南海——西太平洋海域热量平衡各发量的年变化特征及其与天气系统的关系

就海表面热量平衡Qι而言，它包括进入海平面的太阳总辐射Qs，海面有效回辐射Qb，蒸发耗热Qe，以及海洋与大气间感热交换Qc，它们之间的关系是：Qι＝Qs－Qb－Qe－Qc。本文对1965－1967年期间南海及西太平洋海域热量平衡各分量的月际变化进行了分析，结果表明：（1）海面热量平衡各人量的年变化中，季节变化是最显著的，各年之间具有共同性。（2）热量平衡各分量的季节变化对该地区的重要天气系统的作用是不一样的：（a）冬季感热加热带（也包括潜热）可能对移出大陆的气旋在海上加强有一定的贡献；（b）全年在低纬度海洋上一直存在的潜热加热带与台风活动有着密切的联系；（c）而进入海面的太阳总辐射可能对西太平洋副热带高压轴线的位移有一定的控制作用。     

应用高维动力系统在相空间中的轨迹特征描写非线性相互作用的数值试验研究

本文按最简单的一维平流方程,对平流项的非线性效应作了研究。文中将变量U按付里叶级数展开,取低阶谱各项代入平流方程后,导出了n=2,3,4等高维动力系统。而后,利用系统中相点在相空间中的轨迹特征描述了因非线性相互作用所引起的各模态之间随时间的变化。从而对各模态间可能产生的增长、衰减和反馈效应作了具体的说明。文中,还通过数值试验,对各系统平衡态的稳定性作了讨论。     

海气热交换过程中海温涨落的随机效应的初步研究

海洋输向大气的热量和水汽通量的瞬时变化是风力的函数,同时受到海气温差和水汽压变化的影响,其中又以海温的变化对通量变化的影响最为重要。本文研究了由于海温涨落所产生的随机统计效应。在热力学能量方程的基础上,就热带和副热带海面的情形,着重考虑海气热交换过程中潜热通量和长波辐射两个因素,利用统计物理学中有关的处理方法进行了讨论,并作数值计算,取得了一些有意义的结果。     

南亚高压的建立及其迁移的数值模拟研究

本文应用两层位势涡度方程模式,模拟了在青藏高原和范围同它相当的热源场共同作用下所造成的扰动对对流层大气环流的影响。按热源区的地理位置分三种情形:一是与大地形重合,相当于高原热源;二是与大地形错开,相当于西藏东南—孟加拉热源;三是位在大地形以东,相当于黄海—日本热源。模拟得出的对流层上层南亚高压的建立和季节性迁移,以及下层气旋系统及其切变线的主要特征,基本上反映出实际存在的天气学事实。模拟结果表明,对于亚洲大气环流由冬到夏的季节变化过程,除了要考虑大地形的动力学效应外,下垫面的加热过程也是很重要的因素。加热场的三个热源区在环流季节变化过程中具有各自不同的相对重要性。     

ENSO事件在相空间中的轨迹特征及其混沌吸引子的维数

本文利用近代物理学中提出的分析方法,对ENSO事件在相空间中的轨迹特征进行了描述。主要是将(1)赤道东太平洋nino-3区中,2.5°S、125°W处的1958—1972年海温月距平;(2)1949—1983年南方涛动指数(复活节岛海平面气压减去达尔文站海平面气压的差)的时间序列资料进行了相空间拓展。计算了吸引子关联函数C(r),进一步确定了吸引子的维数,分别为d_E=3.1、d_s=3.2,具有分维结构,故为奇怪吸引子,从而得知ENSO事件为一混沌现象。因此,为了支撑这样的奇怪吸引子,至少需要由四阶确定性的非线性微分方程(或者说,需要由四个相变量)才能对ENSO事件进行描述。     

季节转换期间北半球大气超长波与长波的演变

自1958年伯格(Burger)第一次提出超长波具有与长波不同的力学体系的看法以来,关于超长波的研究受到广泛重视,特别是超长波活动与中长期天气过程之间所存在的密切关系,使人们感到有可能开始摆脱一直沿用短期预报延伸外推的办法来制作中长期预报的做法。我们认为:任何一次中长期天气过程,都必然会受到行星尺度环流的制约。正如《超长波活     

热带海洋对大气进行非绝热加热的随机效应的进一步研究

本文考虑了热带海洋对大气进行非绝热加热过程中海温起伏的随机效应,建立了朗之万方程形式的描写大气热量变化的发展方程。由该随机微分方程的定态解,给出了加热势函数和概率密度函数。在确定的热力学参数下,利用实际海温起伏方差值,计算求得了加热势函数的分布及概率密度分布曲线。文中还进一步计算了概率密度流,得到了在两种稳定状态之间穿透势垒的弛豫时间。计算结果表明,海温异常的随机效应是一个长周期过程,时间尺度约为140天,可以用实际测得的拖曳系数C_D和海温起伏方差q2值对它进行预测。      

一维气候时间序列所包含的浑沌吸引子的Kalmogorov熵的确定

本文采用上海16年(1970—1985年)逐日平均气压资料,用相空间延拓的方法,计算了它的关联维D和Kalmogorov熵的近似值二阶Renyi嫡K₂。得到D=7.7～7.9,为分数值,K₂约为0.1,是一正数值。证明我国季风区短期天气吸引子是一种浑沌运动。由K₂数值直接估计可预报时间T=(1K₂)约为十天,与早期动力统计学方法所得的可预报时间尺度相一致。 本文计算中,考察了相空间拓展时延滞τ的效应。计算结果表明:关联维D和K₂对τ均是收敛的。对本文所用上海逐日平均气压序列,用延滞τ=5延拓的相空间,各坐标分量是相互独立的,系统动力学特征量是稳定可靠的。