降水条件下台风的定常运动和螺旋斑图

在牛顿第二运动定律的基础上,在垂直方向的运动方程中加入了扰动降水量一项,并讨论了加入这一项的合理性和物理意义.重点考虑了在降水条件下台风的运动特征,同时求得了三维定常流场中的水平速度,其中的三维流场构成了物理空间的一个非线性自治动力系统.研究表明:根据台风运动的定常解,台风的下层中心是低气压且是正垂直涡度(气旋式涡度)和水平辐合,上层中心是高气压(反气旋式涡度)和水平辐散.根据台风自治动力系统所获得的两个鞍-焦点很好地说明了台风的螺旋斑图,下层空气螺旋向内,引起台风中心附近的上升运动,上层空气螺旋向外引起台风外围的下沉运动,这些都与实际台风结构相似.文中阐明:在考虑降水量的影响后,台风仍然具有螺旋斑图的特征.     

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。     

基于EEMD的中国地区1956—2005年日照变化的趋势分析

根据国家气象信息中心给出的逐日日照时数资料,利用集合经验模态分解(ensemble empirical mode decomposition, EEMD)方法,得到中国地区日照时数的非线性趋势变化特征.对各气象台站日照时数的非线性变化趋势类型做了分类以及分区域和季节研究,并与线性趋势进行对比.结果表明:近50年来中国地区绝大部分气象台站(占总气象台站数的67.5%)日照时数呈现下降的趋势,尤其是在中国南部和东北地区,呈现明显的区域特征和季节特征.日照时数的年代际变化整体上在1980年前后出现气候转型,即呈现前期日照较长、后期较短的气候形态     

2010-2011年冬季La Ni(n)a事件对北半球极涡的影响分析

为了探讨强极涡与La Ni(n)a事件之间的关系,利用NCEP/NCAR(日平均、月平均位势高度及温度场)再分析资料对2010-2011年冬季进行个例研究.与气候态相比,2010-2011年冬季北半球平流层极涡偏强,同时,显著的强海温负异常(La Ni(n)a事件)也持续整个冬季.结果表明,受La Ni(n)a事件影响,对流层环流场和温度场得到较大的调整,出现PNA (Pacific North American)型异常环流形势和相对应的温度异常分布.2010年12月,阿留申地区出现负值的热量经向输送,使得该地区从对流层上升至平流层的行星波动与气候态相比明显减弱,从而导致平流层极涡较气候平均态偏强.这一La Ni(n)a事件对平流层极涡影响的动力过程也从1948-2010年期间选出的13个冬季强La Ni(n)a事件的合成分析结果中得到证实.     

时间序列非平稳检测方法的对比分析

对比分析了检测时间序列是否平稳的两种方法:一种是基于简单的统计方法检测时间序列非平稳性的run-test(简称RT)方法(考虑了3种典型方法:均值RT、方差RT和标准差RT),另一种是利用动力非平稳检测的图示方法(space time-index,STI)。通过分析人工生成的已知平稳性的时间序列和实际湍流时间序列,对比了两种方法在时间序列非平稳检测上各自的优劣:RT方法简单、高效,但精确度低;STI方法精确度高,但复杂、低效。同时,分析了3种不同的RT方法对不同类型时间序列的平稳性检测能力,表明方差RT方法最适用于湍流时间序列非平稳性检测。     

求非线性演化方程周期波解和孤立波解的一种新的简捷方法 Jacobi椭圆函数展开法

非线性动力学被广泛地应用在物理学、化学和生命科学等各个领域。自从20世纪60年代以来,它取得了突飞猛进的发展。一方面,从Lorenz研究大气热对流开始,论证了在大量的确定性系统中存在着对初值异常敏感的复杂运动形式——混沌;另一方面,大量的非线性演化方程求得了准确解,而且,从单纯的孤立波解扩展到较为普遍的周期波解。     

非线性动力学研究的几个问题

非线性动力学为自然界的非周期现象研究提供了一个新的途径.像湍流这样的多尺度的复杂现象,以及非线性的标度指数为我们提供随机现象中,既有最强的涨落的"主导"一面,又有随机性的一面,这是不同尺度之间相互作用的表现.物理学中包括保守系统和耗散系统都存在孤立波和波前,它们对应于数学动力系统中的同(异)宿轨道,子波变换中的子波就是孤立波和波前,它们可能是多尺度现象中的基本元素.任何混沌时间序列和符合序列只有通过重构才能显示出自组织拓扑结构和功能.这些都为非线性动力学提供广阔的前景.     

平流层NAM异常对东北冷涡活动影响的研究

为了研究平流层环流异常对东北冷涡的影响,使用NCEP/NCAR(1958—2010年)再分析资料(日平均、月平均位势高度场及温度场),对平流层NAM(northern hemisphere annular mode,北半球环状模)异常期间东北冷涡的活动特征和三维空间结果进行了统计和合成分析。结果发现,与平流层NAM正异常相比,在平流层NAM负位相异常期间,东北冷涡发生的频次更多和持续天数更长,强度也更强。对平流层NAM不同位相异常期间的合成分析表明,在平流层NAM负位相异常期间,东北冷涡强度更强,与平流层环流异常联系更紧密。同时平流层NAM负位相异常期间,有强的行星波活动,行星波的活动促进和加强了东北冷涡的发展。研究结果对使用平流层NAM异常预测冬季东北冷涡有重要意义。     

求某些非线性偏微分方程特解的一种简便方法——试探函数法

非线性动力学广泛地呈现在物理学、化学和生命科学等各个领域。自从20世纪60年代以来,它取得了突飞猛进的发展。一方面,从Lorenz研究大气热对流开始,论证了在大量的确定性系统中存在着对初值异常敏感的复杂运动形式——混沌;另一方面,大量的非线性常微分方程和偏微分方程求得了准确的特解,而且,求得特解的形式也是丰富多样的。