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有地形数值模式中坐标变换和气压梯度力计算问题的讨论 总被引：5，自引：2，他引：5
一、前言 大气动力学微分方程是通过把牛顿第二定律、质量守恒定律及能量守恒定律用于有限小空气微团,然后令微团体积趋于无限小时得到的,因此数值模式的大气动力学方程实际上经历了差分→微分(或再经过坐标变换)→差分这样三种形式的变换过程。在微分 相似文献
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线性与非线性发展方程计算稳定性的比较分析 总被引：21，自引：0，他引：21
针对性与非线性发展方程的几种差分格式，以一维线性和非线性平流方程为例，对线性与非线笥发展方程差分格式的计算稳定性进行了比较分析，揭示了差分格式结构和初值形式与计算稳定性的关系。理论分析和数值试验证明，线性与非线性发展方程差分格式的计算稳定性在本质上是完全不同的。 相似文献
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强迫耗散非线性发展方程准完全平方守恒格式的构造 总被引：5，自引：0，他引：5
从描述大气和海洋运动的强迫耗散非线性发展方程出发，对强迫耗散非线性大气和海洋方程组显式差分格式的计算稳定性进行了分析，构造了一类强迫耗散性发展方程的显式准完全平方守恒差分格式，理论分析和数值试验证明，这类显式准完全平方守恒差分格式是计算稳定的．值得推广应用。 相似文献
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气压场短期天气予报现有的数值予报方法在大多数情况下归结于位势场(或流函数)局地变化(?).这种方程的一般形式可用公式(1),表示,其中L是仅仅作用于坐标的线性微分运算子.自然,它的解亦就是逆算子L~(-1),也只作用于坐标.本文提出另一个解方程(1)的方法.在关于位势(或流函数)的方程的左面,建立一个最大限度的算子(?),对这个算子可以找到逆算子的显式,而后用初始资料来求解问题.作为一般算子的扩充,可以加上考虑柯氏力随纬度变化的项;而这在研究大尺度大气过程时,是很重要的。首先考虑笛卡尔坐标中的正压模式情况,然后是球坐标中的一般斜压模式.最后,研究非线性涡度方程的精确解的例子. 相似文献
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文中指出了分解算法中的两个问题:(1)为了使算法获得最佳效果,除按快、慢过程分解方程外,进一步的分解应按什么原则?(2)时间离散是否可以任意,如果不然,应采取什么形式?针对这两个问题得到的研究结果是:和一般设计简化模式一样,分解后的方程应保持原方程的重要物理性质,特别是其整体性质(如能量守恒和质量守恒等),而且,其分解后方程的解还应和原方程的解一致,至少对其中重要的解应一致.至于时间离散,在差分的情况则应采用二时间层格式;如采用三时间层格式,则会导致差分方程(或差分微分方程)和偏微分方程的不相容. 相似文献
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本文利用差微差一致性坐标变换原理和公式,将高度(z)坐标系中的大气动力学方程组变换到具有最一般意义的n坐标系中,然后设η即为气压p或无量纲地形坐标σ,从而导出了相应坐标系中具有二阶精度的大气动力学微分或差分方程组。文中还指出,通常所用的p坐标系和σ坐标系经典动力学方程组只具有一阶精度,因此,它们的简单中央差形式的差分方程组在具有高而陡的大地形的数值模式中常常造成很大的计算误差。 相似文献
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Ｅ网格变量分布下差分格式的性质 总被引：8，自引：5，他引：8
本文用线性化的浅水波方程系统地分析、讨论了Ｅ网格变量分布下差分计算的性质；指出了目前有关讨论Ｅ网格差分性质在方法上存在的问题；给出了一种解决Ｅ网格中两个Ｃ网格分离的方法；提出了一种Ｅ网格用于海洋计算时，海洋侧边界条件的处理方法。初步的数值试验证明了这些方法对抑制Ｅ网格中的计算躁声是有效的。 相似文献
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吴诚鸥 《南京气象学院学报》1981,(2)
时间序列分析中的AR、MA、ARMA、ARIMA模型都是一些线性随机差分方程。本文将用推移算子理论,求得线性差分方程的通解(定理4和定理5)。并应用于时间序列分析。 相似文献
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本文介绍了国内外有关由非绝热过程(感热、潜热和红外辐射)对有效位能产生估算的一些诊断研究结果,揭示了非绝热过程对气旋产生机制和与大尺度环流的关系。一、前言 Johnson在等熵坐标中对运动的开放系统研究了一组方程,提供了关于对风暴有效位能收支的非常概括的讨论。Smith在等压坐标中对运动 相似文献
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非线性计算稳定性是数值天气预报中的一个重要问题。本文以一维非线性平流方程为模型,对六种常见的非线性差分格式进行定性和定量的稳定性比较分析,特别强调了非线性计算稳定性与格式结构和初值形式的依赖关系,从另一个角度揭示了非线计算不稳定的特性和机理。 相似文献
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有限区分析预报系统及其业务应用 总被引：2，自引：2，他引：2
中国国家气象中心在新开发的有限区多元最优插值分析技术及１５层球面网格原始方程模式的基础上建立了一个新的有限区分析预报系统。１９９１年投入业务使用，主要用于２４－４８ｈ降水预报。这个系统是依附于全球同化预报系统的一个分支系统。亦即使用全球谱模式６ｈ预报作为初估值进行有限区细网格分析及使用其１２—６０ｈ预报作为侧边界值进行非同步嵌套预报。作为一个升级模式系统，它的进步表现在：较充分使用了卫星测湿资料及地面资料的细网格多元最优插值分析；同时使用同场及质量场初值，成功地实现了有限区非线性正规模初始化处理；采用位涡拟能守恒差分格式，包含较真实地形的球面坐标原始方程模式；实现了具有不同模式地形的差分模式与谱模式的嵌套及设计了分级降水客观检验系统。 相似文献
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双站摄像资料重建闪电三维通道的方法 总被引：1，自引：0，他引：1
为了满足准确分析闪电通道三维发展特征和闪电先导相互作用的需求,建立了一种利用双站摄像资料重建闪电三维通道的方法,从两幅在不同位置拍摄到的闪电二维图像上分别获取通道的坐标序列,利用空间立体几何原理,寻找两组序列中互相匹配的坐标,再由匹配的坐标序列重建出最终的闪电三维通道。通过对一次实际观测个例的重建与分析,验证了重建算法在实际观测中的可靠性,并对闪电通道的三维长度和二维长度进行了对比,发现两者差异可达2倍以上,充分说明了闪电三维特征分析的重要性。 相似文献
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引入双三次数值模式:双三次数值模式是通过作三次样条与双三次曲面拟合,实现各个大气要素量场的二阶可导,从而可对各个预报方程作时间积分。双三次数值模式适合采用大气运动原始方程组和采用水平方向准拉格朗日/垂直方向欧拉时间积分方案。且本文的全球(Z)双三次数值模式与个例模拟实际采用Navier-Stokes"浅薄大气"原始方程组,建立球面Z坐标系上的非静力、全可压、干/湿绝热大气运动动力框架。其离散化气压、气温预报方程与个例模拟揭示出大气运动中凝结降水,其天气学原因不仅是湿空气作Z坐标垂直上升运动,而且是湿空气被"减压/减温",即湿空气作P坐标"垂直上升运动",后者可由大气平流运动(如Rossby波)引起。 相似文献
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针对2021年6月15～17日发生在昆仑山脉北坡的南疆极端暴雨过程,本文综合考虑地形对暴雨发生、发展的作用后,利用地形追随坐标控制方程并采用Boussinesq近似推导建立了地形追随坐标的非静力平衡广义垂直运动方程。诊断结果表明,经向气压梯度力耦合经向散度项（项一）、垂直气压梯度力耦合纬向散度项（项二）和非绝热加热经向梯度项（项三）是激发暴雨垂直运动发展演变的三个主要强迫项。项一体现了偏北风逐渐增强,在昆仑山脉的阻挡下导致经向辐合增强,触发了垂直上升运动。经向气流辐合始终是对流活动最主要的强迫过程,其次为纬向气流辐合。在地形追随坐标形式下,经向和垂直气压梯度能够增强项一和项二。对流发展阶段,水汽辐合与非绝热加热过程增强了非绝热加热经向梯度,促进了垂直上升运动发展。在地形的影响下,对流层中高层西风过山气流波动特征明显。重力波活动导致的高层辐散进一步促进了山脉迎风坡对流活动。经向和纬向气流辐合、非绝热加热过程以及重力波活动等多个因素共同造成了此次南疆极端暴雨。 相似文献