大气湍流的间歇性——Lyapunov特征指数和分数维的应用

大气湍流是间歇性的,具有浑沌的特征.正的特征指数和分数维可以定量表征湍流的间歇性. Lyapunov特征指数随参数的变化可以定量表征非线性系统状态的演变.分数维D的大小可以表征间歇性,D愈小,湍流的间歇性愈强. 由于间歇性,均匀湍流的结构函数定律、能谱定律等均要订正.对相对扩散,间歇性的影响很大.     

有速度切变时,Lorenz系统中浑沌的特点

Lorenz方程中引进切变以后,对普朗特数为0.7的大气可以出现浑沌。 速度切变在一定情况下起阻尼作用,有切变时比无切变时湍流发生的临界莱雷数要高。 浑沌是一种非周期的现象,它在相空间中的轨迹是混乱的。 通向湍流的道路有很多种。切变较小时为普通湍流形态;切变较大时是间歇湍流形态;切变适中时为短暂层流状态。 有速度切变时的浑沌对大气湍流的研究有很大的实际意义。     

台风内核与外围的强度突变

观测事实表明，台风内核与外围的强度变化存在同步和不同步的复杂现象。为了研究这种现象，本文采用一个近似的控制方程组，应用尺度分析方法和非线性动力系统理论，定性地讨论了物理因子对内核与外围环流突变的影响。     

INNER AND OUTER STRUCTURES OF TROPICAL CYCLONE──Ⅰ.BAROTROPIC MODEL

A tropical cyclone is divided into inner and outer regions in which temporal and spacial scales and physical quantities are all different. Making use of the scale analysis and perturbation methods the governing equations of barotropic and baroclinic models are obtained for the two regions, respectively. In the two models the stream and pressure fields are solved analytically and the obtained structrues are approximately consistent with observations. It is shown that there are different governing equations for the inner and outer regions of the tropical cyclone. The inner region is governed by the cyclostrophic wind and an evolution equation, the outer region by the gradient wind and another evolution equation.     

有关大气湍流的几个问题

浑沌(chaos)概念的提出,有关大气湍流的若干问题有深入讨论的必要。根据我们近几年研究对如下问题提出自己见解,供深入讨论:确定的动力系统可以描述大气湍流,大气湍流可以用有限维动力系统来研究,速度切变?u/?z有两重性,稳定层结下可以出现湍流,Lorenz方程的意义及局限性,湍流发生     

台风的定常运动和螺旋斑图

应用控制台风的大气运动方程组求得了台风的三维定常流场以及相应的气压场和温度场,其中的三维流场构成了物理空间的一个非线性自治动力系统。研究指出:根据台风运动的定常解,台风的下层中心是低气压且是正垂直涡度(气旋式涡度)和水平辐合,上层中心是高气压(反气旋式涡度)和水平辐散;根据台风自治动力系统所获得的两个鞍一焦点很好地说明了台风的螺旋斑图,下层空气螺旋向内,引起台风中心附近的上升运动,上层空气螺旋向外引起台风外围的下沉运动,这些都与实际台风结构相似,文中阐明,地球的旋转和大气粘性对台风的螺旋结构是至关重要的。     

地球自转与气候动力学──振荡理论

考虑地球自转速率随时间的变化,并应用描写低纬地球流体（大气和海洋）的水平运动方程,分析了地球自转速率变化对低纬大气和海洋振荡的影响．研究指出：地球自转速率的变化不但会直接影响低纬大气和海洋的振荡周期和振幅,而且会影响纬向风和洋流的变化,从而导致海温和海平面的变化．所以,地球自转速率的变化是影响全球气候变化的重要因素之一．关键词##4地球自转速率;;气候变化;;大气和海洋的振荡     

地球自转与El Nino--波动理论

考虑地球自转速率随时间的变化,应用描写低纬的地球流体(大气和海洋)的浅水模式方程组,分析了地球自转速率变化对低纬大气和海洋波动的影响.研究指出:地球自转速率的变化不但会直接影响纬向风和洋流的变化,而且通过Kelvin波的传播导致海平面和海温的变化,从而导致El Nino现象的产生.所以,地球自转速率的变化是影响全球气候变化的重要因素之一.     

地球自转与EI Nino──波动理论

考虑地球自转速率随时间的变化,应用描写低纬的地球流体（大气和海洋）的浅水模式方程组,分析了地球自转速率变化对低纬大气和海洋波动的影响．研究指出：地球自转速率的变化不但会直接影响纬向风和洋流的变化,而且通过Ｋｅｌｖｉｎ波的传播导致海平面和海温的变化,从而导致ＥＩ　Ｎｉｎｏ现象的产生．所以,地球自转速率的变化是影响全球气候变化的重要因素之一．     

地球自转与El Ni 0--海气耦合理论

从低纬的海气耦合的浅水模式方程组出发,运用正交模和特殊函数的方法进一步讨论地球自转速率变化对海气耦合系统的影响.研究表明:地球自转速率的变化通过海气耦合一方面使大气和海洋的Kelvin波和Rossby波的移动及稳定性发生变化,另一方面使纬向风、洋流和海表温度发生变化.特别是在地球自转减慢时,通过海气耦合,出现纬向风和洋流异常和大洋东部海表温度增加,从而导致引起全球气候异常的El Ni o现象.