大气动力学和数值天气预报中的一些基本理论问题

当今,现代化的技术装备为大气科学迅速发展提供了良好的物质条件,能否实现大气科学的大发展,理论研究已经上升到很重要的位置了。就大气环流、气候形成、各种时效的天气预报理论来说,基本上属于动力学的范畴,近代的研究课题正处在气象学、流体动力学和数学这三者的汇合点上。因此,必须把这     

旋转大气中运动适应过程问题的研究(二)

本文试图对旋转大气中运动适应过程问题的研究作一全面的评述,这里是全文的第二篇,包括三方面的内容,即球面上大气的地转适应过程和旋转适应过程;快波的激发以及涡旋和快波的相互作用问题;适应过程理论结果在天气分析和预报以及数值天气预报等方面的应用问题。     

地转适应过程的数值试验

本文利用半球范围的非线性正压原始方程组的差分格式,对地转适应过程的一些问题作了数值试验,结果和以前的线性理论和非线性理论结果相一致,还给出了适应过程所需的时间等特征的定量资料。此外,丈中还模拟了四维分析问题,指出,只更新气压场而不同时对风场作更新或适当处理,是没有效果的。     

大气动力学的一些问题

大气动力学的基本问题,也是自然流体力学中的一些基本问题.大气运动是极其多种多样的.在时、空尺度上以及在形态和性质上都有很大差别.大体上说可以分为全球规模的和行星尺度的运动——即所谓大气环流、大尺度天气系统、涡旋、波动、对流以及边界层湍流.我们这里只讲关于前三者的一些问题. 一、大气环流和大尺度运动的动力学 1.在引力和旋转力场中流体运动的一般特点简言之,大气运动是由地球吸收太阳辐射能所推动的.然而它又是在地球重力场和旋转力场作用之下.     

一个大气环流模式差分格式的检验

本文用两种工具对我们设计的一个大气环流模式及其差分格式作了较为严格的检验。首先,我们用检验球面模式的传统工具Rossby-Haurwitz波对简化的正压模式进行了检验,其效果与欧洲中心的结果极为一致。其次,我们发展了检验斜压初始方程模式的工具——非线性Haurwitz波,并对环流模式的框架部分作了检验,取得了令人满意的结果。     

扰动特性对大气适应过程的影响和測风資料的使用問題

本文推导出斜压大气中适应过程的最終状态的一些公式,在极限情况下这些公式趋向于正压大气情况;并且这些公式非常明显地反映出最終状态对初始扰动的水平尺度及垂直結构的依赖关系。分析表明,在正压大气情况下,或者在斜压大气中,如果初始扰动随气压的分布此較均匀或者近于对数規律(相当于溫度場是上下均匀的),則当初始扰动的水平尺度L小于某个特征尺度L_0时是涡度場維持,气压場向涡度場适应;而当L>>L_0时,結果相反.在一般的斜压情况下情况很复杂.当初始扰动在大气低层有强烈垂直切变时,却是有利于气压場維持,风場向气压場适应。 将所得結論应用到分析某些大气动力过程.指出在一般情况下,使用实測风場作初始资料,按准地轉模式对流函数作数值預告,比用重力位势場作初始资料时要更合理些。     

IAP正压模式的伴随模式和二阶伴随模式的构造

介绍了IAP正压模式的伴随模式的构造,以及在构造伴随模式中的一些应注意的问题.由于二阶伴随模式在资料同化算法和敏感性分析中是十分有用的.也介绍了构造二阶伴随模式的方法,这对构造其他模式的伴随模式和二阶伴随模式也有参考价值.     

平流层臭氧均相光化学系统的非线性特性——对Cl_x和NO_x排放强度变化的响应

建立了一个描述平流层臭氧均相光化学过程的箱模式,详细地讨论了人类活动所产生的污染物奇氯(Cl_x)和奇氮(NO_x)对光化系统状态的影响.结果发现,系统的解在状态—参数空间中构成一个‘尖拐’突变流型;当奇氯的排放强度从当前值提高约30%,或者奇氮的排放强度从当前值减少约30%时,将触发突变过程,臭氧将以不连续方式从高状态跳到低状态,浓度将减少约50倍.     

沉痛哀悼恩师谢义炳院士

沉痛哀悼恩师谢义炳院士曾庆存（中国科学院大气物理研究所，北京１０００８０）恩师谢义炳院士不幸辞世，不肚悲痛，缅怀恩师的人品学问、道德风范；永记恩师的教诲与栽培。音容犹在，而人已杏，学生欲再请教于恩师已无处寻踪了，悲从中来，哀不能已。当今改革开放、中华...     

论大气环流的季节划分和季节突变 II. 个别年份的分析

根据本文第一部分提出的概念、理论和方法,利用ECMWF客观分析的几个特定等压面上的位势高度场和东西风场资料,计算和分析了个别年份（1981年）北半球大气环流的季节变化,尤其是对亚洲西太平洋地区季节突变进行了详细的研究。（1）首先给出了1981年大气环流各季的一些基本特征。减去年平均后,发现冬季和夏季环流型相反,而春、秋季环流型则与冬季环流型几乎正交。（2）计算了各候平均场偏差和典型的冬季偏差场F'w的相似性系数Rw(t),分析它们的特征并加以比较,结果是半球尺度的大气环流过渡季节（春、秋）虽然短些,但突变性不很明显。（3）为了研究与行星尺度相联系的南北向季节推移,本文给出了纬圈平均偏差场的Rw(t)分布,发现在大多数纬度中,对流层大气环流的季节变化都有突变性,纬度越低,春季来临越早,秋季来临越迟。（4）为了研究大气中行星波,东西向环流结构的季节变化及调整,本文给出了按经圈平均偏差场的Rw(t)分布,发现在低空和对流层高层及平流层低层季风区内季节突变十分显著,鲜明地反映了季风环流和季节变化的关系。（5）最后,本文计算了北半球各个20o×10o经纬距分区域中的Rw(t)分布,发现在许多分区域中,季节突变都很明显,尤其是在亚洲和西太平洋季风区里,但突变的早晚随高度和区域而变,即有时空四维结构。总之,本文第一部分所提出的参数Rw(t)及其他一些概念和方法确能很好地描述大气环流的季节变化及其突变性。