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1991年  第15卷  第1期

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旋转二维可压缩流动的谱和特征函数 II:谱和谱函数结构的分析
曾庆存, 李荣凤, 张铭
1991, 15(1): 1-15. doi: 10.3878/j.issn.1006-9895.1991.01.01
摘要:
本文第一部分(Ⅰ)已给出了线性化旋转二维可压缩流动方程的谱分布,并作了初步分析。本部分(Ⅱ)对这些谱及谱函数作进一步的分析讨论。设基流是低速流,此时可用摄动法求得谱和谱函数,将它们与用差分法所得结果进行比较,表明二者吻合得很好。摄动法中的离散谱初级近似就是无基流时的相应的谱,而连续谱对应的谱函数初级近似则与准地转模式的结果一致。由初级近似和一级修正项可以清楚地说明计算所得的谱和谐函数的许多重要性质。 在低速基流情况下:(1)重力一惯性波为准简谐波,基流和可变的Coriolis参数只给以较小的修正。(2)由于基流在Coriolis力作用下使自由表面有一坡度,Kelvin波必定具有横穿波射线的速度分量,同时顺传和逆传的Kelvin波不再在形态上相似;当基流愈强时上述两性质愈明显;Coriolis参数随空间的变化也改变了顺传和逆传波的相似性,此外,Kelvin波是准非频散的。(3)不为零的基流或科氏参数的变化使慢波离散谱变为非简并的即分立的,它们或者有无穷多个且基流流速为相速的聚点(当基流为常数时),或者只有有限个,甚至不存在;而当基流有切变时则有连续谱。对应于离散谱的谱函数为准简谐波;而对应于连续谱的谐函数则为广义解,但有有限能量。 本问题的谱函数与其伴随算子的谐函数正交,满足同样边界条件的一切扰动可按本问题的谱函数展开。在低速基流情况下,可用摄动法求解,初级近似下的伴随算子是自伴的。 关于高速基流情况的结果将在本文的第三部分(Ⅲ)发表。
34层线性球面原始方程谱模式与模式大气对地形强迫的响应
严邦良, 黄荣辉
1991, 15(1): 16-27. doi: 10.3878/j.issn.1006-9895.1991.01.02
摘要:
本文建立了一个34层包括牛顿冷却、Rayleigh摩擦和非绝热加热线性原始方程谱模式。用此模式对地形强迫为下边界条件进行时间积分。结果表明,此模式计算稳定,有较好的精度及计算时间节省的特点模式的积分结果还表明,此模式对球面大气准定常行星波的形成和传播有较好的描写能力。
青藏高原热状况对南亚高压活动的影响
任广成
1991, 15(1): 28-32. doi: 10.3878/j.issn.1006-9895.1991.01.03
摘要:
本文分析了青藏高原下垫面与高原上空热状况变化的异同及其二者与南亚高压的关系。指出青藏高原下垫面热状况与高原上空热状况年际变化的一致性及月际变化的差异——青藏高原下垫面从2月就开始大幅度增温,而高原上空5月才开始突发性增温。高原下垫面降温幅度最大的月份出现在11月,高原上空则出现在10月。分析还指出,青藏高原下垫面热状况与南亚高压南北振荡,青藏高原上空热状况与南亚高压东西振荡有密切关系。并且前期青藏高原上空热状况较高原下垫面热状况对南亚高压的预报更具有指示意义。
阿拉伯海—南海海温距平纬向差异对长江中下游降水的影响
陈烈庭
1991, 15(1): 33-42. doi: 10.3878/j.issn.1006-9895.1991.01.04
摘要:
本文从分析阿拉伯海至南海海温距平场为东暖西冷和东冷西暖两种不同纬向分布型时热带大气环流不同的特征中讨论了该区海温异常对长江中下游梅雨影响的物理过程。指出不同类型的海温距平纬向分布,可能导致印度季风和东亚季风位置和强度不同的变异,并通过这两支季风的相互作用和调整,影响西太平洋热带辐合带、副热带高压和我国降水的分布。
我国大陆干旱指数及其年际变化
江剑民
1991, 15(1): 43-52. doi: 10.3878/j.issn.1006-9895.1991.01.05
摘要:
本文应用正交旋转主分量分析方法,计算分析了我国大陆1952—1987年间大气干旱指数s=ΔT/σ_T-ΔR/σ_R的地域相关和年际变化特征。结果表明,可以将我国大陆上旱涝异常的变化大致按43°N和30°N为分界线划分成三个基本相关的纬带。1954—1957年间和1963、1969年前后大部分地区相对湿润多雨。70年代以来,长江以北相对少雨干旱,气候变化的大趋势与撒亥勒(Sahel),以及英格兰中部和威尔士等地区相类似。年度干旱指数年际变化的短周期大部分地区以2—3年为主,具有准两年振荡的特点。
夏季北极海冰激发的500hPa遥相关型
方之芳, 谭友邦, 隋学海
1991, 15(1): 53-60. doi: 10.3878/j.issn.1006-9895.1991.01.06
摘要:
本文应用统计方法,分析7月、8月北极海冰与北半球500hPa位势高度场的相关场,7月、8月500hPa基点相关图,多冰年与少冰年的1000—500hPa厚度差图等,得到如下结论: 夏季极冰冷源的存在,可激发北半球大气产生遥相关型,这种遥相关型可以看成二维Rossby波列,具有相当正压结构,在西风带中沿着固定的波导自高纬向低纬分布,从而影响北美的环流和天气。表现为极冰偏多年份,极涡加强而偏心,加拿大高压脊和北美大槽亦同时加强;反之,极冰偏少年份,上述系统均减弱。
热带西太平洋秋季低空大气温度层结的基本特征
李若钝, 武建平, 孙瑞本
1991, 15(1): 61-68. doi: 10.3878/j.issn.1006-9895.1991.01.07
摘要:
本文利用现场考察资料,分析了热带西太平洋低空大气温度层结基本特征。发现其边界层内往往有多个弱逆温层存在,在2000—3000m之间也常有弱逆温层存在。
多层递阶预报模型的一种改进方案
李邦宪
1991, 15(1): 69-73. doi: 10.3878/j.issn.1006-9895.1991.01.08
摘要:
本文针对气象要素与其过去的数据自相关程度一般都较差,而与其自身的显著周期分量却存在较高的线性相关关系的特点,提出了一种改进的多层递阶预报模型。它将多层递阶方法与逐步回归双重分析相结合,用显著周期分量取代经典多层递阶预报模型中的自回归部分,使之能更好地反映气象要素自身的历史演变规律,从而稳定其预报效果。
二维界面流的稳定性及相路方程的椭圆型条件
欧阳首承, 朱克云
1991, 15(1): 74-83. doi: 10.3878/j.issn.1006-9895.1991.01.09
摘要:
针对天气实践的一些问题,本文改变了文献[1]的某些作法,分别就上、下行波的稳定性情况,切变邻近区域相路方程的类型条件作了较细致的讨论。结果表明:不稳定极易发生在背急流方向而立的左侧,并在不连续界面的两侧其稳定性是不同的,其相路方程也是有条件的——急流轴及其左侧邻近地区,一般满足椭圆型条件,而其右侧则有可能出现双曲型,从而揭示了扰动沿东西向传播时不稳定易于维持的原因,并与天气实践吻合。
东亚地区高分辨率物理反演方法的数值试验;内部比较研究
黎光清, 董超华, 吴保锁,
1991, 15(1): 84-93. doi: 10.3878/j.issn.1006-9895.1991.01.10
摘要:
为了考察同步物理反演法(Simultaneous physical retrieval method,简称SPRM)的性能,本文着重在反演方法、红外大气透过率算法效应以及SPRM对不同初估值的依赖性三方面,进行了内部比较研究。结果表明:使用透过率调整算法,可以在一定程度上改善物理反演法精度:SPRM的反演精度对初估值的依赖性比统计回归反演法(Statistical regression retrievalmethod,简称SRRM)弱;本阶段SPRM温度反演试验,就大范围纬向平均而论,尚不及改进的SRRM的精度,但在探空资料稀少地区同步物理反演的气象场结构略优于SRRM。
两种计算长波辐射传输的近似方法
赵高祥, 汪宏七
1991, 15(1): 94-101. doi: 10.3878/j.issn.1006-9895.1991.01.11
摘要:
在二流近似的基础上,提出了两种计算晴空大气中长波辐射传输的方法,整个长波辐射区域被分成两个宽的光谱带,它们分别对相应的宽带光学厚度和发射率作参数化处理。这两种方法,所需的计算时间很少,但有相当好的精度,因而适于在大气环流模式中进行辐射传输的计算。
我国杭州地区秋和稻田的甲烷排放
戴爱国, 王明星, 沈壬兴,
1991, 15(1): 102-110. doi: 10.3878/j.issn.1006-9895.1991.01.12
摘要:
1987年秋季在杭州郊区采用一套全自动的观测系统,对稻田的甲烷排放进行了观测。在整个晚稻灌溉期内,稻田是大气甲烷的一个源地,其甲烷释放率最高可达240mg/m~2·h。甲烷释放率具有很强的季节性变化,在水稻成熟期之前,甲烷释放率一般在40-60mg·CH_4/m~2·h的水平上波动,在成熟期间则降为10mg·CH_4/m~2·h的水平。除移栽期外的整个水稻生长期间的甲烷平均释放率为39mg/m~2·h。甲烷释放率具有明显的日变化,一般在午夜至凌晨3—4点达最大值,白天较低,变化也较小。这可能与水稻植物体由于其生理上的日变化引起的甲烷气体传输能力的日变化有关。实验没有观测到不同施肥(K_2SO_4和菜饼)对甲烷释放率的明显影响。阴雨天的降温一般在2—3天后引起甲烷释放率的迅速下降,这可能是因土壤中发酵细菌如产甲烷菌数量的减少造成的。尽管甲烷释放率和土壤温度在整个生长期间基本上是逐步下降的,但两者之间并没有简单的正相关性。土壤中产生的甲烷气体只有一小部分释放到大气中,从土壤中冒出来的气泡往往可引起释放率的急剧上升。1985年全球稻田的甲烷释放量估计为134±3lTg(1Tg=10~(12)g),其中12±26Tg和30±6Tg分别来自亚太地区和中国稻田。
复杂地形区域之大气环境容量
向可宗
1991, 15(1): 111-119. doi: 10.3878/j.issn.1006-9895.1991.01.13
摘要:
复杂地形区域之风场及污染物的输送,受地形影响往往是非均匀的,这类地区大气环境容量的估算也有别于平坦地形区域。本文以粤东山区之梅州市工业居民混合区为例,介绍了复杂地形条件下大气环境容量的计算方法。主要包括:1.确定地形影响下近地面之主要流型.2.合理给出模式调整前容量的初估值,以尽量减少模式调整的工作量.3.建立非均匀风场条件下的环境容量调整模式.4.通过模式调整得出大气环境容量的准确值。
夜间边界层的一维数值模拟
张江印, 蒋瑞宾, 郭恩铭
1991, 15(1): 120-126. doi: 10.3878/j.issn.1006-9895.1991.01.14
摘要:
本文用一维数值模式,模拟了平坦地形情况下小风、晴空夜间边界层内风、温、湿的演变,计算结果与观测事实有较好的一致性。对有高云或少量中、低云存在时的计算结果分析表明,模式对风速的模拟仍然较好,对温度的模拟比实测值可偏低0.3—1℃,对相对湿度的模拟比实测值可偏高5—10%在符合模式使用范围的情况下,本模式可作为夜间边界层预报的一种方法参考使用。