二维准地转基本流的扰动发展与非线性稳定性

进一步考察了初值与模式中参数共同扰动的情形,对初始扰动场仅依赖于初始扰动涡拟能,初始扰动边界速度环量与扰动参数的条件下,给出了扰动能量,扰动位涡拟能精确的显式估计,并在Ｌｙａｐｕｎｏｖ意义下广义非线性稳定性概念的基础上,得到了对应于文献（１）第２定理的非线性稳定性判据,推广了文献（２）的主要结果。     

行星尺度纬圈平均风扰动的传播与南北极涛动

全球大气变量可以物理分解为纬圈和时间平均的气候对称部分、时间平均的气候非对称部分、行星尺度纬圈平均的瞬时对称扰动和天气尺度瞬时非对称扰动.本文分析了对流层顶行星尺度经、纬向风扰动在季节内和年际尺度上的变化,及其与厄尔尼诺-南方涛动(ENSO)、北极涛动(AO)和南极涛动(AAO)之间的关系.结果表明,来自热带对流层顶的年际行星尺度纬向风扰动与赤道ENSO循环有联系,并通过异常的经圈环流传播到副热带、中纬度和极锋对流层顶.来自热带对流层顶的季节内(40~60 d)行星尺度纬向风扰动也可以通过异常的经圈环流向赤道外传播到副热带和中纬度.来自两半球极地对流层顶的大气季节内行星尺度纬向风扰动可以向高纬度传播.AO和AAO是这些行星尺度环流扰动在中高纬度传播与叠加的结果.     

層結大气中天山——阿尔泰山山系非定常动力扰动的分布

东亚大地形动力扰动对天气系統發展的影响是明显的,但至今还没有合适的理論。根据正压大气算出的扰动,虽然在水平分布上与实际經驗有些像,但是它是上下各層强度相同的,因此不能解釋大     

标准特征值问题扰动分析的精确方法

在扰动量存在的情况下,准确计算特征值的扰动量是确保结构安全性的重要问题.针对标准特征值问题扰动分析提出了一种精确方法,能够高效地计算特征值扰动量的准确值,克服了矩阵摄动级数展开法忽略高阶项导致的计算精度不足的缺点.提出的方法推导得到了标准特征值问题扰动分析求解方程.求解方程推导过程中没有经过近似处理,将求解标称系统标准特征值问题方程得到的特征值标称值代入,就能求得特征值扰动量的准确值,从而能够有效满足高精度和高效率要求.3个数值算例分别对所提出的精确方法进行了验证,与矩阵摄动级数展开法的计算结果相比,能够准确高效地计算特征值的扰动量,具有精确和高效的双重优势.     

初始扰动对数值模式模拟能力的影响

大气和海洋模式数值模拟的结果是否准确, 首先取决于模式的模拟能力. 由于大气和海洋运动本质上是非线性的, 其运动状态依赖于初始场(初值). 模式作为非线性发展方程的离散化形式, 其运动状态仍然依赖于初始场. 初始场的微小变化有可能导致模式的结果完全不同, 甚至使模式丧失模拟能力. 而对大气和海洋运动的实际问题进行数值模拟时, 无论所用的观测资料如何准确, 初始场难免存在着误差. 由于这些误差的存在, 可能会使得模式的结果与实际状态相比大相径庭. 因此, 探讨初始扰动对模式模拟能力的影响就成为大气和海洋科学中的一个热点和难点问题. 正是基于这种情况, 激发了20世纪80, 90年代资料同化技术的快速发展. 通过资料同化的方法对初始场误差进行订正, 极大地改善了初始场的质量, 使其更接近大气和海洋运动的实际状态, 模式的模拟能力得到了一定的提高. 但资料同化的方法到底能在多大程度上改进模式的模拟能力, 到目前为止仍是一个尚未解决的难题.     

月平均环流的Monte-Carlo预报试验

1974年,Leith为了克服矩方法遇到的困难提出了统计-动力相结合的Monte-Carlo(简称M-C)近似预报方法,并用均质、各向同性的湍流两维模式证实:M-C预报是最小平方意义下的最优预报。1981年,Seidman在Leith等人工作的基础上,提出了随机扰动初值预     

周期脉冲控制R?ssler系统

最近出于利用混沌的目的,控制混沌吸引了广泛的注意.在已提出的各种方法中,一种很简单的方法是用周期扰动控制混沌.对该方法已有的研究大多是针对周期强迫的非自治方程系统,而对自治系统及无方程的情况研究的很少.我们从一维映象出发提出了一种新的利用周期脉冲控制混沌的方法.该方法是对系统变量施加脉冲扰动使一维映象临界点(导数为零)的正向轨道与逆向轨道在合适的点上相连,构成一条新的稳定周期轨道,从而达到控制混沌的目标.在这种机制下可以针对某些具有特定动力学特征的期望轨道预先计算出扰动的参数,同时这种计算不要求知道系统的运动方程.这是其他周期信号控制混沌方法做不到的.     

正压大气中的一类慢波

对于线性正压大气,在扰动不依赖于y的情况下针对原始方程求得一性质类似于经典Rossby波的慢波解,此类慢波存在与否取决于基本气流的经向结构,而与β效应无关.当基本气流廓线对于y为凸函数时,由此产生的波动其性质与经典Rossby波相近.     

东亚夏季持续性异常环流的最敏感扰动分析

中高纬乌拉尔和东亚的阻塞高压和西太平洋副热带高压(以下简称副高)是东亚夏季风的重要成员,它们的持续异常会导致我国夏季的严重干旱或洪涝灾害,例如1991年夏季我国江淮流域发生的严重的持续性特大暴雨和洪涝,就是东亚大范围的环流持续异常造成的.因此,对这些系统持续异常的活动规律和影响因子的研究,对于了解洪涝的成因,提高灾害性天气的中长期预报水平都有重要意义.敏感性分析是研究物理过程的影响因子的重要手段.以前的直接敏感性分析,都是用数值模式进行一系列对比实验,每次改变一个因子或初值,然后通过比较这些实验的结果来考察各因子的影响.但有时研究者事先并不清楚哪些因子对他所关心的过程较为重要,用这种方法就有一定盲目性,而且它不能给出各种因子影响的相对重要性的定量比较.如果我们希望对各种影响因子有比较全面的了解,或要考查何种初始扰动对我们所关心的过程较为重要,就     

冬季天气反常的根源

对于地球气候的未来而言,不管全球变暖的典型模式预示着什么,有一点是肯定的:全球变暖永远也不可能使冬季消失,对于热带以外的地区来说尤其如此.从今年初巴格达的飘雪天气到中国的特大暴风雪,过去的几个月见证了各地的反常天气.     

西太平洋热带气旋路径对北京PM10污染的预示作用

利用北京地区空气质量监测资料和NCEP再分析资料, 分析了北京地区PM10污染过程与天气形势和天气系统的关系. 特别是通过对海平面气压场和西太平洋热带气旋路径的分析, 发现西太平洋热带气旋路径对北京地区PM10污染的发生具有预示作用, 即当热带气旋北上并在朝鲜半岛或日本登陆的情况下, 北京地区一般受持续均压场等弱中尺度天气系统控制, 经常容易发生区域性的PM10空气污染过程. 这为开展北京空气污染预报预警和污染控制, 提供了一个有效的预报方法和手段.     

一个载水的套网格N层原始方程模式

为了预报和研究大尺度云系的云物理特征,设计了一个载水的套网格N层原始方程模式.在粗网格区域上运行常规的大尺度数值模式山,在细网格区域上可运行载水模式.粗网格为细网格提供时变的侧边界值. 1 模式方程组     

集合预报最优初值形成的四维变分同化方法

提出一种利用四维变分同化方法吸纳ＭｏｎｔｅＣａｒｌｏ法具有明确统计意义的特点和滞后平均预报法包含多时刻初值信息的长处,来形成一组与动力模式相协调的集合预报初值的方法,以克服初值由ＭｏｎｔｅＣａｒｌｏ法或滞后平均预报法形成的不足,改善集合预报效果,在已建立的Ｔ４２谱模式四维分同化系统基础上,对６组个例分别进行了控制,对比数值试验,结果表明,由四维变分同化方法形成集合预报初值的预报效果旬尺度上要好于滞     

太阳是地球气候的“发动机”？

一项新研究结果暗示,太阳的变动或许有助于提前几十年预测地球上可能出现的极端气候事件。太阳周期为11年,在此期间太阳活动有明显变化,太阳表面的黑子数量有明显增加。太阳周期是由太阳的磁扰动驱动的,它很可能影响地球的天气系统,特别是厄尔尼诺一南方涛动,这是一种主要跟南半球洪水和旱灾有关的周期性气候模式。科学家认为,太阳很可能是地球气候的“发动机”,     

展开中小尺度天气的研究来支援人民公社所需要的天气預报

在人民公社普遍建立,各地大办气象化、乡乡有哨、村村有看天小組、站站作單站补充天气預报的情况下,我們应該注意发展中小尺度天气系統的研究。中小尺度的天气系統影响局地天气很大。特别因为中小尺度的天气系統象台綫等等往往带来很强烈突然的天气变化,象雷电、暴风、急雨、冰雹等危險天气,很大一部分就是中小尺度的系統造成的,但它的活动規律人們知道得还很少。因此,要使單站补充天气預报更快地进一步提高,作好人民公社所需要的局地天气预报,必須土洋结合,开展中小尺度的天气研究。     

1974年热带天气研究工作年会

广东省气象局受中央气象局的委托,于1974年4月26日至5月1日在桂林召开了1974年热带天气研究工作年会。全国共有21个省(区)气象局、军队气象单位、研究所和大专院校等45名代表参加了会议。会上报告了研究成果,其内容涉及热带天气学、天气气候学、低纬大气环流、客观分析与数值预报和海气交换等各个热带天气研究领     

突破难关上云霄

地球上有天气,太空中也有天气吗? 答案是当然有了!太空天气是指在太阳系内地球周围的太空环境发生的变化.太空天气包括太阳、太阳风、近地空间以及高层大气中的任何条件和事件.太阳会发生太阳风、太阳耀斑、太阳射电爆发、太阳辐射风暴、太阳高能粒子喷发、日冕物质抛射和太阳黑子爆发等,引起太空天气的变化.银河系中拥有3000 多亿颗恒星,也会发射大量宇宙射线,穿越太阳系和地球,引起太空天气扰动.这时,太阳系、地球周围太空中的磁场、辐射、等离子体和其他物质就会变化,引发太空天气、气候和环境的变化.     

对流云动力学研究的进展

在我国,对流云的活动是极頻繁的。研究对流云的发生、发展条件和結构,对国民經济有着重要的意义。一方面,很多災害性天气如雷暴、冰雹和暴雨等,都与对流云的猛烈发展有关。研究对流云发展和活动的規律,将直接有助于提高这种小范围災害性天气預报的准确率。另一方面,对流云是人工降水作业的对象。虽然目前人工降水的催化方法,一般只是从影响云漏增长的微观过程入手,但由于云滴增长的微观过程很受云的宏观条件的制約,因此,研究对流云发展的     

一类演化方程u_t=αu~qu_1+au_p的差分格式

对这样一类很重要的方程,如何建立相应的差分格式是一件很有意义的事,我们知道方程(1)在某种意义上讲是下列二个方程:的迭加.文献[2]曾对方程(3)在p=3情况下讨论了各种格式的建立,本文是将文献[2]中结果推广到一般方程(即p是大于零的任何正整数),分二种情况来讨论,即P是偶数或奇数     

冰期旋回中热带西太平洋碳源汇过程、机理与效应

冰期旋回是第四纪地球气候变化最显著的特征,热带西太平洋通过水文循环控制全球气候演化,这是“气候演变低纬驱动”理论的核心内容.由于现代热带西太平洋CO₂总体上处于海-气平衡,因此基于“将今论古”的思想,长期以来学术界认为热带西太平洋相对于南大洋等高纬海区在大气CO₂分压(pCO₂)冰期旋回中的作用并没那么重要,从而低估了热带西太平洋通过碳源汇演替调控全球气候的作用.在综合分析上新世以来冰期旋回中热带西太平洋碳源汇过程与机制的基础上,总结出了其气候效应模式,发现冰期时海平面降低导致更多的河流营养物进入海洋,致使近海表层有机碳生产和海底有机碳埋藏加强;同时,远洋为了“补偿”陆架珊瑚礁等钙质生物碳酸盐生产的减少,引起其深部[CO₃^2-]和碱度增加,致使远洋深部碳库增强;另外,开放洋区大型硅藻勃发等有机碳生产演化事件在大洋深部形成呼吸碳库,进一步“放大”了上述增强的深部碳库.这些碳循环过程表明冰期热带西太平洋扮演碳汇角色.间冰期时上述碳循环过程发生的方向或强度与冰期相反,但目前还没有证据...