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1999年  第23卷  第4期

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多分散低Peclet数稳定具势系统中粒子的沉降
王浩, 温景嵩
1999, 23(4): 385-396. doi: 10.3878/j.issn.1006-9895.1999.04.01
摘要:
特殊函数展开法被用于解决多分散具势悬浮体系中粒子的沉降问题。以Legendre多项式为基对对分布函数做展开,导出了计算对分布函数的递推公式,形式上给出了沉降系数的积分公式。文献[9]对粒子间势的处理方法被用于问题的进一步研究。结果表明,具势粒子系统的沉降较硬粒子情况更为复杂。粒子间势对粒子的沉降有重要影响,当双电荷层厚度小于某一临界值时,系统会从稳定的变成不稳定的,从阻滞沉降转化成加速沉降。
武汉上空大气密度温度的激光雷达探测
郑文钢, 李洪钧, 杨国韬, 龚顺生
1999, 23(4): 397-404. doi: 10.3878/j.issn.1006-9895.1999.04.02
摘要:
介绍了中国科学院武汉物理与数学研究所瑞利散射激光雷达的结构和性能,报道了该激光雷达观测所得到的我国武汉上空30~70 km范围内大气密度和30~60 km范围内温度廓线的反演结果。
机载雷达定量测雨中衰减效应的订正研究
窦贤康, 刘万栓, 刘锦丽
1999, 23(4): 403-410. doi: 10.3878/j.issn.1006-9895.1999.04.03
摘要:
星载测雨雷达的应用,必须满足一些主要条件:高的空间分辨率、宽阔的覆盖范围、大的动态降雨测量范围以及精确的点测量等。由于技术条件的限制,满足这些条件的雷达工作在被雨衰减的频率段,因此必须修正由于衰减所导致的误差。对于单波束单频雷达,kZS(衰减系数-雷达反射因子-海表反射率)算法在一个较大的雨强范围内对衰减效应的订正效果较好。本文将kZS应用到在西太平洋进行的国际大型科学考察实验TOGA/COARE中1993年1月和2月间取得机载雷达(和星载雷达频率相近)实测数据,进行雨空间分布的研究,取得了和模拟研究预期相吻合的结果。
层状云的雨滴谱分档数值模拟研究
郭学良, 黄美元, 徐华英, 周玲
1999, 23(4): 411-421. doi: 10.3878/j.issn.1006-9895.1999.04.04
摘要:
通过建立雨滴分档模式,结合部分观测资料,对中国北方常见的三类典型层状云系:强锋面抬升层状云系、气旋尺度辐合层状云系及弱锋面抬升层状云系的云中水成物总比含水量、降水强度及地面雨滴谱进行了数值模拟,并与观测值进行了比较分析。结果表明,雨滴分档模式较一般使用的单参数Marshall-Palmer(M-P)分布的参数化模式更能反映雨滴的自然演变特征。
区域性光化学模式与LLA-C机制的模拟性能比较
安俊岭, 王自发, 高会旺, 黄美元, 周玲, 王喜全
1999, 23(4): 422-426. doi: 10.3878/j.issn.1006-9895.1999.04.05
摘要:
以LLA-C机制为基准,在[NOx]比率分别为1.79、7.14、28.6条件下测试了区域性光化学模式(ROS)的模拟性能。结果表明ROS模式在上述三种初值条件下均能从总体趋势上给出与LLA-C机制相似的结果,但只有当非甲烷烃浓度较高([NMHC]/[NOx]>12)时ROS模式模拟值与LLA-C机制预测值比较接近。在这种条件下,ROS模型对OH的预测值有待改进。我国大气中相当高的[NMHC]/[NOx]比率说明ROS模式用于全国范围内的空气质量趋势模拟是可行的。
近地面O3变化化学反应机理的数值研究
杨昕, 李兴生
1999, 23(4): 427-438. doi: 10.3878/j.issn.1006-9895.1999.04.06
摘要:
利用中尺度气象模式(MM5)及区域化学模式(RADM)对中国地区近地面O3变化化学反应机理进行了数值模拟研究。主要研究了近地面O3变化与其主要前体物NMHC(非甲烷烃)、NOx、CO等之间复杂相互作用关系。主要结论为:(1) 污染地区近地面O3变化主要受光化学作用控制;而清洁地区地面O3变化主要受大气背景O3浓度影响。(2)NMHC和NOx的变化对HO2和OH自由基的影响是十分复杂的,O3的反馈作用对自由基的影响是不可忽视的。(3)在高NOx污染地区的地面上空可能出现高O3污染。(4)在O3光化学反应机理中同样存在线性相关关系。
地表面物理过程与生物地球化学过程耦合反馈机理的模拟研究
季劲钧, 余莉
1999, 23(4): 439-448. doi: 10.3878/j.issn.1006-9895.1999.04.07
摘要:
利用大气—植被相互作用模式(AVIM)研究地表面物理过程与生物地球化学过程耦合的机理和实现方法,其基础是植物与非生物环境之间物质和能量交换等物理过程影响植物的生理生长过程,使得植被宏观形态和相应的地表的动力学参数上发生显著变化,又反过来作用于植被与大气、土壤之间的物理交换过程。这种气候与生物圈双向反馈过程是在季节和年际时间尺度上的主要相互作用机理。应用AVIM于内蒙古半干旱草原,模拟了在大气状况强迫下,草原生态系统初级生产力,植被与大气之间CO2、潜热和感热的交换,揭示了地表物理和生物学过程耦合反馈机理。
不同下垫面水分与能量传输模式
刘和平, 刘树华, 桑建国
1999, 23(4): 449-461. doi: 10.3878/j.issn.1006-9895.1999.04.08
摘要:
首先从简单生物圈模式(Simple Biosphere Model) 的物理模型出发,对其控制方程进行了修改。土壤温度使用求解热传导方程得到,土壤湿度使用了水汽扩散方程、Darcy的水流方程同时求解得到,目的是使简单生物圈模式既能在有植被下垫面使用,又能扩展到考虑水汽运动的沙漠地区使用。为了检验修改后的模式能适用于计算不同下垫面的地气之间水分和能量交换,选择了草原、森林和沙漠三种类型,在4个不同的实验点得到的资料,进行了单点模式(OFF LINE)检验。结果表明,修改后的简单生物圈模式模式可使用于不同下垫面地气之间水分和能量交换,尤其是解决了沙漠地区水热传输的模拟问题。
南极臭氧洞与南极涡旋的变化——IAP模式的试验结果
陈月娟, 张弘, 毕训强
1999, 23(4): 462-468. doi: 10.3878/j.issn.1006-9895.1999.04.09
摘要:
通过对IAP9层全球大气环流模式试验结果的分析,讨论了1987年南极臭氧洞对平流层大气辐射加热率和温、压、风场的影响。结果表明,南半球高纬和极地平流层臭氧含量的耗损,使该地区辐射加热率明显减小,气温明显下降,等压面明显下降,南极涡旋明显加强,说明南极春季涡旋的强弱与该地区臭氧含量及其热状况有密切关系。
大气环流模式中非对流云的尺度分析
王必正
1999, 23(4): 469-476. doi: 10.3878/j.issn.1006-9895.1999.04.10
摘要:
利用曾庆存的球面泛函空间方法,进行了非对流云的尺度分析,结果是:(1)对于高云,局地变化项、凝结项、平流项和垂直湍流项都是重要的;(2)对于中云除垂直平流比水平平流重要之外,其余结果与高云一样;(3)对于雨层云,凝结与局地变化是重要的;(4)对于海性层云和层积云,局地变化和垂直湍流项是重要的。以上结果对于设计大气环流模式很有参考价值。
亚洲夏季风活动激发北半球大气遥相关的物理机制探讨 I.正规模及有限时间不稳定奇异矢量分析
黎伟标, 纪立人
1999, 23(4): 477-486. doi: 10.3878/j.issn.1006-9895.1999.04.11
摘要:
造成大气环流异常的原因可以有两个方面, 一是大气内部的物理过程,另一方面则可能由大气外强迫引起。在线性框架内,该文的第I部分利用正规模(normal mode)以及有限时间不稳定奇异矢量(singular vectors)理论,对亚洲夏季风(ASM)活动激发北半球夏季遥相关型的大气内部物理机制进行了探讨。结果表明,亚洲季风区的扰动最有效地激发了它下游地区不稳定模态的发展,从而导致了从亚洲到北美洲一带的大气环流异常。关于从大气外强迫角度对这一问题的探讨,将在本文的第II部分发表。
华北地区的季节变化特征与季风
孙继松, 李晓艳, 丁德平
1999, 23(4): 487-496. doi: 10.3878/j.issn.1006-9895.1999.04.12
摘要:
通过对以北京地区为代表的近15年的地面资料进行分析,研究了华北地区季节过渡的突变特征,并根据它们的综合演变提出了华北地区冬、夏半年的划分方法。同时,对它们的年际变化进行了讨论,并分析了华北地区由冬季向夏季转换的早晚与对流层中上层行星尺度天气系统的季节性转换进程之间的联系。
中国1 min降雨量极值的统计研究
董双林
1999, 23(4): 497-503. doi: 10.3878/j.issn.1006-9895.1999.04.13
摘要:
由于中国降水阵性很强,短历时降水极值就是世界极值,已有的估计1 min降雨量极值的气候学模型可能不适合用于中国。在分析大量水文气象资料的基础上,提出了时间风险率确定条件下降雨量极值随降水历时变化的幂律模型,找到了用业务自记资料估计1 min降雨量极值的方法。进一步建立了3类气候学模型。与国外已有模型相比,不仅更适合中国降水气候特征,具有较高精确度,且可反映地区、季节和年际变化,为有关设备的设计和应用提供更多信息。
从一次大暴雨过程看大中尺度间的相互作用
于仁成, 阎丽凤
1999, 23(4): 504-512. doi: 10.3878/j.issn.1006-9895.1999.04.14
摘要:
应用大尺度物理量场诊断分析和中尺度带通滤波处理技术,对1994年6月29日发生在山东的一次大暴雨过程机制进行了分析。结果表明,大尺度θse锋区、水汽强烈输送、大气潜在不稳定等是大暴雨发生的有利环境条件;而经带通滤波得到的中尺度涡旋、切变线则是直接造成山东此次大暴雨发生的影响系统;中尺度涡旋、切变线与大尺度物理量场关系密切。