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1.
热带大气和海洋的半地转适应和发展运动 总被引：5，自引：2，他引：3
半地转适应和半地转发展是热带大气和海洋运动的两种基本形态,它们在时间上是可分的,反映了不同的物理过程。当初始扰动作用于大气或海洋时,首先将激发出重力惯性波,当重力惯性波频散后,建立起半地转的平衡状态,此后运动进入到以Rossby波（长波或短波）、Kelvin波和混合波中的Rossby短波为主导的发展状态。文中研究的纬圈半地转适应和发展运动,是Gill长波近似模式的理论基础。同时研究了经圈半地转适应和发展运动,实际上这相当于短波近似模式,它可以应用到研究海洋经圈边界附近的一类问题。 相似文献
2.
对热带不稳定海气相互作用模式的改进 总被引：1，自引：1，他引：1
对以前提出的热带海气相互作用模式［１］风应力的参数化作了改进。和以前一样，在这个耦合模式中，滤去了大气和海洋中的重力惯性波，只保留了向西传播的Ｒｏｓｓｂｙ波。但经过海气相互作用后，理论分析指出，在耦合模式中存在着快的和慢的两类波动。快波频率的实部、即其相速度是向西传的，并接近于未经海气相互作用时大气中Ｒｏｓｓｂｙ波的频率；而慢波的性质和以前的结果类似，短波部分是向西传的，长波部分向东传，东传波的临界波数随海气相互作用增强向短波部分位移。与以前结果不同的是，除一个慢波不稳定增长外，另一个快波在长波部分也是不稳定增长的。海气相互作用越强，不稳定增长率和不稳定波所出现的波段范围越大。另外，本文的研究结果还指出，高频和低频不稳定波产生的物理条件是不一样的。 相似文献
3.
简单的热海气耦合波──Kelvin波和Rossby波的综合作用 总被引：2，自引：0，他引：2
在本文中，考虑到对于研究ＥＮＳＯ事件中的某些现象，人们更感兴趣的是大尺度低频运动的物理性质。为此，本文中引进长波低频近似，这时纬圈运动基本上满足地转平衡。分析表明，对赤道偶对称运动，当经圈结构函数（抛物线柱函数）取ｎ＝０，２时，海气耦合系统中的自由波分别为大气和海洋中的Ｋｅｌｖｉｎ波和Ｒｏｓｓｂｙ波。它们经相互作用后，可以激发出不稳定的海气耦合波。根据海气相互作用强度（αγ）和ε（＝ｃｓ／ｃａ。ｃｓ，ｃａ分别为海洋和大气中的重力波波速）的大小，可以把不稳定区分成三个部分。在ε＜０．１６的强海气相互作用区，不稳定的耦合波，在短波波段是向东传播的，在长波波段则转为向西传播。在ε＞０．１６的弱海气相互作用区中，在长波波段的不稳定耦合波是向东传播的。另外，在ε＞０．１６的强相互作用区中，不稳定耦合波的物理性质较为特殊。在短波波段存在一支向东传播的不稳定波，但由于增长率太大，可以预测波将很快破碎而变成大尺度湍流运动。在长波波段虽然也存在一支频率很高的不稳定波，但其物理性质很难从自由模的比较中追踪出来。文中对由大气和海洋Ｒｏｓｓｂｙ波经相互作用后的对赤道奇对称耦合波也作了讨论。 相似文献
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热带大气运动的长波和超长波(二) 总被引：1，自引：1，他引：1
本文对热带湿大气运动的长波、纬向超长波(纬向扰动尺度L_1～10~4公里,经向扰动尺度L_2～10~6公里)和经向超长波(L_1～10~3公里,L_2～10~4公里)进行了尺度分析,得到了适合这些运动的近似方程。对于纬向超长波,与干大气一样为正压无辐散运动;但对于长波和经向超长波,它们的运动特征与干大气有着巨大的差别,在这类运动中,位势部分、辐散辐合和垂直气流相当重要,而且重力内波波速大大变慢,因而可以认定混合的Rossby-重力波是热带长波和经向超长波的一个重要特性。我们所得的结果与Charney对干大气的分析不一致,也与Murakami对湿大气的分析不一致。从而证实了谢义炳教授最近提出的空气温度对大气运动有重要影响的观点。同时,在假定基本气流U=0的情况下,对线性化扰动方程进行了频率分析,证实了上述尺度分析的结果是正确的。 相似文献
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热带大气运动的长波和超长波(一) 总被引：3，自引：0，他引：3
对热带干大气运动的长波、纬向超长波(纬向扰动尺度L_1～10~4公里,经向扰动尺度L_2～10~3公里)和经向超长波(L_1～10~3公里,L_2～10~4公里)进行了尺度分析,得到了适合这些运动的近似方程。对于纬向超长波,与长波的情况一样为正压无辐散运动;但在经向超长波时,则涡度方程中存在辐散项,这一结果与Matsuno得到的在热带存在Rossby波和惯性-重力波混合的情况是一致的。同时,在存在基本气流切变的情况下,对线性化扰动方程进行了频率分析,结果指出,当n≥1时,Rossby波和惯性-重力波是可分的;当n=0,而纬向尺度L_1～1000公里时,存在混合Rossby-重力波,这就证实了上述尺度分析的结果是正确的。于是,把尺度分析的结果与热带波动运动中Rossby波和惯性-重力波是可分的或混合的特性统一了起来。 相似文献
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辐射冷却与低频振荡中的宽频带现象 总被引：2，自引：1，他引：1
利用赤道Ｂ平面近似和长波近似分析了辐射冷却效应对热带地区纯斜压低频波的作用,发现辐射冷却并不仅是对波动的发展起阻尼作用。在辐射对流的微妙平衡条件下,辐射冷却通过调整对流加热垂直廓线而影响低频波相速度和波动周期,使之呈现出宽频带的现象。而非绝热加热强度也并非越大越好。只有在强度适中的情况下,低频波才会被激发和维持下去,并出现宽频带现象。要得到适中的加热强度,辐射冷却的的影响不容忽视。 相似文献
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根据热带地区蒸发、辐合上升运动剧烈以及海温异常的特点，构造了一个斜压模式方程组，讨论了海表温度（海温加热和海温异常变化）对热带低频波动的影响。分析表明，对天气尺度波动（Lx～Ly～10^6m），采用完全非地转模式，在海温异常作用下，频率明显发生变化，并容易产生波动的不稳定：海温较低时，波稳定，并随海温的增高，频率变低，波速变慢；海温较高时，会引起波动不稳定，且周期随海温的增高而变小。对超长波系统（Lx～10^7m,L,～10^6m），可以采用半地转模式，海温作用可以激发向东传播的低频Kelvin波以及向西传播的低频Rossby波，热带超常波的波动周期随海温升高和异常增大而变长，且在海温异常作用下，波动会产生不稳定。 相似文献
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应用一个线性等值浅水模式,在低频近似下研究了热带大洋西部对风应力响应的动力过程.指出,由于西边界将激发出振幅大的Kelvin波,以及激发出能形成动力边界层结构的Rossby短波,这种结构使来自风应力的能量可在边界附近聚集和维持,并向东传播,表明了热带西太平洋对El Nino(La Nina)事件的形成和发展较热带东太平洋更为重要,因为后者只激发非色散的Rossby长波.一个重要的观点是:热带西太平洋发展成El Nino的初始暖海温距平是在强烈东风应力作用下形成的,当大气改吹西风时,暖的温度距平只是向东传播及进一步发展而已,而西风恰恰是形成La Nina事件的前期动力.另一个结果是当风应力停止作用于海洋后,海洋边界上的经圈流仍随时间呈正比的发展,这一类不稳定性的发现加强了对热带特西太平洋在El Nino(La Nina)发展中作用的认识. 相似文献
10.
对非保守系统中的对称不稳定问题进行了深入的研究,第一部分讨论弱粘性的强迫作用。研究结果表明,在取一级近似时,弱粘性的首要作用是衰减波长较长的波,对波长较短扰动的衰减作用要小一些。在Ｐｒ～Ｏ（１）的条件下,波动的衰减率σ１对Ｐｒａｎｄｔｌ数的依赖性较小。在取二级近似时,弱粘性的主要作用则是衰减短波。因此,在中尺度对称不稳定中,粘性的作用主要是衰减长波及短波,从而确保发展的扰动具有中尺度量级。 相似文献
11.
The hydrological cycle in the ECMWF short range forecasts 总被引：1，自引：0，他引：1
Precipitation and latent heat flux forecasts by the European Centre for Medium Range Weather Forecasts (ECMWF) model have been compared with other estimates of these quantities. In the Northern Hemisphere extra-tropics the latent heat flux over oceans and the precipitation over continents in the short range forecasts are probably good estimates of the truth. The day-to-day as well as the interannual variability in these latitudes seem to be realistic.In the Southern Hemisphere extra-tropics there is a strong spin-up in the precipitation forecasts probably with too low precipitation amounts in the short range forecasts. It is speculated that inconsistent use of satellite data leads to a weakening of large-scale rising motions between 40 and 60°S. Also the latent heat flux in these latitudes is probably too low due to a too moist 1000 mb humidity analysis.Over subtropical deserts the precipitation amounts in the forecasts agree with climatological estimates. Contrary to climatological estimates this precipitation is not evaporated but runs off.In the tropics, especially over mountainous areas, the short range forecasts (average for the first 24 h) with the present model tend to overpredict precipitation amounts, but still with reasonable distributions. Averages between days 1 and 2 probably give a good estimate of the truth except over the eastern Pacific where there is an overestimation, also in the medium range forecasts. Strong underestimation of latent heat fluxes over tropical oceans in the short range forecasts have been considerably reduced with a recent model change. There are still areas, e.g. the Southern Hemisphere subtropical Pacific, with too low evaporation due to too moist 1000 mb analyses probably in connection with an inconsistent use of satellite observations.The interannual variability of monthly mean evaporation and precipitation in the short range forecasts reflects partly atmospheric anomalies, but especially in the tropics, and also larger amplitude variations due to changes in the analysis/forecasting scheme. 相似文献
12.
Chenning Tong 《Boundary-Layer Meteorology》1996,81(3-4):399-410
Experimentally obtained time coherence has traditionally been interpreted as streamwise one-dimensional spatial coherence
through Taylor’s hypothesis. We calculate corrections to the highwavenumber part of the coherence to account for the errors
caused by the deviation from Taylor’s hypothesis in high-intensity turbulent flows. The small-scale turbulence is assumed
to be frozen and convected by a fluctuating convection velocity. Both Lumley’s two-term approximation and the Gaussian approximation
are used in the calculations. In general, we find that the coherence for crossstream separations is significantly overestimated
by the direct use of Taylor’s hypothesis, the error increasing with wavenumber; that for streamwise separations is underestimated.
The analyses are compared with cross-stream coherence measurements in the atmospheric surface layer. Our results indicate
that predictions from Lumley’s approximation yield better agreement with experimental data for cross-stream separations than
those from the Gaussian model. Our study suggests that reliable measurement of two-point spatial coherence can be achieved
only for scales not too small compared to the sensor separation. 相似文献
13.
利用33模Lorenz系统得到的"理想"混沌时空序列,作为时空混沌序列"发生器".通过状态空间重构,建立"场时间序列"局域近似预测模型,对资料空间分辨率,资料的长度、噪音,以及模型的参数选取等因素进行敏感性试验分析,了解时空混沌序列预测中误差产生和增长的一些影响因素.得到以下初步结论:对于理想混沌时空序列(33模Lorenz系统)而言,与系统相适应的资料空间分辨率和较长的资料长度都将会提高预测精度;可预报时效与资料长度之间近似服从指数关系.另外,在建立预测模型时,适当的邻近点数目,以及采用二阶映射关系和迭代法都可以有效地改善预测精度.对于加入噪音的混沌时间序列,通过"场时间序列"的局域近似方法和4阶自回归方法的预测试验的对比表明,前者显示了更强的抗"干扰"能力.以上结论可以有分析地应用于短期气候预测中. 相似文献
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R. Essery 《Theoretical and Applied Climatology》1999,62(1-2):25-30
Summary Melting snow is often patchy, and advection of heat from warm patches of snow-free ground can accelerate the melting. For
large-scale atmospheric modelling applications, snowmelt rates and fluxes of heat and moisture over surfaces with snow cover
distributed on scales too small to be resolved by the model grid have to be parametrized. In this paper, a boundary-layer
model is used to model advection over surfaces with short vegetation and varying fractions of snow cover. Boundary-layer model
results are used to assess the performance of a tile model, which calculates separate fluxes for snow-covered and snow-free
fractions of the surface given area-average temperatures, humidities and windspeeds at a reference height in the atmosphere.
It is found that the tile model can give good results, but its performance depends strongly on the choice of reference height.
Received August 21, 1997 Revised February 23, 1998 相似文献
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近年来支持向量机(support vector machine,SVM)在气象领域得到了广泛应用,在该类应用中单一建模是目前普遍采用的一种思路,单一建模方法寻找的是大而泛的预测模型,预测的目标以面降雨为主。本研究针对每个气象站点进行单独动态建模,建模方法为多时间尺度SVM,探索建立一种动态SVM短时临近降水预测模型,充分考虑不同站点、不同时刻的气象要素差异,初步解决了单一建模过于注重整体规律、建立固定的整体预测函数模型而忽略不同站点、不同时刻局部气象变化的不足,并尝试提高短时临近降水预报的准确率。初步实现了地理空间上更高密度、更精细化的降雨预测,时间分辨率为1 h,TS评分始终保持在较高的水平,对1 h预测的TS评分平均可达40%以上,部分站点接近50%,且模型预测准确率具有一定的稳定性和参考价值。 相似文献
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Ekman动量近似下中间边界层模式中的风场结构 总被引：2，自引：0，他引：2
发展了一个准三维的、中等复杂的边界层动力学模式，该模式包含了EKman动量近似下的惯性加速度和Blackadar的非线性湍流粘性系数，它进一步改进了Tan和Wu(1993）提出的边界层理论模型。该模型在数值计算复杂性上与经典Ekman模式相类似，但由于包含了Ekman动量近似下的惯性项，使得该模式比传统Ekman模式更近于实际过程。中详细地比较了该模式与其他简化边界层模式在动力学上的差异，结果表明：在经典的Ekman模式中，由于忽略了流动的惯性项作用，导致在气旋性切变气流（反气旋性切变气流）中风速和边界层顶部的垂直速度的高估（低估），而在半地转边界层模式中，由于高估了流动惯性项的作用，结果与经典Ekman模式相反。同样，该模式可以应用于斜压边界层，对于Ekman动量下的斜压边界层风场同时具有经典斜压边界层和Ekman动量近似边界层的特征。 相似文献
17.
雷达资料同化能够改善强对流天气的预报,但是不同的模式方案配置会得到不同的结果。本文针对中国南部2018年3月4日一次飑线过程,以全球预报模式GFS分析场和预报场为背景场,采用中尺度区域气象预报模式ARPS 3DVAR系统同化多普勒雷达径向速度,用云分析处理反射率数据,考虑同化间隔、频次、云分析中不同参数调整,采用1 h同化窗口,设计不同同化方案,最后用WRF模式进行预报,研究雷达资料同化对飑线系统触发及发展机制的影响。结果表明,同化间隔过短时,由于模式热动力变量没有平衡产生虚假回波,同化间隔过长时,系统触发和发展的特征普遍偏弱;采用12 min间隔同化得到了最好的初始场,并且同化频次越高得到的降水预报结果越好。此外,ARPS云分析能大大改善初始场,减少模式自调整时间,其中湿度调整、温度调整、雨水调整及水汽调整对系统动力过程和水凝物初始场分布都有较大的影响,而垂直速度相关参数调整影响较小。 相似文献
18.
C. Frankignoul E. Kestenare N. Sennéchael G. de Coëtlogon F. D'Andrea 《Climate Dynamics》2000,16(5):333-354
The last 810 years of a control integration with the ECHAM1/LSG coupled model are used to clarify the nature of the ocean-atmosphere
interactions at low frequencies in the North Atlantic and the North Pacific. To a first approximation, the atmosphere acts
as a white noise forcing and the ocean responds as a passive integrator. The sea surface temperature (SST) variability primarily
results from short time scale fluctuations in surface heat exchanges and Ekman currents, and the former also damp the SST
anomalies after they are generated. The thermocline variability is primarily driven by Ekman pumping. Because the heat, momentum,
and vorticity fluxes at the sea surface are correlated in space and time, the SST variability is directly linked to that in
the ocean interior. The SST is also modulated by the wind-driven geostrophic fluctuations, resulting in persistent correlation
with the thermocline changes and a slight low-frequency redness of the SST spectra. The main dynamics are similar in the two
oceans, although in the North Pacific the SST variability is more strongly influenced by advection changes and the oceanic
time scales are larger. A maximum covariance analysis based on singular value decomposition in lead and lag conditions indicates
that some of the main modes of atmospheric variability in the two oceans are sustained by a very weak positive feedback between
the atmosphere, SST, and the strength of the subtropical and subpolar gyres. In addition, in the North Atlantic the main surface
pressure mode has a small quasi-oscillatory component at 6-year period, and advective resonance occurs for SST around 10-year
period, both periods being also singled out by multichannel singular spectrum analysis. The ocean-atmosphere coupling is however
much too weak to redden the tropospheric spectra or create anything more than tiny spectral peaks, so that the atmospheric
and oceanic variability is dominated in both ocean sectors by the one-way interactions.
Received: 2 April 1999 / Accepted: 14 October 1999 相似文献
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中国北方地区旱涝的年代际预测分析研究 总被引：7，自引：8，他引：7
基于状态空间重构理论和嵌入定理,给出场时间序列预测模型的建立思路。与单点时间序列预测分析方法相比,场时间序列预测分析方法的优点在于,在寻找吸引子上某个相点的最邻近点及其映象以建立预测模型时,不局限于它自身的时间序列,而是在区域内所有相点的时间序列所构成的整个吸引子上寻找。这样,在一定程度上改进单点时间序列的“遍历性”,以提高预测精度。在此基础上,利用中国北方地区534年旱涝等级资料,对中国北方几个区域年代际尺度的旱涝变化及其极端旱(涝)出现频率进行预测试验分析。 相似文献