龙卷风的漏斗结构理论

龙卷风是大气中风速和垂直速度极大的小尺度系统.本文用气压梯度力、惯性离心力、黏性力三力平衡的柱坐标(r,θ,z)下的大气动力和热力学方程组,求龙卷风的三维速度场(vr,vθ,vz),从理论上绘制出龙卷风的三维漏斗型结构.充分说明龙卷风由涡旋流和急流这两种流叠加而成,涡旋流是由惯性离心力造成的,急流是由水平辐合辐散而引起的强对流.龙卷风是在极端不稳定的大气层结中形成的.     

大气流场的拓扑结构

用简化的大气运动方程,定性分析了大气中几种常见天气系统流场的拓扑结构. 研究表明,气旋反气旋流场与中心点附近的流形相对应;长波演化形成阻塞高压流场,与鞍点和中心点从合并到分离的流形相对应;台风和龙卷风的流场与三维空间中鞍-焦点附近的流形相对应. 研究大气流场的拓扑结构,可以直观清晰地揭示大气运动的形态和形成机理,有助于认识大气运动的规律. 文中讨论基于一定假设,结果与实际大气有差异,因而具有局限性.     

地球旋转向量水平分量对赤道β平面上波动的影响

文中利用合理的赤道 β平面近似方程组研究 β效应和地球旋转向量水平分量 (即Coriolis力分量 f*=2 Ω cosφ)共同作用下低纬度大气波动的特征。定性结果分析表明 ,若扰动与纬度有关 (混合 Rossby-重力波和 Rossby波 ) ,f*虽然不影响波动传播的频率特征 ,但修改其决定波动经向结构的振幅。如果扰动与纬度无关 (Kelvin波 ) ,则 f*的影响消失 ,这与 f*- f平面上波动的情况显然不同。     

基本气流的垂直切变作用下的低纬低频波

在低纬地区,风速的垂直切变也是很明显的,作者解释了这些纬向气流的垂直切变对低纬长波性质以及对不同模态的相互作用的影响,并且发现切变对低纬波动的影响具有明显的选择性.     

THE DIABATIC WAVES IN BAROTROPIC MODEL

The equations of barotropic model are used to discuss the effects of diabatic factors such as heat-ing of convective condensation, evaporation-wind feedback and CISK on the Rossby wave and the Kelvin wave. In low latitudes we have obtained the angular frequency and analyzed the period and stability of waves. The result shows the existence of the diabatic factors not only enlarges the period of adiabatic waves but also changes the stability of waves. Thus we think that the so-called intraseasonal oscillation and some other low-frequency oscillations are a kind of diabatic waves which are important factors producing the long-term weather changes and short-term climatic evolution.     

地球流体惯性重力内波的波作用量与稳定性

本文首先导出了地球流体中惯性重力内波的波能密度和波作用量;然后,用WKB方法和多尺度方法建立了波作用量方程,并讨论了惯性重力内波的稳定性;最后,定义惯性重力内波的广义波作用量,并在非均匀介质中论证了它的守恒性.     

含大地形的准地转正压模式的孤立波解

该文由修正过的含大地形的准地转正压模式方程出发,考虑青藏高原大地形的实际情况,忽略其东西向地形坡度,再利用约化摄动方法,求其孤立波解,并得到结论:当基本气流无切变时,地形是产生Rossby孤立波的必要因子。     

Numerical Physical Mechanism and Model of Turbulent Cascades in a Barotropic Atmosphere

In a barotropic atmosphere, new Reynolds mean momentum equauons including turbulent viscosit,dispersion, and instability are used not only to derive the KdV-Burgers-Kuramoto equation but also to analyze the physical mechanism of the cascades of energy and enstrophy. It shows that it is the effects of dispersion and instability that result in the inverse cascade. Then based on the conservation laws of the energy and enstrophy, a cascade model is put forward and the processes of the cascades are described.     

Nonlinear Atmospheric and Climate Dynamics in China （2003-2006）： A Review

Recent advances in the study of nonlinear atmospheric and climate dynamics in China （2003 2006） are briefly reviewed. Major achievements in the following eight areas are covered： nonlinear error dynamics and predictability; nonlinear analysis of observational data; eddy-forced envelope Rossby soliton theory; sensitivity and stability of the ocean＇s thermohaline circulation; nonlinear wave dynamics; nonlinear analysis on fluctuations in the atmospheric boundary layer; the basic structures of atmospheric motions; some applications of variational methods.     

近百年中国、北半球和南半球气温内在结构比较(Ⅱ)

气温序列的变化不仅包含月、季、年、百年等不同的时间尺度,而且具有一定的局域性,全球、南半球、北半球和中国的气温变化各不相同．文中利用子波变换极大值线表征的突变点来构造一维映射动力系统的基本原理,研究中国、北半球和南半球气温的异同,从而映证了气候变化的局域性