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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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夏林宝 《沙漠与绿洲气象(新疆气象)》1990,(5)
本文研究了大气锋区的耗散结构理论;导出了锋区的最小熵产生定理;建立了大气锋区下层流体的运动方程组,揭露了大气锋区建立新平衡态的原因和条件,给出了大气锋区的耗散结构特征和自组织规律. 相似文献
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本文简要地叙述了耗散结构理论和协同学(Synergetics)的基本特征和研究内容。在此基础上评述了它们在大气科学中应用的进展。已有研究成果表明,非平衡统计力学在解释气候平均场、建立熵平衡气候模式、了解Lorenz系统的行为、研究大尺度大气运动的演变规律等方面都显示了它的科学魅力,在天气预报中的初步应用也展示了它的实用价值。这些似乎预示着新的大气科学分支——大气统计力学建立的前景。 相似文献
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大气动力学方程组的定性理论及其应用 总被引：9，自引：2，他引：7
基于完整的湿大气动力学方程组,利用无穷维动力系统的新理论和新方法,系统讨论了强迫耗散的非线性大气系统的定性理论及其应用。将完整的强迫耗散非线性湿大气动力学方程组化为Hilbert空间中一个等价的算子方程,研究了算子的性质及其物理意义,在此基础上得到湿大气系统全局吸引子的存在性定理,揭示出系统向外源的非线性适应特征,并把结果推广到有地形动力作用和非定常外源强迫的情形。同时探讨了大气方程组惯性流形的存在,大气多平衡态产生的根源以及强迫、耗散和非线性对系统解的渐近行为的影响。在理论结果的基础上,提出强迫耗散的非线性动力系统中存在三类时间边界层、方程组简化准则、分解算法的算子约束原则以及支撑吸引子基底的少数自由度的构造方法,探讨了理论在非线性发展方程差分格式的设计和计算稳定性分析、多平衡态的数值分析、数值模式延伸预报的改进、短期气候预测以及一类中尺度系统分析与预测中的应用,指出描述长期过程动力学模式的必备条件,给出初值与模式相协调的合理解释。最后,对今后的研究方向作了展望。 相似文献
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针对二维切换系统的Fornasini-Marchesini（FM）状态空间模型,对系统耗散稳定性以及耗散镇定控制器的设计问题进行研究.首先,根据系统模型的特点,给出了二维系统（T,S,R）-δ-耗散性的定义,并提出二维切换系统渐近稳定和满足（T,S,R）-δ-耗散性的充分条件;然后利用稳定性条件和投影引理,设计了二维（T,S,R）-δ-耗散状态反馈控制器.最后,通过一个数值实例来验证所设计控制器的有效性. 相似文献
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在论述了自然灾害预测面临挑战的同时,动用耗散结构理论讨论了自然灾害特别是荒漠化的形成机理和治理途径,指出了复杂系统预报理论的一种可能的科学取向。 相似文献
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用常规探空资料估算C^2n和ε垂直变化初探 总被引：1，自引：0，他引：1
戴铁丕 《南京气象学院学报》1997,20(2):251-258
用南京，射阳的常规探空资料建立了估算折射率结构常数Ｃ＾２ｎ的湍能耗散率ε垂直变化理论模式。结果表明：用该理论模式计算的ε值与用天气脉冲多普勒雷达探测的速度谱宽σ＾２ｒ再估算得到的ε值有较好的一致性。 相似文献
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徐吉庆 《沙漠与绿洲气象(新疆气象)》1988,(1)
大气运动具有明显的非线性特征,是耗散的非线性系统.因此,大气状态的变化及其预测,主要应归结于非线性系统的运动状态及其预测. 过去对大气运动的认识,基本上是基于线性理论框架.当前,气象研究正进入一个新的阶段,其主要任务,就是研究非线性大气系统的理论和方法,建立起大气运动的非线性理论框架. 相似文献
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夏季大——暴雨落区预报一直是气象工作者研究的重点课题。随着科学技术的发展,一些新理论、新技术不断产生。近年来暴雨的诊断分析方法、湿有效能量和耗散结构等理论以及微机的广泛运用,使大——暴雨预报逐步走向客观化。1985年8月,我们采用以耗散结构理论为主的预报方法,并参考湿有效能量场的分布,进行了为期一个月的山东非局地大——暴雨预报的试验研究,在短期天气预报客观化方面进行了有益的探索。 相似文献
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我国长江中下游梅雨锋暴雨研究的进展 总被引：12，自引：8，他引：12
我国长江中下游梅雨锋暴雨研究在最近五年中取得了明显的进展,其中有：第一,提出了基于多种实时观测资料的梅雨锋暴雨的多尺度物理模型;第二,建立了梅雨锋暴雨的天气学模型;第三,提出了梅雨锋的详实结构及其维持机理;第四,提出了多种中尺度暴雨的定量卫星遥感反演理论和方法,并形成一系列新的反演产品;第五,成功地研究了双多普勒雷达同步探测和反演中尺度暴雨三维结构的理论和方法;第六,发展了配有三维变分同化系统的中尺度暴雨数值预报模式系统,在2003年淮河抗洪救灾中发挥了积极作用。 相似文献
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用南京、射阳的常规探空资料建立了估算折射率结构常数Ｃ２ｎ和湍能耗散率ε垂直变化理论模式。结果表明：用该理论模式计算的ε值与用天气脉冲多普勒雷达探测的速度谱宽σ２ｒ再估算得到的ε值有较好的一致性 相似文献
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中国长江中下游梅雨锋暴雨形成机理以及监测与预测理论和方法研究 总被引：34，自引：6，他引：34
国家重点基础研究发展规划项目“我国重大天气灾害形成机理与预测理论研究”经过项目全体科学家的 5a研究 ,取得了一系列重要的研究成果 :(1)提出了基于多种实时观测资料的梅雨锋暴雨的多尺度物理模型 ;(2 )建立了梅雨锋暴雨的天气学模型 ;(3)梅雨锋是由多个不同尺度系统构成的梅雨锋系 ,它具有介于温带锋系结构与热带辐合带结构之间的副热带锋系结构 ,在长江中下游有时可表现为双锋结构。锋前的湿物理过程与锋上强对流系统发展形成的正反馈过程以及梅雨锋系的不同尺度系统的相互作用是梅雨锋维持与发展的重要机制 ;(4 )提出了多种中尺度暴雨的定量卫星遥感反演理论和方法 ,并形成一系列新的反演产品 ;(5 )成功地研究了双多普勒雷达同步探测和反演中尺度暴雨三维结构的理论和方法 ;(6 )发展了配有三维变分同化系统的中尺度暴雨数值预报模式系统 ,在 2 0 0 3年淮河抗洪救灾中发挥了积极作用。上述研究成果表明该项目已经圆满地完成了预定的目标与任务。 相似文献
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能量守恒定律是自然界物质形态变化的一个基本定律,但其逆表述不一定成立,即凡是能满足能量守恒定律的过程并不一定都能自发进行。这意味着,自然界中一切自发进行的宏观过程,除了必须满足能量守恒定律之外,还有一个留待确定的过程自发进行的方向性问题。把有序与无序观点和宏观过程进行的方向性问题联系起来研究对非平衡态热力学来说是重要的。在非平衡态热力学中,熵平衡方程有重要作用。对孤立系统而言,自发过程进行的方向只能是从有序到无序(例如,静止大气谓之无序,而有台风等天气系统的大气则为有序),相反的过程是不可能的。但大气系统并不是孤立系统,而是开放系统。对于开放系统在远离平衡态的条件下形成有序的问题正在与所谓耗散结构问题联系起来。看来,耗散结构理论如何应用于气象科学是值得注意的一个方面。 相似文献
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根据预报量与预报因子的实际情况，提出用灰色系统中的关联分析筛选非线性因子。同时利用时变参数跟踪理论，将复杂的非线性系统预报问题转化成简单的带时变参数的线性多层递阶预报问题。经实际应用证明，用此法建立的多层递阶预报模型优于线性因子所建立的多层递阶预报模型。 相似文献
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本文采用非线性动力系统数学模型,探讨了轴对称涡旋运动平衡态、失稳和突变现象的影响因子。提出了低涡、台风系统扰动异变现象不仅与对流加热、耗散因子相关,而且还与系统外界热量、动量的非线性平流、下垫面的感热、潜热输送结构相关。本文还导出了系统突变相关因子的临界关系式。 相似文献
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500hPa月平均距平场演变的宏观描述 总被引：1，自引：0，他引：1
近年来,采用数值方法进行长期预报和气候异常的研究有了很大的进展,但是这些研究多是沿用了中短期预报的概念和方法,由于长期天气系统是一个强迫耗散的非线性系统,而“耗散系统最终将趋向维数比原始相空间低的极限集合——吸引子,许多自由度在演变过程中成为‘无关变量’,最终剩下支撑起吸引子的少数自由度”。如果不考虑系统的极其复杂的暂态行为,我们自然可以把这些‘无关变量’去掉,从而把高维动力系统简化成低维动力系统。这个解释H.Haken称做随动原理。本文的目的旨在应用上述原理探讨长期天气异常演变的宏观描述方法。我们希望这里提出的概念和方法将有助于建立有效的长期数值预报模式。 相似文献