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大气环流多平衡态的突变 总被引：11，自引：0，他引：11
本文研究了低阶正压模式的多平衡态和平衡态的突变.在地形强迫下,随着外热力强迫参数的改变,在非线性的低阶正压系统中可以发生平衡态特征或稳定性质的变化,进而引起高低指数平衡态之间的突变. 相似文献
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本文通过文[1]中求得的热力强迫多重平衡态渐近解,研究了热力强迫激发的近共振强迫不稳定产生多重平衡态的理论机制.分析得到:非线性和外强迫是产生多平衡态的决定因素;在适当的“环境条件”下,热力强迫可激发稳定的多重平衡态,特别是可以存在三个稳定的平衡态.其中两个具有共振特性的大振幅解,对热强迫变化不敏感;而另一小振幅解,对热强迫依赖性很大.一般地,热强迫增大,多平衡态存在的范围扩大,但稳定性减弱。定常热强迫波总不稳定.热力强迫与地形强迫具有同样的动力触发作用.摩擦对多平衡态解的性态有很大影响. 分析还得到:改 相似文献
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中小尺度运动中风场和气压场的适应 总被引：9，自引：1，他引：9
在大型运动中有所谓地转适应的现象,本文研究了中小尺度运动中风场和气压场之间的适应问题。 由尺度分析可以发现:在一般中小尺度运动方程中,时间导数项较其中的各主要项小一个量极。因此可以认为中小尺度运动是在力的准平衡状态下进行缓慢的演变。当有某种原因破坏了这种力的准平衡态时,即有一种机制使运动回到准平衡来。这种准平衡态是惯性力(即速度平流)、科氏力和气压梯度力三者之间的准平衡。 由准平衡态的破坏恢复到准平衡的过程称为中小尺度的适应过程;准平衡态下的演变过程称为准常定过程。文中讨论了这两种过程中运动的物理性质。指出:对中尺度运动而言在适应过程中D>>ζ,在准常定过程中D≤ζ,这里D和ζ分别为散度和涡度。 设在某一有限的区域中,运动的平衡态受到了严重破坏,作为初值问题可以计算破坏以后运动的发展。计算结果表明:在短暂的时间内,气象要素有一急烈变化和调整,重新恢复准平衡态;时间稍长运动即进入准常定的演变。 相似文献
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本文设计了一个有地形、强迫源和摩擦耗散的球面正压低阶模型来研究大气平衡态的动力特征。在相空间中,存在各平衡态共存的非线性作用曲面、角动量平面和强迫耗散球面。多平衡态的共面特征反映着大气运动的全局行为。指出大气运动的非线性特征只为多平衡态的存在提供可能性,但不提供必然性。动能和位涡拟能的分析表明,不同平衡态处在不同的能级,具有不同的拟能态,在相空间上位于不同的能量球面上。了解各态间的动力差异有助于理解大气运动向定常态收敛和产生振荡的物理原因。这将在第Ⅱ部份深入讨论。 相似文献
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大气平衡态的动力特征 I:多平衡态的共面和非共面性质 总被引：2，自引：1，他引：2
本文设计了一个有地形、强迫源和摩擦耗散的球面正压低阶模型来研究大气平衡态的动力特征。在相空间中,存在各平衡态共存的非线性作用曲面、角动量平面和强迫耗散球面。多平衡态的共面特征反映着大气运动的全局行为。指出大气运动的非线性特征只为多平衡态的存在提供可能性,但不提供必然性。动能和位涡拟能的分析表明,不同平衡态处在不同的能级,具有不同的拟能态,在相空间上位于不同的能量球面上。了解各态间的动力差异有助于理解大气运动向定常态收敛和产生振荡的物理原因。这将在第Ⅱ部份深入讨论。 相似文献
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本文采用高截断的谱分解方法,得到了在地形及热力和地形共同强迫作用下超长波的非线性平衡态解,并讨论了其稳定性。理论模式所得到的阻塞型平衡态在流场型式、高压位置及稳定性等方面反映了实际阻塞形势的主要特点。由于平衡态是解析地求得的,还引申出一些有关阻塞动力机制的讨论。 相似文献
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本文用β平面两层准地转斜压模式,讨论了具有摩擦耗散作用和对流凝结加热作用的斜压不稳定有限振幅问题,并对所得的有限振幅斜压波的振幅控制方程进行了数值积分。结果指出,在无耗散作用时,斜压不稳定波的振幅是周期振荡的。当摩擦耗散作用仅存在于下层时,不稳定波振幅最终趋于一个为零的平衡态;当上下层都存在摩擦耗散时,对流加热强度较弱(即m~*<1),则存在着一个振幅为零,另外两个为非零的多平衡态,而扰动波振幅最终趋于非零的平衡态。对流加热较强时(即m~*≥1),则仅存在振幅为零的单个平衡态,扰动波振幅最终趋于这个平衡态。 相似文献
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斜压罗斯贝波非线性问题的研究 总被引：2，自引：0，他引：2
本文利用两层斜压准地转模式，讨论了波－流相互作用问题，得到以下结论：（１）当大气中基本流切变较大时，波流间能量交换明显。切变较小时，波幅变化较小；（２）在较小的基本流切变下，波动可出现稳定的平衡态，此平衡态多为相当正压状态；（３）斜压波在发展过程中，温度场和流场之间具有制约关系 相似文献
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讨论玻耳兹曼关系式的状态数、熵及其常数与光学成像灰度级划分的谱关系．将热力学原理应用于光学成像过程的微观分析,提出实际图像、理想图像及其玻耳兹曼熵谱概念．认为实际图像灰度级处于平衡态,理想图像则是非平衡态的灰度级分布所构成．从平衡态到非平衡态转化是１个非自发过程,需要外部施加作用,利用平衡态和非平衡态之间的熵差分布实现图像分割．实验与分析表明图像分割的实质是在外力作用下实现从实际图像对理想图像的逼近． 相似文献
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利用具有热力强迫和耗散作用的正压涡度方程，讨论了不同低谱模式下的大气平衡态。结果显示，平衡态的特性严重地依赖于谱的截断，显示出低谱模式在球解非线性方程中的缺陷，说明高载断的低谱模式去近似偏微分方程需要特别小心。 相似文献
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本文利用临界摄动方法,分析了中尺度大气对称扰动系统远离平衡态的物理结构。结果表明,在超临界分叉的条件下,系统远离平衡态,则扰动易强烈发展,系统的结构与Williams和Gray(1973)作合成分析的热带云团的物理结构基本吻合。 相似文献
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自从 Charney 和 Devore(1979)提出大气环流多平衡态的概念以来,许多研究工作都试图把多平衡态的概念用于实际的气象问题。如阻塞高压的形成,副热带高压东部型、西部型的形成及其转换等。有的研究认为,南亚季风的活跃、中断可能与大范围流型的多平衡态有关,而季风的活跃与中断直接决定着某些区域的旱涝。这样,就在多平 相似文献
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本文用非线性耗散理论研究第二类条件不稳定下的自激加热的热带低压、台风系统。本文用高截断谱方法建立的非线性耗散系统,在一定的积云对流加热条件下,存在两个稳定的平衡态,分别表示热带低压、台风的平衡态及静态平衡态;另外还存在一个不稳平衡态。热带低压、台风的发生发展和消亡过程就是系统平衡态在相空间里由渐变到突变,由突变到渐变的往复循环过程。 相似文献
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本文采用特殊选择的基函数展开强迫耗散涡度方程,讨论了它的五分量低阶模式的平衡态,联系实际副高的季节变化,得到副高的两次季节性北跳分别对应于平衡态的两次突变,并且非绝热加热的纬向不均匀性是副高北跳的重要机制,而环流的多次缓变——突变组成了副高的季节变化。 相似文献
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通过对层云的云滴大小的分布观测,揭示了其滴谱常里单峰偏态分布。这种谱的经常出现,表明它是一种优势谱。它的稳定性,从统计物理角度看也表示云体处于一种平衡态,而平衡态则对应某种熵达到极大值。 本文指出的熵是云滴表面自由能所对应的熵。文中用熵极大原理导出了稳定层云的云滴谱方程(公式11),並且用资料证实了这一理论与事实相符。 相似文献
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气候预测中的集合方法初探 总被引：11，自引：2，他引：9
介绍了气候预测中的集合方法。该文作者曾在1996年论证了在西太平洋暖池区海温异常与东亚夏季风的共同作用下存在一个可预测的气候异常区,部分地改变了气候不可预测的论断。如何从与大量不可预测结果混杂在一起的结果中提炼出可预测部分是集合方法的重要目的之一。文中也讨论了由于大气运动固有的动力学特性,其集合预测与经典的数学考虑有所区别,天气与气候预测有不同的特点,其集合方法、目的也应有所不同,由此对集合方法提出了一些新的建议。文中同时介绍了首次在气候预测中发现的多平衡态现象,建议了如何判定多平衡的出现,以及如何利用多平衡态来改善对不同区域的预测。 相似文献
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我省冬季气候特征对电力部门输电线路的影响王禹昌（山西省气象台０３０００６）目前，气象科学对气候状态的描述一般均是采用温度和降水这两个因子所组成的平衡态来表达的，因而也就形成“冷、暖、干、湿”４种排列组合状态。事实上这些状态仅仅是一种相对平衡态的度量，... 相似文献
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本文通过一个含有近共振热力强迫和耗散、基本流有常数切变的二层准地转β-平面纬向周期性窄通道斜压模式,运用多尺度方法导出一投影在T—X时空平面的、包含强迫波—自由波—自由波非线性相互作用的、关于定常热强迫波上扰动的偏微分方程组.借助奇异摄动法解析地求得了此方程组的平衡态渐近解.结果得到,在很大的参数范围内都可存在多重平衡态. 相似文献
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本文用低谱模式,研究了地形和非绝热加热共同强迫的准地转气流的突变。在一定的参数集合,随着外部热力强迫参数的渐变,激发出了谱系数与西风急流位置的突变。 与单纯非绝热加热强迫的情况相比,地形引入后,改变了流型多平衡态的参数范围和流型突变的参数临界点的位置,并使平衡态流型的经向度加大。由夏至冬转换期间突然建立的南支急流的形态也更为接近观测事实。 相似文献