重大误差及其原因分析

本文首先证明在天气诊断分析或物理量计算中常用的两种三点法计算散度公式都是相等的,继而证明用三点法计算风场散度可能存在重大的计算误差,其大小可达到中尺度天气系统的散度量级,接着对计算误差产生的原因进行了分析,证明这种误差是由于计算的三角形面积内风场出现了非线性分布所引起的,从而推论:当非线性分布的风场系统出现生、消或移动时,这种误差也会随之生、消或移动。      

不同方案下散度误差的讨论

本文用误差传递公式讨论了三种方案下散度的诊断误差和误差放大率。指出由于格距和方位角量得误差的存在，即使在赤道附近和气流点式源汇中心处，正方形网格的散度误差也总大于经纬度网格；而在三角形网格中误差的影响因子最多，散度计算值最不稳定。     

不同方案下散度误差的讨论

本文用误差传递公式讨论了三种方案下散度的诊断误差和误差放大率。指出由于格距和方位角量得误差的存在，即使在赤道附近和气流点式源汇中心处，正方形网格的散度误差也总大于经纬度网格；而在三角形网格中误差的影响因子最多，散度计算值最不稳定。     

河套南部的水平散度

看了《气象》一九八○年第五期介绍的关于《水平散度的几种计算方法》知识讲座后,受到启示,特计算出我区两个三角形各角水平散度的贡献量,供预报日常业务中参考试用。散度的定义是:在水平面上(或近似水平面,如等压面)取一小块面积,这一小块面积在运动中,因为前面和后面,左     

动量散度单点求算法的研究

一、引言 散度与铅直运动相联系,是气流辐合辐散的直接描述。因此,在降水预报中,尤其在夏半年的对流性降水短期预报中,引用散度这一物理量作为降水因素,看来很有实用意义。问题是散度的求算比较复杂。文安宝在《水平散度的几种计算方法》(气象,1980年第5期)中介绍了速度水平散度的两种求算方法——三点法和u、v分量法。若能获得三个以上测站     

一个直接使用观测资料计算大范围散度、涡度和垂直速度的方案

本文介绍了在Lambert投影图上,直接使用气象观测资料,用逐步订正客观分析方法计算各等压面散度、涡度和钻直速度的方案。内容包括网格经纬度、水平风速在网格坐标中的分量以及上述物理量的计算。实例计算证实了这个方案具有简易、准确的优点,其结果与天气分析的经验比较一致。     

一个直接用观测资料计算大范围散度、涡度和垂直速度的方案

提出了一个直接用观测资料,便于用电子计算机计算大范围散度、涡度和垂直速度的方案。还提出了计算某些物理量的梯度、平流和通量的方法。对于在垂直方向不均匀分层的计算,垂直边界条件个数和连续方程不协调的问题,以及在地形起伏的山地如何计算垂直速度等问题,也作了初步讨论。最后,用一次华南大范围降水的例子进行了计算,结果和预报员经验还比较一致。     

提高差分与微分逼近程度的一个新方案

利用电子计算机进行数值天气预报或者进行一些物理量如散度、涡度等的计算时,通常采用差分方法即以差分来代替微分,由于差分与微分之间存有一定的误差,这就不同程度地影响到计算的精确性。本文利用最优逼近的方法,提供了一个改善差分与微分逼近程度的新方案,它较通常的三点中心差或四阶精度差分格式提高了精确度。这个方案可以用于日常的物理量的计算及数值预报中去。     

探空气球漂移特征及对三角形法计算散度的影响

利用2006—2013年南京站、安庆站和杭州站探空资料,讨论华东地区探空气球的漂移特征。设计不考虑气球漂移、考虑全部气球漂移和考虑部分气球漂移3个试验,比较3种情况下三角形法计算的散度差异。结果表明:气球漂移主要受大气环流及其变化影响,纬向上7月和8月气球随高度增加,先向东漂移、后向西漂移,其他月份以向东漂移为主,冬季漂移距离大;经向上受季风影响明显。考虑全部和部分气球漂移与不考虑气球漂移的散度对比表明,平均绝对偏差各月在对流层顶附近均有极大值;相对偏差季节分布明显,前者在6—9月较大,极大值略大于7%,后者冬季大,1月在200 hPa达到25%,在50 hPa超过50%。因此,利用三角形法计算散度所在层次较高或所使用资料中传统探空和特种探空并存时,均需考虑气球漂移影响。     

不同扰动方法集合离散度演变的异同性暨地形扰动初探

基于北京“7.21”特大暴雨个例,设计了一种考虑地形不确定性对降水影响的集合预报方案,在对该方案进行初步评估的基础上,重点通过计算相关系数、扰动总能量和尺度分解,对包括地形扰动方案在内的4种集合预报方案（初值、多物理、地形、初值-多物理混合）中离散度演变的异同性进行了分析。结果表明：（1）考虑模式地形不确定性的扰动方案,在不影响集合平均降水预报质量的基础上,对集合降水预报的离散度和概率预报略有正贡献。（2）离散度空间结构的演变与天气形势的演变密切相关。不同扰动方案产生的离散度在初始时刻的空间分布各不相同,但随模式向前积分其离散度的相似度快速增大,其中0-6 h内增长速度最快,离散度场之间的相关系数可以超过0.6。混合方案与单一扰动方案相比,对离散度空间结构的贡献不大。（3）虽然不同方案的离散度空间结构相似,但其幅度却存在明显的差异,如地形扰动方案的离散度幅度明显小于初值扰动和物理过程扰动方案。混合方案可以增加原单一扰动方案的离散度振幅,但这种增加在高层明显,而在近地面层并不明显,因而增加降水和其他近地面大气变量的离散度要比增加上层大气变量的离散度更困难。（4）尺度分离的结果表明,随着空间尺度的增大和积分时间的延长,不同扰动方法产生的离散度结构会逐渐变得相似,但在积分早期（<12 h）和较小的空间尺度（<448 km）上离散度结构的差异仍明显,并且在较小的空间尺度（<448 km）上,不同扰动方法产生的离散度幅度有明显的差异。所以对于小空间尺度系统或甚短期预报,选择扰动方案比大尺度和较长期的预报更重要。以上研究可为集合预报如何合理采用不同扰动方案或不同方案的组合提供科学依据。     

试用散度作单站6—7月份暴雨预报

去年我站利用三点风法计算与本站有关的7个三角形的散度,试作暴雨预报,效果较好。我站去年6—7月份共出现三次暴雨,报准了两次,还报出一次大雨。 一、思路 从预报实践中我们体会到120°E副高脊线的位置与本站的暴雨关系比较密切。这主要是因为副高稳定在一定范围内,能使它的边缘部份的水汽源源不断地输送到江淮地区。起触发条件的高空槽、冷涡、台风与锋面等天气系统的扰动,使强烈的辐合上升运动得以维持。反映上升运动的量是铅直速度,对于县站来说直接计算它,目前是有困难的。由于空气质量有守恒性,所以铅直速度与平均水平散度的关系可用数     

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     

梅雨暴雨的涡度平衡与积云对流

应用天气尺度运动,讨论梅雨期间暴雨区内的涡度平衡。在对流层下层有一个涡度的积累,对流层上层有涡度的亏损。积云对流在涡度平衡中起重要作用。给出了一个基于一维定常积云模式的对流涡度参数化方案,并和天气尺度运动的计算结果作了比较。     

诊断量无信度时的资料误差限和诊断场无信度区的鉴别

本文用误差传递公式讨论了涡度攻度计算过程中的误差放大现象，指出放大因子的构造形式由差分方案决定，而放大因子的数值大小由流场的风向结构和风速结构决定。放大率随流场结构的变化而在很大范围内变化，致命部分区域诊断结果无信度，本文提出了散度涡度诊断结果无信度时的风场误差限概念，并相应建立了对诊断场作信度鉴别的方法。     

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。