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The observed meridional overturning circulation (MOC) and meridional heat transport (MHT) estimated from the Rapid Climate Change/Meridional Circulation and Heat Flux Array (RAPID/MOCHA) at 26.5°N are used to evaluate the volume and heat transport in the eddy-resolving model LASG/IAP Climate system Ocean Model (LICOM). The authors find that the Florida Current transport and upper mid-ocean transport of the model are underestimated against the observations. The simulated variability of MOC and MHT show a high correlation with the observations, exceeding 0.6. Both the simu-lated and observed MOC and MHT show a significant seasonal variability. According to the power spectrum analysis, LICOM can represent the mesoscale eddy characteristic of the MOC similar to the observation. The model shows a high correlation of 0.58 for the internal upper mid-ocean transport (MO) and a density difference between the western and eastern boundaries, as noted in previous studies. 相似文献
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北半球冬季非定常扰动的气候分析 总被引：1，自引：1，他引：1
本文利用Hoskins提出的E向量和曾庆存提出的波包理论对北半球冬季非定常扰动的强度及其性质进行了气候分析。结果表明，非定常扰动的强度和高空急流及大地形有密切关系。非定常扰动的形状和传播揭示出:低频扰动大多是西退的，并且在急流出口区是正压衰减的；高频扰动大多是东进的，并且在急流入口区是正压发展的。高频扰动的分布和传播反映了Rossby波的波导及地面气旋、反气旋的路径。非定常扰动的气候分析为气候和大气环流的诊断提供了有用的背景材料。 相似文献
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Weak vertical diffusion allows maintenance of cold halocline in the central Arctic 总被引：3，自引：0，他引：3 
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下载免费PDF全文 Ilker FER 《大气和海洋科学快报》2009,2(3):148-152
In spring preceding the record minimum summer ice cover detailed microstructure measurements were made from drifting pack ice in the Arctic Ocean, 110 km from the North Pole. Profiles of hydrography, shear, and temperature microstructure collected in the upper water column covering the core of the Atlantic Water are analyzed to determine the diapycnal eddy diffusivity, the eddy diffusivity for heat, and the turbulent flux of heat. Turbulence in the bulk of the cold halocline layer was not strong enough to generate significant buoyancy flux and mixing. Resulting turbulent heat flux across the upper cold halocline was not significantly different than zero. The results show that the low levels of eddy diffusivity in the upper cold halocline lead to small vertical turbulent transport of heat, thereby allowing the maintenance of the cold halocline in the central Arctic. 相似文献
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The general Ekman momentum approximation boundary-layer model(GEM) can be effectively used to describe the physical processes of the boundary layer. However, eddy viscosity, which is an approximated value, can lead to uncertainty in the solutions. In this paper, stochastic eddy viscosity is taken into consideration in the GEM, and generalized polynomial chaos is used to quantify the uncertainty. The goal of uncertainty quantification is to investigate the effects of uncertainty in the eddy viscosity on the model and to subsequently provide reliable distribution of simulation results. The performances of the stochastic eddy viscosity and generalized polynomial chaos method are validated based on three different types of eddy viscosities, and the results are compared based on the Monte Carlo method. The results indicate that the generalized polynomial chaos method can be accurately and efficiently used in uncertainty quantification for the GEM with stochastic eddy viscosity. 相似文献
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首先利用CFSR再分析数据,分析了东亚夏季平均环流结构及瞬变涡旋活动特征,再通过WRF模式设计控制性试验和敏感性试验分别模拟受到/不受到来自北边界中纬度瞬变涡旋活动影响的东亚夏季环流和降水,通过两组试验对比揭示了瞬变涡旋活动对东亚夏季平均环流和降水的贡献。结果表明,中纬度瞬变涡旋活动可以通过系统性的输送动量、热量、水汽和涡度来改变背景场,从而影响夏季平均环流和降水。当中纬度瞬变涡旋活动大幅度减弱时,其产生的向极动量、热量和水汽输送也显著减弱。一方面向北热量和水汽输送的减少使东亚东部大陆上低层的平均温度和水汽增加,为降水提供了环流不稳定条件和水汽条件,另一方面瞬变涡旋的动力输送变化在环流场上形成相当正压结构响应,整个中国东部地区受强西南风控制,东亚夏季风增强并推进到更北的区域。这两个因素的共同作用使我国北部地区和华南地区产生了水汽辐合和对流增强,导致该地区降水的增强。 相似文献
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Gary K. Greenhut 《Boundary-Layer Meteorology》1981,20(1):75-100
The momentum flux data obtained by the gust probe aboard the NOAA DC-6 aircraft during GATE are analyzed. Vertical profiles are obtained for Phases I and III and correlated with vertical wind velocity profiles using the geostrophic departure method. Reasonable agreement is obtained using the horizontal equations of motion with negligible advective acceleration. The vertical profiles of momentum flux and wind speed variance compare well with the numerical model results of Deardorff (1972) and Wyngaard et al. (1974). Vertical distributions of power spectra for vertical eddy motion and cospectra corresponding to the momentum flux components are obtained along with the height variation of the dominant length scales of vertical eddy motion and the dissipation rate of turbulence kinetic energy. When normalized by mixed-layer similarity, these results agree well with previous determinations in the boundary layer over tropical oceans and over land. 相似文献
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非均匀下垫面湍流通量观测的印痕分析 总被引：5，自引：1，他引：4
利用2005年在北京昌平区小汤山开展的非均匀下垫面观测实验的观测数据,分别处理了涡旋相关法和大孔径闪烁仪LAS测得的感热通量,并运用印痕模型对数据进行“源区”分析。分析结果表明:在复杂地表上,涡旋相关的测量值由于混杂了其他下垫面的通量信息,不能真实地反映其观测区域的湍流特征,存在着观测误差。而LAS观测出现的低估问题则与掺混高度和“源区”有关。通过用印痕方法进行数据订正后,以上问题均得到很好的改善,订正结果与LAS观测通量的线性关系良好,两者的相关系数达到0.9。实验结果验证了印痕模型在非均匀下垫面的适用性。 相似文献
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涡旋相关法测定湍流通量偏低的研究 总被引：15，自引：3，他引：12
针对野外实验所发现的不同观测法测定地表能通量不平衡问题,进行了均匀加热大气边界层的大涡模拟实验.用模拟的湍流风、温度和湿度涨落的时间序列证实,对流边界层低频涡普遍存在,并经常以一簇一簇热泡的形式出现.风速较小时,有限时长的取样不足以捕捉低频涡的贡献,可造成涡旋相关法测量的统计量异常偏低.仿照涡旋相关法的步骤进行数据处理发现,经去除平均或趋势计算的温度和湿度通量偏低程度在边界层下部随观测高度的增高而显著,其中尤以湿度通量为甚.其结果在一定程度上可以解释低风速条件下地表能通量测量的不闭合问题,但是尚不能完全解释诸如青藏高原实验出现的严重不闭合.文中对此作了探讨性的讨论. 相似文献
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夏季东亚高空急流与天气尺度波动的气候特征之间的联系 总被引：4，自引：1，他引：3
利用NCEP/NCAR逐日资料(1979~2003年),分析了东亚夏季高空急流和天气尺度波动气候特征之间的联系。通过分析急流与天气尺度波动活动量Q(用于描述某一时间段内天气尺度波动活动强弱程度)、热量涡动输送(V′T′)的关系,发现:在气候平均意义下,天气尺度波动活动量在6、8月较大,这意味着在这两个月中,天气尺度波动较为剧烈。这和急流的强度变化是相对应的,即强的天气尺度波动活动量对应着强的急流,弱的天气尺度波动活动量对应着弱的急流。热量涡动输送也表现出与天气尺度波动活动量类似的特征。年际变化上,夏季平均和6、7、8各月平均的热量涡动输送和急流强度都存在显著的正相关。对强、弱急流年份条件下热量涡动输送合成分析的结果表明:热量涡动输送偏南时,对应着强的急流;热量涡动输送偏北时,对应着弱的急流。以上的研究结果说明,在气候平均意义和年际变化上夏季东亚高空急流和天气尺度波动之间有着密切的联系。 相似文献
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利用NCEP FNL(1°×1°)全球分析资料,采用动能梯度的定义和扰动动能方程,对2014年8月25—27日初生于青海省东南部之后东移到四川省中部产生天气影响过程的高原切变线进行了能量诊断分析。结果表明:在高原切变线发生发展时,切变线的位置和强的地转偏差及动能梯度大值区相对应,动能梯度模值的水平、垂直分布和相应的散度分布一致,可以反映切变线的基本结构特征;引入动能梯度有助于从能量变化视角来理解高原切变线的发展演变。扰动动能大值区的分布和切变线的走向一致,在切变线发展初期,扰动动能明显增大。扰动动能平流项和正压转换项的值都比较小,不足以反映切变线演变过程中的能量变化,而斜压转换项和扰动位势平流项是扰动动能收支的主导项;在切变线成熟阶段,扰动有效位能向扰动动能的转换最大,斜压转换项是高原切变线发展过程中能量转换的重要途径,有利于切变线上的上升运动加强。扰动动能趋势项可以较好预示切变线的发展态势,扰动非地转位势通量及其散度对高原切变线的生消及移动具有较好的指示意义。 相似文献
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为探讨黄海海洋涡旋的三维结构特征、能量输送与转换及影响机制,对黄海海域典型台风海洋气旋与近海海湾反气旋式涡旋个例进行数值模拟和时空诊断分析。采用FVCOM(Finite Volume Community Ocean Model)区域海洋数值模式精细化描述台风海洋涡旋与近海海洋中小尺度涡旋系统。对涡旋能量传输特征模拟显示,气旋式和反气旋式海洋涡旋中,非对称强流区动能能量下传比涡旋中心部位的强度更强,维持时间更长,下传深度更深。反气旋式海洋涡旋因Ekman流动形成的向中心辐合作用,造成此类差异更显著。气旋涡的动能主要来源于台风的近海面风应力动能和海洋涡旋有效位能的转换,反气旋涡旋区域风动力偏弱,其动能强度维持在低位,其涡旋增强伴随着有效位能的增加。环境因子影响机制从风浪,底摩擦和地形三方面讨论。结果显示:耦合波浪模块后,台风强风应力和风浪的综合作用扩大台风海洋涡旋尺度,并增强涡旋环流强度,同时对相邻的反气旋涡有压缩和减弱作用。风浪效应对台风海洋涡旋有正贡献。强台风过程表层环流响应台风应力而浅水地形和底摩擦强烈影响涡旋下层,造成台风海洋涡旋结构在垂直方向上偏移,并影响到下层环流速度减小,流向与表层相反。在海洋气旋涡和反气旋涡的显著辐散区,其混合层下方有温盐要素的涌升对应,辐合区有温盐要素的下沉对应;同时海底地形的升降也造成温盐强迫上升与下降,其强度与地形起伏尺度成正比,较环流系统作用更强。 相似文献
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Field experimental data in the atmospheric surface layer are analyzed using toolsfrom statistical geometry. The data consist of velocity measurements from sonicanemometer arrays. In the context of large eddy simulations (LES), these arrayspermit the spatial filtering needed to separate large from small scales. Time seriesof various quantities relevant to LES are evaluated from the data. Results show thatthe preferred filtered fluid deformation is axisymmetric extension and the preferredsubgrid stress state is axisymmetric contraction. The filtered fluctuating vorticityshows preferred alignments with the mean vorticity, with the streamwise direction,and with the intermediate strain-rate eigenvector. The alignment between eigenvectorsof the subgrid-scale stress and filtered strain rate is used to test eddy viscosity andmixed model formulations. In qualitative agreement with prior laboratory measurements at much lower Reynolds numbers, a bimodal distribution is observed, which can be reduced to good alignment with eddy viscosity closure using the mixed model. 相似文献
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本文计算了1979年6、7月份我国东部地区大气中的水汽涡旋输送。分析了垂直积分涡旋通量场和它的纬、经向分量场的主要特征,以及纬、经向涡旋通量在水汽总输送中的贡献。 相似文献
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1998年长江上游致洪暴雨的分析研究 总被引：19，自引：2，他引：19
利用常规资料、HLAFS格点资料、GMS云图等资料，对形成1998年长江上游8次洪峰的有关强降雨天气过程的影响天气系统，暴雨形成的物理机制以及中低纬度天气系统之间的相互作用和影响进行了初步分析和诊断。结果表明，多次强暴雨过程发生在欧亚中高纬度双阻型或中阻型、中低纬度强越赤道气流、异常活跃的西南季风大尺度环流背景下；生成在青藏高原东部在四川盆地发展的低涡及与其相连的切变线是Bao雨产生的主要的天气系统；Bao雨的加强与中低纬度系统相互作用，高原涡的特殊结构密切相关。 相似文献
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在中纬度北太平洋大气强斜压区,存在频繁的天气尺度涡旋活动,通过水分、动量和能量输送维持大气环流。为了进一步研究天气尺度涡旋发生发展与大尺度环流之间的联系,利用1981—2013年再分析资料,筛选出西部发展型天气尺度涡旋114个偏强日和87个偏弱日,给出了西部发展型天气尺度涡旋异常导致的动力和热力强迫的变化,同时从能量转换的角度分析了西部发展型天气尺度涡旋与平均流之间的相互作用,并探讨了其与西太平洋遥相关型的关系。结果表明:西部发展型天气尺度涡旋通过动力强迫和热力强迫影响平均流,其中动力强迫主要造成北太平洋中纬度上空的西风气流加速并向北移动;热力强迫的作用则是减弱中纬度大气斜压性。同时,强西部发展型天气尺度涡旋有利于西北太平洋上空对流层低层斜压有效位能向扰动动能的转化增大和扰动动能向平均流的转化增大,有利于中纬度地区对流层高层平均流向扰动动能的转化增大。此外,西部发展型天气尺度涡旋通过与平均流的作用,对维持西太平洋遥相关型的负位相有一定影响。 相似文献
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一次高原低涡诱发西南低涡耦合加强的动力诊断分析 总被引：1，自引：0，他引：1
利用2013年6月29日—7月2日期间逐6 h的NCEP 0. 5°×0. 5°全球预报场再分析GFS (Global Forecast System)资料,对一次引发特大暴雨的西南低涡和高原低涡耦合贯通加强过程进行动力诊断分析,结果表明:西南低涡和高原低涡耦合区上方在不同阶段均维持正涡度柱,呈现低空辐合和高空辐散的特征,并伴有强烈上升运动。垂直运动在耦合开始阶段最强,正涡度柱在耦合强盛阶段显著增强,高原低涡和西南低涡耦合贯通后,改变了涡度的垂直特征。西南低涡发展维持的涡动动能主要源于水平通量散度项和涡动动能制造项,摩擦耗散项和垂直通量散度项是其主要消耗项。高原低涡发展维持的涡动动能主要源于垂直通量散度项和区域平均动能与涡动动能之间的转换项,涡动动能制造项出现负值是其涡动动能减弱的主要原因。耦合期间强烈垂直运动将西南低涡的涡动动能向高原低涡输送,西南低涡对高原低涡发展维持有重要动力作用。 相似文献