经典Ekman流,Ekman层的平衡风场及其扰动稳定性

本文首先利用变分方法,考察了边界层运动能量的变化,指出经典Ekman流是在不可压缩条件下,能量积分达最小值时的一种平衡运动。这对Ekman层运动的物理本质有了进一步的认识。其次,讨论了Ekman动量近似下的Ekman层的平衡风场特征,研究了该平衡风场附近扰动的稳定性问题,结果表明,在自由大气气压场不发生扰动条件下,Ekman层中存在一类新的与惯性不稳定相类似的动力不稳定,且其不稳定性可与Ekman抽吸相联系,还讨论了一般性条件下的扰动不稳定性问题。     

EKMAN PUMPING OVER MOUNTAINS

The analytical results of the previous paper(Wu,1989)are used to study the properties of vertical veloc-ity distribution at the top of the boundary layer.The relative position of a jet like geostrophic flow and el-lipse-shaped orography will affect the characteristic feature of vertical motion at the top of the boundary layerwhen the contributions of friction and orography are taken into consideration simultaneously.     

CISK理论中的若干问题

在本文中,对Charney与Eliassen等人所提出的CISK理论所包含的低层风速不随高度变化的假定作了分析与改进,并讨论了它对结果的影响。     

Rossby波的能量、能量通量与Lagrange函数

利用正压涡度方程计算波动能量通量时,它的形式将不同于直接利用运动方程所求得的通量,这是一个于六十年代初所提出的问题。在本文中,对此问题进行再次分析与研究。结果表明,如果将运动方程进行改写,使其包含了与涡度方程相等的条件,对于波动而言,就整个波动范围求平均且假定波动振幅为常数,则可得到相同的表示式。于文中,还利用此改写的运动方程,导得了波动位能的表示式,这为进一步研究非线性Rossby波提供了一个物理基础。     

INVESTIGATION ON GEOSTROPHIC ADJUSTMENT,FRONTOGENESIS AND OSCILLATIONS

Geostrophic adjustment and frontogenesis are examined by means of the 2-D ARPS model.The simulation shows that.without the large-scale forcing,both the frontogenesis and frontolysisare observed during the geostrophic adjustment process and the intensity of the front oscillates inthe case of no discontinuity.The convergence (divergence) induced by the secondary circulation isthe most important factor for frontogenesis (frontolysis) at the top and bottom boundaries.Theamplitude and period of oscillation are dependent on the initial atmospheric stratification and theCoriolis frequency,and they are related to the inertio-gravity wave.     

重力流冷锋及其受地形的影响

建立了一个二维非静力平衡模式，通过坐标变换的方法使得模式低层有较高的分辨率。对重力流的模拟结果显示；本模式模拟出的重力流冷锋主要特征，如抬高的头部、头部较强的上升运动以及等位温线密集带与实际大气观测很一致。此外，模式还成功地模拟出了重力流头部后面底层的高速潜流层。应用模拟结果与理论结果对重力流的移动速度进行了对比分析。当考虑地形时，重力流在山前受阻，其头部比不考虑地形时高，且产生了向上游传播的“涌浪”；重力流过山后其头部降低，位温梯度减弱，头部后面的水平速度减小。此外，还对非静力平衡与静力平衡条件下重力流的差异进行了分析讨论。     

论大气中的多时态特征与准地转运动

利用大气中的多时态概念,对准地转运动的物理过程与特征进行了分析与研究,指出由于运动的水平尺度不同,准地转运动的特点也就不同,特别是当水平尺度L小于某一特征长度尺度L_c时,层结大气的准地转运动还具有多时态特点的一类运动。大气中的多时态现象的出现是有条件的,本文中,对这些条件及其物理意义进行了分析与讨论。     

适用于数值预告及客观分析的平滑算子的研究

通常的过滤二格距波长波动的平滑算子具有以下几个缺点,(1)进行一次平滑运算则能使除二格距波动以外的波动强度有不同程度的削弱,对于中短波而言,影响更大.(2)如果要减低波动强度削弱的程度,可以利用多点平滑算子,但这将引入边界如何处理的麻烦,而且边界误差将传入域内.(3)利用平滑后的物理量来计算差分,则有较未经平滑的差分为大的截断误差.本文就是为了克服上述缺点而设计了一个简便的平滑算子,并给出了数值例子,证明它是有一定成效的。     

Erratum to: Numerical simulation of changes in tropical cyclone intensity using a coupled air-sea model

正Erratum to:Acta Meteor Sinica DOI 10.1007/sl3351-013-0506-z The original version of this article unfortunately contained a mistake.The presentation of DOI number was incorrect.The corrected DOI number is 10.1007/sl3351-013-0503-2     

SOME ASPECTS ON CISK THEORY

A great deal of work has been done to perfect the theory first proposed by Charney and Eliassen.In this paper.we reexamine the theory and find out that the observational evidence does not support theirassumption that the wind velocity in the lower layet does not change with height.An improved assump-tion based on the observation is proposed and its influence on the results of CISK theory such as stabilityand catastrophic feature is discussed.