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1996年  第20卷  第1期

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短时风暴数值预报模式研究 I. 模式的理论框架
周晓平, 王东海
1996, 20(1): 1-11. doi: 10.3878/j.issn.1006-9895.1996.01.01
摘要:
本文致力于发展一个旨在用于中-β尺度天气系统研究和预报对流风暴的数值预报模式(中-β模式)。模式的动力学框架为三维非静力可压缩的完全弹性模型,对声波的处理采用时间分离求解及阻尼和压缩方法,模式只选择了对风暴系统短时预报有重要意义的一些物理过程,从而简化了模式的参数化方法,节省了计算量。
从太阳总辐射信息反演云光学厚度的理论研究
邱金桓
1996, 20(1): 12-21. doi: 10.3878/j.issn.1006-9895.1996.01.02
摘要:
本文从理论上探讨了从全波段太阳总辐射信息反演云光学厚度的一个新方法,并分析了引起云光学厚度解的误差的主要因子。理论分析和数值试验表明,在大气满足水平均一的条件下,本方法的云光学厚度解的精度主要取决于气溶胶光学特性的确定误差,如果气溶胶光学厚度的误差在30%以内,或折射率虚部的误差在0.02以内,云光学厚度解的误差一般在15%以内。本文还发展了一个二层模式的半经验的δ-Eddington近似,其精度优于Eddington和δ-Eddington近似,而且无须知道云和气溶胶消光系数的垂直分布,适用于本反演算法。
飑线型降水云微波辐射特性的数值研究
林龙福, 吕达仁, 刘锦丽
1996, 20(1): 22-27. doi: 10.3878/j.issn.1006-9895.1996.01.03
摘要:
本文将三维云的微物理模式的输出作为三维辐射传输模式的输入,对降水云的微波上行辐射率同地球物理参数间的关系进行了初步研究。在侧边界条件不对称的情况下,如果不考虑实际存在的云间相互辐射作用而模拟降水云的上行辐射率时,模拟出的亮温在低频段将低估卫星上测到的亮温值;在高频段则依降水云上层含冰量的大小而异,即在降水云上层含冰量小的区域,将低估星上测到的亮温,且低估的幅度较低频通道的大,而在降水云上层含冰量大的区域,可能高估星上测到的亮温,但高估的幅度较小。
植物冠层内物质交换特征的实验研究
雷孝恩, 田瑞明, 韩志伟, 邓玉珍, 袁素珍, 李勤, 骆启仁, 李真
1996, 20(1): 28-36. doi: 10.3878/j.issn.1006-9895.1996.01.04
摘要:
使用湍流和SO2通量梯度测试资料,对植被冠层内物质交换特征进行了详细研究,揭示了一些有意义的结果: 植物的生物过程对物质的吸收作用非常明显; 在冠层内物质通量是随冠层深度加大而明显减小;对高的植被,上层沉积速度(Vgu)大于下层 (Vgd); 冠层内的沉积速度(Vg) 表现出明显的日变化,冠层内物质的生物吸收作用与太阳总辐射量有直接联系;冠层的Vg与速度尺度V*和平均风成正变关系;森林的Vg比麦地小;新的Vg理论公式能更好地预测重庆森林和麦地的结果。
高分辨区域输送模式中不同输送格式的对比试验
葛孝贞, J.S.Chang, 雷孝恩
1996, 20(1): 37-46. doi: 10.3878/j.issn.1006-9895.1996.01.05
摘要:
本文对两种输送格式在理论试验的基础上,引入19层高分辨区域输送模式EM3,由中尺度模式(MM4)提供实例输送风场,积分至13、18、30、50、70小时,作分析和对比数值试验。采用的两种格式是:二阶动量矩守恒的Prather格式(以下简称为SOM)及通量订正的Smolar格式。数值试验结果表明,高精度的SOM格式使数值扩散减小一个量级, 使输送物质(SO#-[2])中心浓度比Smolar格式增大3~4倍, 采用SOM格式还明显改进了浓度中心水平平均运动轨迹的模拟精度,选择高精度的平流格式是改进模拟结果的重要途径。
气候时间序列变点的推断
杨喜寿, 杨洪昌
1996, 20(1): 47-53. doi: 10.3878/j.issn.1006-9895.1996.01.06
摘要:
本文研究时间序列的变点问题。所给出的统计方法可用来推断一个时间序列是否存在变点,存在几个变点以及变点在什么位置。这种统计推断方法可用于气候阶段的划分。
圆形涡旋中的惯性重力内波不稳定和对称不稳定
费建芳, 陆汉城
1996, 20(1): 54-62. doi: 10.3878/j.issn.1006-9895.1996.01.07
摘要:
用Boussinesq近似下的轴对称径向二维柱坐标系中的线性扰动方程组,讨论了圆形大气涡旋系统中扰动的惯性重力不稳定和对称不稳定。在环境为正压情形时,惯性重力内波不稳定的条件为#A(μj/R0)2N2+n2F2<0;当环境为斜压时,具有平行型扰动特征的惯性重力波发展的条件为Ri*<1-[(3/2)+m]2,此时表现为对称不稳定。可见,惯性重力内波不稳定和对称不稳定都可作为台风、气旋一类圆形涡旋中扰动形成和发展的机制。
热带大气10~20天振荡的大气环流模式数值模拟
李崇银, IanSmith
1996, 20(1): 63-72. doi: 10.3878/j.issn.1006-9895.1996.01.08
摘要:
利用大气环流模式对热带大气10~20天振荡进行了数值模拟研究,其结果同观测资料分析基本一致。模式资料的功率谱及动能的分析表明,10~20天振荡确实比30~60天振荡更突出地存在于热带大气中。同热带大气30~60天振荡的结构有些不同,对于在热带10~20天振荡,除纬向1波外,纬向2波也很明显;流动的斜压结构特征欠佳;系统以较快速度沿赤道西移。暖SST事件对热带大气10~20天振荡的影响也进行了模拟,对结果的比较分析表明,暖STT将使10~20天大气振荡减弱,使其结构更趋正压性。
长江上游暴雨的边界层动力诊断研究
李跃清
1996, 20(1): 73-78. doi: 10.3878/j.issn.1006-9895.1996.01.09
摘要:
本文应用诊断分析方法研究了大气边界层动力特征与长江上游暴雨天气的关系。结果表明:大气边界层对暴雨天气有重要影响,成都边界层风场分量u,v<0时,对应暴雨天气,u,v>0时,无降水天气;边界层内正涡度、辐合、上升运动的出现、增强、减弱与暴雨的发生、发展、结束相联系;与青藏高原东部边缘东北-西南走向地势相关的边界层动力激发作用是长江上游暴雨产生的一种物理机制。
一种新的ENSO循环负反馈机制
杨修群, 谢倩, 黄士松
1996, 20(1): 79-89. doi: 10.3878/j.issn.1006-9895.1996.01.10
摘要:
本文利用包含海洋表面边界层和大气辐合反馈过程的热带太平洋海气耦合异常模式的30年模拟结果,通过对模式ENSO循环演变特征和正负反馈机制的细致分析揭示出了ENSO循环形成的一种新的负反馈过程。指出:ENSO循环的正反馈机制是不稳定海气相互作用过程,且这一不稳定过程的发展在暖态中明显强于冷态;ENSO循环的负反馈机制在冷暖态中表现不同,在冷态消亡过程中,这种负反馈过程主要表现为暖的西传Rossby波经西边界反射产生的暖的东传Kelvin波来抑制冷位相不稳定发展的,但在暖态消亡过程中,不存在类似的纬向波作用过程,其负反馈过程主要表现为在海气耦合不稳定充分发展时伴随的赤道两侧冷水上翻过程的加强以及非线性过程的衰减作用共同抑制了不稳定的发展,并最终使系统从暖态恢复至冷态。本文得出的ENSO循环暖位相中的负反馈机制和近年来国外提出的“时滞振子”理论明显不同。
气旋爆发性发展过程的动力特征及能量学研究
吕筱英, 孙淑清
1996, 20(1): 90-100. doi: 10.3878/j.issn.1006-9895.1996.01.11
摘要:
本文对不同路径的爆发性气旋进行了动力特征及能量学研究。发现高空大值位涡空气的下伸是气旋爆发性发展的一个重要条件。初生气旋逐渐向强位涡区移近并形成上下位涡区相接的形势。使气旋迅速发展。高空急流与气旋发展有密切关系。发展中的气旋明显地向着急流左侧的辐散区移动。急流的突然加强及高空强风动量的不断下传,构成了下层的强风带及上下一致的急流结构。能量学研究指出在气旋发展前气旋内散度风动能向旋转风动能的转换突然增强。散度风动能在爆发气旋发展时有明显增长。
东亚大陆冬季风的低频振荡特征
金祖辉, 孙淑清
1996, 20(1): 101-111. doi: 10.3878/j.issn.1006-9895.1996.01.12
摘要:
本文对东亚大陆冬季风期间的地面气温、气压的数年资料做了30~60天的低频波、准双周振荡等分析。结果表明,东亚大陆地区地面气温、气压的0~60天波和准双周波具有重要的作用,它们多年平均的低频波方差相对贡献分别为59.2%(气温)和49.8%(气压)左右。并且伴有显著的年际差异,如华北气温30~60天波强的年份其方差相对贡献可达50.2%,而最弱的年只占11.9%左右。另外这两种频率振荡强弱还有明显的地区性,30~60天波一般华北和长江流域(约28°N以北)比其南部地区强;冬季风期间,东亚大陆地区的30~60波的经向传播主要是由北向南传播的。大多数年份可以传播至东亚大陆的南端,历时约3~6天,但是这种传播在长江流域以北地区表现为更清楚,在长江以南地区,一方面受到了冬季风本身强弱的影响,另方面还受到来自热带地区以致南半球夏季风低频波北传等因素的影响使得经向传播往往变得比较复杂。
各种物理强迫激发的平均经圈环流特征及其对数值天气预报模式系统误差的贡献
张绍晴, 刘还珠
1996, 20(1): 112-122. doi: 10.3878/j.issn.1006-9895.1996.01.13
摘要:
本文证明7种强迫作用激发经圈环流的线性叠加性,分项考察了各种物理强迫激发经圈环流的特征,通过考察一个数值模式的模式大气和实际大气各种物理强迫激发经圈环流的差异,分析了模式系统误差的成因,这种建立在动力背景之上的模式误差分析方法,其物理意义明确,具有较为普遍的适用性。
光吸收对冰晶粒子散射相函数的影响
姚克亚, 刘春雷
1996, 20(1): 123-126. doi: 10.3878/j.issn.1006-9895.1996.01.14
摘要:
本文利用射线跟踪法对冰晶粒子散射、吸收进行了研究。从理论上对一些常见的近似处理方法进行了讨论,计算了长为300μm,半径为30μm的六棱柱状冰晶粒子在不同波段的光散射相函数以及在波长2.2μm时,五种不同大小冰晶粒子的单次散射反照率。结果表明,即使在有吸收情况下,Snell公式和Lambert公式仍是近似成立的,而吸收效应对散射相函数有明显影响。