热带气旋的成因及其与温带气旋的比较

根据移动圆柱坐标系的准Lagrangian角动量收支方程和径向环流方程,利用FGGE资料,对“Nancy”台风过程进行了计算和分析,并同温带气旋的角动量收支作了比较。诊断研究表明,热带气旋的非绝热加热比典型温带气旋的非绝热加热大2—3倍。上述两种,气旋发生发展过程中的角动量收支都主要是来自侧边界的输送,即径向环流的作用是十分重要的,但驱动径向环流的主要因子有所不同。驱动热带气旋的径向环流的主要因子是非绝热加热;而在温带气旋中,相对重要的驱动因子是同锋区斜压不稳定有关的力矩。     

一个改进的中尺度模式对风场的诊断分析

采用σ坐标系,引入地形和非绝热加热作用,以水平动量方程和由热力学定律得出的温度倾向方程为基本方程组,对地面风场进行诊断分析,研究了有地形和非绝热加热共同作用情况下的表面风场和温度场的分布特征。并用该模式对1979年6月份昆明地区两次暴雨天气过程进行数值实验,得出了有地形和非绝热加热情况下风场的分布与降水区的对应关系。     

南海夏季风爆发迟早年对流层温度场演变特征及其热力成因

分析了１９９３与１９９４年南海夏季风爆发前后华南上空温度场演变特征及其热力过程,结果表明：南海夏季风的爆发与华南及邻近地区对流层的季节性增温从而使得华南与赤道地区对流层的南北温差逆转的现象有密切联系;暖平流作用是导致南海季风爆发前华南地区上空对流层增温的一个重要因子,在此期间由上升运动引起的绝热冷却过程总是抑制对流层的增温;非绝热加热因子对温度局地变化的贡献依赖于华南地区降水的多寡。由于１９９４年     

NCEP/NCAR(Ⅰ、Ⅱ)和ERA40再分析加热资料比较

 气候统计和诊断分析常用到NCEP-1、NCEP-2和ERA 40再分析资料。其中的加热资料为C类资料,对其使用常常存疑。对上述3类资料中的垂直积分的总加热率和地表感热通量进行比较,以分析其在亚洲地区特别是在高原和亚洲热带地区的适用性。结果表明：垂直积分的总非绝热加热在空间分布上三套资料基本一致,NCEP两套资料在大值中心的分布上相似,但量值上NCEP-2和ERA-40比较接近,此外ERA-40在青藏高原南缘的加热估算比NCEP大;对于青藏高原区域平均的非绝热加热,无论是季节变化还是年际变率,三套资料在量级以及变化趋势上都有较好的一致性,特别是平均感热通量的年际变化,三者相关系数超过99％甚至99.9%置信度检验,因此对亚洲包括青藏高原地区使用再分析加热率资料,在一定程度上是合理可行的。     

层流泡状流运动的数学模型

研究在绝热条件下层流泡状流在垂直管段中充分发展段的运动情况。在对气泡受力进行分析的基础上,采用双流体模型及时间平均方法,建立了用于预测空泡率、液相速度等重要参数径向分布的数学模型,并针对实验条件进行了数值计算,计算值与实验数据吻合得很好。计算结果表明,壁面存在的影响是空泡率分布在近壁处产生尖峰的原因。该文提出一种新的壁面存在引起的作用力的表达式,可以较好地预测层流泡状流的运动情况。     

青藏高原四季大气热源气候态特征分析

利用NCEP的CFSR再资料分析了青藏高原上空四季大气热源的水平分布和垂直结构特征.结果表明:在水平分布上,春季和夏季,青藏高原上空大气是分布不均匀的热源,而秋季和冬季是比较均匀的弱冷源;在春季(3—5月),青藏高原主体上空呈现不均匀的弱热源,青藏高原东部边缘和西部边缘、南部边缘地区呈现较强热源,在喜马拉雅山脉一带也呈现强度不均匀的热源区;夏季,热源强度略强于春季,在整个亚洲大陆上最强的热源中心不在青藏高原上,而在青藏高原南侧及孟加拉湾中东部一带,另外高原西侧冈底斯山脉附近和喜马拉雅山脉中东部边缘一带还呈现弱冷源;秋季,青藏高原南部边缘及其以南的大陆地区表现为热源,且存在较强的热源中心,青藏高原东侧边缘也存在小范围的弱热源区;冬季,青藏高原上空大气呈现均匀的弱冷源;在青藏高原西部边缘及喜马拉雅山脉北侧呈现弱热源区;仅在冬季,青藏高原上空感热加热呈现为负值;不区分季节的情况下,青藏高原西南部上空的感热加热强于东北部;青藏高原西侧边缘、南部边缘和东南部上空的潜热加热永远强于青藏高原主体,而青藏高原主体长波辐射加热值大于南部边缘及东南部地区.在垂直结构上,春季和夏季大气整体表现为热源层,春季热源层厚度约为冷源层的3倍,夏季热源层厚度大致为冷源层的6倍;秋季,大气总加热在500 hPa层以下表现热源层,而500～150 hPa表现冷源层,且冷源层强度比夏季较强;冬季,大气总加热整体上表现冷源层,只有675 hPa附近到550 hPa层表现很薄的热源层,冷源层的厚度约为热源层的6倍;不分季节,青藏高原上空700～450 hPa感热加热分量项和大气总非绝热加热垂直廓线分布基本一致,而450～100 hPa潜热加热分量项和大气总非绝热加热垂直廓线分布基本类似;除冬季大气总非绝热加热基本表现为弱冷源外,其余季节低层均表现热源,而高层表现弱冷源,但层级的热状况强度方面仍存在明显的季节性差异.     

非爆炸且不可还原农用硝酸铵的热稳定性评估

绍了一种测试含能材料热稳定性的新方法——加速度量热仪，并用此法研究了硝酸铵和非爆炸且不可还原农用硝酸铵的热分解过程，得到了绝热分解温度与压力随时间的变化、自加热速率与分解压力随温度的变化曲线，计算了分解动力学参数表观活化能和指前因子，讨论了放热反应系统的热惰性因子对测试结果的影响，表明非爆炸且不可还原农用硝酸铵具有良好的热稳定性、安全性及其热稳定性的提高是爆炸特性得以消除的原因。     

矩形封闭空间内湿多孔介质自然对流的非达西效应

建立了考虑介质内部流体运动惯性力及粘性力的封闭腔内多孔介质非饱和自然对流行为的二维无量纲模型。研究了两侧为恒壁温、上下为绝热条件的含有湿多孔介质的矩形封闭腔内自然对流的非达西效应。通过数值计算，揭示了介质的惯性力、粘性力及Ｄａ数对传热的影响，同时对颗粒导热比、加热条件等对传热的影响进行了分析。     

东亚季风经向环流数值模拟及结果分析Ⅱ．模式性能检测及个例分析

局地径向环流诊断模式性能检验及对1994年5月1日世界时12时东亚季风区局地平均经向环流的模拟分析,分析所用的是经中科院大气物理研究所处理过的NCEP／NCAR再分析逐日资料,结果表明,在现行资料条件下模拟达到了预期的效果,证明该模式对局地经圆环流模拟性能良好,在此基础上,根据线性方程的叠加原理,进一步诊断分析方程中强迫项对向环流所起的作用。对1994年5月1日世界时12时东亚季风区局地平均径向环流而言,模拟出的各项的作用与对天气实况进行理论上的定性分析结果是相吻合的,在东亚季风区的经向环流形成过程,温度平流及绝热加热的作用相当显著,非绝热加热的作用在本文中没有作确切地比较,因其计算受到水汽资料精度和各层辐射资料缺乏的限制,另外,对流中的云物理过程也暂时未加以考虑。     

引起地面气压变化因子的分析

本文是应用塔巴罗夫斯基方程(以下简称塔氏方程)计算地面气压变化的一个尝试。作者计算了沿经纬线均匀分布的五十个点的塔氏方程十八项的数值。应用的例子是一个深的高空槽。 公式(3)的第一、二两项分别为风速散度(注一)及轨迹曲率的变化。由计算可以看出,在高空这两项的数值最大。而它们所引起的气压变化,在很大程度上为一部分其它项在低层的相反作用所补偿。这样的垂直方向的质量散度的分布造成了很强的垂直运动。其它项在高层则多相互抵消。 前两项,即散度与曲率在强烈的大气过程发展中的决定性的作用,还可以由以下两点得证明: 1.用温度绝热交化算出的垂直运动(图三)有只用散度项及曲率项的高空质量散度算出的垂直运动(图二)很符合。 2.在地面气压倾向乘以面积的总和△P。与在950-200毫巴整层中前两项的散度乘以相应面积的总和△P之间有密切的关系(图七) 其它因子对地面气压变化的供献尚取决於具体条件,不过数值均不甚大。 根据得到的关系求出三个计算地面气压变化的半经验公式[(4),(5),(6)]。     

斜压模式中的非绝热波

应用含非绝热因子的斜压两层模式方程组,了非绝热因子氏纬超长波动的作用。     

随机运动导电粒子对微波腔内电场分布的影响

针对微波腔内不均匀电磁场导致的微波加热不均匀现象,利用金属对微波具有反射的特点,将导电粒子与运动物料相结合,研究了随机运动导电粒子对微波转筒干燥腔内电场分布的影响.利用EDEM与COMSOL软件将运动场与电磁场相耦合,模拟导电粒子的尺寸、数量以及随机运动方式对微波腔内电场分布的影响.结果表明:直径小于20,mm的导电粒子对电场的影响较小;自由随机运动的导电粒子因粒子集聚而恶化微波腔内的电场分布;固定间距的随机运动导电粒子可提高微波腔内的平均电场强度及电场分布的均匀性.     

长江中下游梅雨期热量和水汽收支研究

分别计算热量和水汽收支方程,得出1991年长江中下游梅雨期(5月18日至7月13日)降水区内面积平均的视热源Q_1和视水汽汇Q_2高度时间剖面图,由该图的垂直分布特征,可以看出梅雨期可分为三个降水时段,每个时段加热的强度和垂直分布形式互不相同,其中第三时段明显呈现典型对流性降水性质。其次对收支方程垂直积分,得出105—122°E,24—40°N区域第三时段内Q_1和Q_2高度-时间积分的水平分布图,两者水平分布形式比较一致,且与实际降水量分布较为吻合,说明加热场主要由凝结加热过程所致,同时也证实上述Q_1和Q_2的计算结果是可靠的。     

以大气温压场连续演变表征下垫面热状况的长期天气数值预报方法

一、前言 长期天气过程最根本的物理特征是非绝热性,即外部对大气的热作用是长期天气变化的根本原因,而热作用过程本身的复杂性带来了长期天气变化物理机制的复杂性。影响热作用过程的主要因素之一是全球的云量,云量分布不均匀使大陆和海洋增温不均匀,而陆地和海洋的不均匀增温区域就形成对大气的不均匀的加热场,这样就在时间和     

垂直管内降膜吸收过程热—质传递数值计算问题的研究

通过对垂直管内降膜氨－水吸收过程中热－质传递现象的研究，阐述了非绝热吸收过程中传热和传质相互作用，相互影响的关系，建立了吸收过程热质传递的数学模型，并对垂直管内降膜氨－水吸收过程进行数值计算。其研究结果为降膜吸收器的设计提供一种新的、考虑到热－质传递的计算方法。     

对大气气溶胶的辐射效应的数值试验

采用两流近似辐射模式,应用半球常数法近似,采用累加法和倍加法,计算了不同月份大气气溶胶的辐射加热率和减温率的日变化。结果表明,从气候角度而言,气溶胶浓度的差别使得即使是在6月份,气溶胶层既可以是冷源也可以是热源;从天气尺度而言,气溶胶的垂直分布和浓度对层结稳定度有着重要影响,并由此从物理上指出了沙尘暴天气过程中辐射效应所起的重要作用。     

秦巴山区地形对一次西南涡大暴雨过程影响的数值试验

利用CFSv2再分析资料和中尺度数值模式WRF V3.7.1对1次西南涡大暴雨过程进行数值试验,重点研究了秦巴山区地形对此次暴雨过程的影响.结果表明:地形通过对低涡本身和对山脉两侧南北气流的阻挡作用不利于低涡向东北方向移动;地形通过影响水汽输送和垂直运动改变降水强度及分布,随着地形的升高,雨量增大,雨带西移;地形的阻挡使水汽聚集于四川盆地,在迎风坡形成较强的水汽通量辐合,雨带的位置和强度与水汽通量辐合区相对应;地形强迫的垂直运动在迎风坡较强,其中以地形抬升作用为主,但边界层摩擦辐合作用也有贡献;降水量大值中心位于上升运动中心以南,降水区外围的弱下沉运动和其北部的强上升运动在迎风坡形成一个局地垂直环流圈,从而影响低涡与切变线的相互作用以及暴雨过程演变.     

考虑非绝热的超长波的尺度分析

本文将超长波的尺度分析推广到非绝热加热的情况。指出若纬向波长比经向波长大一个量级时,非绝热作用必需考虑。反之,可以忽略不计。最后,得到两种情况下的近似方程。     

加热过程对热带气旋生成的数值试验

用Pielke等的中尺度两维原始方程数值模式研究海气相互作用和其它非绝热加热过程对热带气旋生成的作用。进行了7种数值试验,即:(1)只考虑无云情况下的辐射加热作用;(2)考虑辐射加热和不均匀的云量效应;(3)只考虑海气交界面上的潜热和感热通量;(4)大尺度凝结、对流调整、辐射和洋面上潜热感热输送;(5)积云对流凝结加热和云天辐射;(6)积云对流凝结加热和洋面上的潜热感热通量;和(7)积云对流凝结加热、洋面上的潜热、感热通量和云天辐射等全部加热过程。 结果表明:积云对流凝结加热对热带气旋的生成起最重要的作用,大尺度凝结加热和对流调整趋于使低压填塞,而洋面上的潜热、感热通量也起不可缺少的作用。     

垂直磁记录薄膜交换耦合作用及开关场分布的测量

采用Lakeshore7407型振动样品磁强计,以Co-Pt垂直磁记录薄膜为例,详细介绍了垂直薄膜等温剩磁(isothermalremanentmagnetization,IRM)曲线、直流退磁剩磁(directcurrentdemagnetizationremanence,DCD)曲线的测量方法和退磁因子的计算方法,并给出根据退磁场修正后的IRM和DCD曲线计算垂直磁记录薄膜曲线和开关场分布(SFD)的方法.最后详细讨论了薄膜的微观组织和易磁化轴取向分布对退磁场、交换耦合作用和SFD的影响.结果表明:退磁场的存在使得直接测量得到的晶粒间交换耦合作用偏小,开关场分布宽化;影响晶粒间交换耦合作用的内在原因是介质的微观组织和易磁化轴的取向分布.