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基于位涡（PV）理论并运用1998年个例分析,本文研究了非绝热加热弓I发的南亚高压不稳定增长及其对印度季风爆发的影响,探讨印度季风爆发的主要原因．1998年印度季风的爆发与前期徘徊于阿拉伯海南部的热带低压北移发展有关,而高低空涡旋系统锁相斜压发展是中低层热带低压迅速北移发展的主要原因．研究表明孟加拉湾季风和南海季风爆发后,在东亚和东南亚强降水释放的潜热加热激发下,南亚高压不稳定增强,位涡（PV）纬向非对称强迫发展,高压东侧北风弓l导高纬度高PV南下,在平流作用下可达高压西北侧,其上不断有高PV涡旋向西输送,是春末夏初阿拉伯海高层PV异常的主要来源．355K上从南亚高压东北侧平流到阿拉伯海上空的高PV涡强迫出气旋性环流,使该处南亚高压产生气旋性弯曲,辐散增强,在高层形成抽吸作用．低空原位于阿拉伯海低纬度的涡旋向北移动,高层高位涡向下向南伸展,在其强迫下,低涡系统出现斜压不稳定发展,最终增长成为印度季风爆发涡旋,导致印度夏季风爆发．研究还表明,阿拉伯半岛对流层中层副热带高压的变化是导致印度季风爆发的另一重要因素．季风爆发前,阿拉伯半岛维持强感热加热,对流层中层春季位于阿拉伯海上空的副高向西撤退至阿拉伯半岛上并迅速增强,位涡纬向非对称强迫逐渐发展;副高东侧的北风引导高纬度高PV南下,在阿拉伯海形成一高PV槽,有助于低纬热带低压北移正压发展为印度季风爆发涡旋．由此表明,与孟加拉湾季风爆发和南海季风爆发不同,印度夏季风爆发是发生在特定的高、中、低层充分耦合的环流背景下的、受动力和热力共同驱动的特殊过程． 相似文献
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本文将夏季气候平均的基本气流分解为正压和斜压分量,使用一个线性斜压模式,研究了不同斜压基本气流对热带西北太平洋地区初始气旋性环流扰动低频发展演变的重要作用.其中,控制试验较好地模拟出初始气旋扰动向西北方向传播、在西北太平洋季风槽附近停滞增强、在东亚地区出现经向波列和在南海到海洋大陆地区形成西北—东南向波列等特征.改变斜压分量的敏感性试验结果表明,正压基流不能为西传的初始扰动供给足够的能量;海陆热力差异引起东亚地区的纬向温度梯度和北风垂直切变,是东亚太平洋型经向波列形成和维持的重要因素;当基本气流中的斜压纬向偏差部分线性增大时,扰动的能量会呈e指数迅速增强,提示在气候变化的背景下,基本气流微小的改变可能带来天气或季节内扰动强度的剧烈响应. 相似文献
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应用1949～2005年热带气旋（台风）年鉴资料，对西太平洋以及登陆我国东南沿海地区的热带气旋活动的特征进行了分析，发现西太平洋生成热带气旋个数和登陆我国热带气旋的个数有略为减少的趋势，而登陆我国热带气旋的强度有显著增强趋势.2005年西太平洋生成热带气旋数偏少，但其中登陆我国的强热带气旋比例却明显偏高.对导致这种异常现象的大尺度环流条件的分析表明，前期南亚高压和副热带高压势力偏强，台风期副高偏强、东亚夏季风偏弱、水平风垂直切变等因子不利于热带气旋生成；而西太平洋西部异常的水汽输送、弱风垂直切变、海表面温度异常以及中低纬系统之间相互作用等则可能是导致登陆我国热带气旋强度异常偏强的主要原因. 相似文献
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本文在论述飓风发生发展生命史过程中平衡、准平衡和非平衡态动力学特征的基础上,应用PV-ω方法,对具有非轴对称和长时间强度维持特征的飓风Bonnie（1998）进行了反演诊断分析,结果表明：基于非线性平衡模式的平衡流能够描述飓风水平涡旋场的基本特征,而加入准平衡ω方程得到的准平衡流能反映边界层入流、高层出流、眼墙区的剧烈倾斜上升运动和眼心区域的下沉运动.准平衡流描述了具有较长生命史组织化过程的强对流系统,而与其相联系的辐散运动与涡度同量级,证明了飓风准平衡流场具有涡散运动共存的特征,但在边界层顶的入流急流区和高层出流区仍存在高度非平衡态的超梯度流.利用反演的准平衡流场分析发现,当由环境风场低层到高层存在顺切变时,飓风内中尺度对流带移动方向的左侧,有利于强对流单体的发展和新对流单体的形成,右侧则相反,同时强气旋式旋转流场的作用,使得对流单体形成后随基本气流传播至对流减弱区,造成了飓风非对称结构的形成和维持. 相似文献
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利用Argo剖面浮标的轨迹资料研究了棉兰老岛以东中层(1000~2000 m?)深度上的中尺度环流特征. 浮标漂移深度的轨迹表明, 棉兰老岛以东的中层环流包含非常显著的中尺度信号特征. 浮标的漂移流速表明了该区域的气旋式涡旋和反气旋式涡旋在1000 m深度上的平均切向速度约为20 cm·s-1, 随着深度增加速度有所降低, 在2000 m深度上流速约为10 cm·s-1. 以上结果暗示在棉兰老岛以东区域, 依据零速度参考面的动力计算可能存在着较大误差. 涡旋的平均涡度和赤道β 平面罗斯贝数表明, 这些中尺度涡旋对于棉兰老岛以东中层环流的质量和涡度平衡起着重要的作用. 相似文献
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观测事实揭示出春季Hadley环流与夏季西北太平洋热带气旋频数之间存在显著的负相关关系.由春季Hadley环流异常引起的西北太平洋地区夏季纬向风垂直切变、大气辐合辐散等的异常变化是这一关系存在的内在原因.本文通过数值试验对这一关系的真实性进行了验证,即利用中国科学院大气物理研究所发展的9层大气环流模式（IAP9L-AGCM）模拟了春季Hadley环流异常偏强情景,并分析了该情景下影响西北太平洋热带气旋生成的环境场的响应.结果表明,在春季Hadley环流偏强情景下,夏季西北太平洋地区纬向风垂直切变幅度加大,低空大气异常辐散,高空大气异常辐合,东亚夏季风减弱,这种环流背景不利于热带气旋生成和发展,因此,西北太平洋热带气旋频数异常偏少.数值模拟结果与已有的诊断结果相吻合,进而证实了春季Hadley环流与夏季西北太平洋热带气旋频数负相关关系的存在.因此,春季Hadley环流信号可以用于西北太平洋热带气旋活动的气候预测. 相似文献
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亚洲-太平洋涛动与西北太平洋热带气旋频数的关系 总被引：4，自引：0，他引：4
通过对观测资料的分析, 初步探讨了夏季亚洲-太平洋涛动(Asian-Pacific Oscillation, APO)和西北太平洋热带气旋频数的关系, 发现APO强弱的年际变化与西北太平洋热带气旋频数多寡之间具有显著的正相关关系, 夏季APO偏强(弱)时, 西北太平洋热带气旋偏多(少). 研究进一步揭示, APO变化可导致西北太平洋区域主要大气环流系统出现异常, 而大气环流的这种异常变化正是APO与西北太平洋热带气旋频数相联系的原因. 当APO处于正位相时, 西太平洋副热带高压减弱, 位置偏东偏北; 西北太平洋地区高层大气异常辐散, 低层大气异常辐合; 纬向风垂直切变减弱. 这些变化均为西北太平洋热带气旋的形成提供了有利的大气环流条件, 因此, 西北太平洋热带气旋频数偏多. 反之亦然. 相似文献
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本文从梯度风方程出发,证明温度梯度增强对涡度起到增强作用.因此当冷空气侵入热带气旋外围时,只要没有破坏热带气旋的暖心结构,就会引起温度梯度的增长,从而促进热带气旋的发生发展.本文采用NCAR/PSU研制的非静力中尺度模式MM5,研究北半球冷暖空气入侵在热带气旋形成和加强过程中的作用.通过研究冷暖空气对热带气旋发展影响的试验发现,冷暖空气在入侵热带气旋外围时,最主要改变的是外围的环流场.北半球冷空气的入侵将会增强热带气旋北面的北风,形成指向热带气旋中心的推力,即辐合增强,暖空气入侵减弱北面的北风,形成背向热带气旋中心的拉力,即辐合减弱.由于拉力作用,一方面把边界上由于冷空气入侵而生成的能量往热带气旋中心输送,另一方面导致温度梯度的增加.因此从天气学形势来看,在热带气旋发生发展的过程中,北方的冷高压将会增强热带气旋北面的风速,从而导致热带气旋的增强;南半球澳高的增强,将使越赤道气流增强,热带气旋南面的风速也因此增强,从而引起热带气旋的增强. 相似文献
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Abstract A nonlinear Stommel model of the ocean circulation on the beta plane, driven by a time periodic wind stress, is investigated in order to study symmetry properties of the observed time-mean ocean gyres. Due to the presence of vorticity advection terms the model will have a steady or rectified response to fluctuating wind fields. In this paper a small inverse Ekman number, “the small beta regime”, is considered. It is demonstrated that for this case all qualitative features of the residual circulation, obtained numerically by Veronis (1970). are reproduced in an analytical way. They include the dipole character of the gyre, its maximum symmetry breaking around the north-south axis for intermediate Reynolds numbers, measuring the ratio of vorticity forcing and dissipation, and the maximum residual response for intermediate forcing frequencies. 相似文献
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Bunmei Taguchi Bo Qiu Masami Nonaka Hideharu Sasaki Shang-Ping Xie Niklas Schneider 《Ocean Dynamics》2010,60(3):673-691
An eddy-resolving multidecadal ocean model hindcast simulation is analyzed to investigate time-varying signals of the two recirculation gyres present respectively to the north and south of the Kuroshio Extension (KE) jet. The northern recirculation gyre (NRG), which has been detected at middepth recently by profiling float and moored current meter observations, is a major focus of the present study. Low-frequency variations in the intensity of the recirculation gyres are overall highly correlated with decadal variations of the KE jet induced by the basin-wide wind change. Modulation of the simulated mesoscale eddies and its relationship with the time-varying recirculation gyres are also evaluated. The simulated eddy kinetic energy in the upstream KE region is inversely correlated with the intensity of the NRG, consistent with previous observational studies. Eddy influence on the low-frequency modulation of the NRG intensity at middepth is further examined by a composite analysis of turbulent Sverdrup balance, assuming a potential vorticity balance between the mean advection and the convergent eddy fluxes during the different states of the recirculation gyre. The change in the NRG intensity is adequately explained by that inferred by the turbulent Sverdrup balance, suggesting that the eddy feedback triggers the low-frequency modulation of the NRG intensity at middepth. 相似文献
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The vertical coupling(VC)process and mechanism during the genesis of a tropical cyclone(TC)implied by the weak vertical shear of horizontal wind,one of the key factors impacting TC genesis,constitute important but unanswered fundamental scientific problems.This paper carried out a targeted investigation of this problem through numerical simulation and theoretical analyses.The main conclusions are as follows.Even if TC genesis occurs in a barotropic environment,a VC process still occurs between the trough(vortex)at the middle level and that at the lower level in the TC embryo area.VC mainly occurs at the tropical disturbance(TDS)stage.Only after the VC is accomplished can the tropical depression(TD)organize further by itself and develop into the tropical storm(TS)stage or the stronger tropical typhoon(TY)stage through the WISHE(wind-induced surface heat exchange)mechanism.In the VC process,vortical hot towers(VHTs)play vertical connecting roles and are the actual practitioners of the VC.Through the VHTs’vertical connections,the middle-and lower-troposphere trough axes move towards each other and realize the VC.VHTs can produce intensive cyclonic vorticity in the lower troposphere,which is mainly contributed by the stretching term.The tilting term can produce a single dipole or double dipole of vorticity,but the positive and negative vorticity pairs offset each other roughly.While the stretching term ensures that the cyclonic rotations of the wind field in the middle and lower levels tend to be consistent,the tilting term acts to uniformly distribute the horizontal wind in the vertical direction,and both terms facilitate the VC of the wind field.With the latent heat of condensation,VHTs heat the upper and middle troposphere so that the 352 K equivalent potential temperature contour penetrates vertically into the 925–300 hPa layer,realizing the VC of the temperature field.While forming cloud towers,VHTs make the ambient air become moist and nearly saturated so that the 95%relative humidity contour penetrates vertically into the 925–400 hPa layer,realizing the VC of the humidity field.Due to the collective contributions of the VHTs,the embryo area develops into a warm,nearly saturated core with strong cyclonic vorticity.The barotropic instability mechanism may also occur during TC genesis over the Northwest Pacific and provide rich large-scale environmental vorticity for TC genesis.The axisymmetric distribution of VHTs is an important sign of TC genesis.When a TC is about to form,there may be accompanying phenomena between the axisymmetric process of VHTs and vortex Rossby waves. 相似文献
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利用美国国家环境预测中心（NCEP）和联合环境数据分析中心（JEDAC）资料,分别定义了表征海洋和大气变异的风场涡度指数和温度场指数,对热带太平洋海域的极值曲面上的温度距平、850 hPa风应力旋度进行了分析.结果显示,大气对海洋热力强迫的响应主要是Gill型,而大气又可以通过风应力旋度造成的Ekman抽吸作用来影响海洋,这种海气相互作用影响着ENSO循环的发展.通过简单的统计分析,解释了二者在ENSO循环之中所起的作用,并从资料中验证了El Nio事件具有3～4年的循环周期.这在一定程度上支持了ENSO的时滞振荡子和自然振荡子理论. 相似文献
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根据分界面上稳定电流场的边界条件，解稳定电流场Ｌａｐｌａｃｅ方程，给出椭球形分界面入射场、反射场及透射场的表达式，并导出圆柱形、球形分界面上入射角、反射角及透射角的关系式后，指出，只在少数特殊情况下三者才相等，对一般形状的大多数光滑连续分界面情况，它们是不相等的．其值取决于分界面的具体形状． 相似文献
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本文利用Final Global Data Assimilation System (FNL) 6小时再分析数据集分析了西南低空急流的日变化特征及其影响因子,结果表明:西南低空急流具有明显的日变化特征,在夜间和早晨(02LST,08LST)中国东南大部分地区急流发生频率较高,而在白天和傍晚(14LST,20LST)低空急流发生频率较低.经向地转风分量在一天内基本保持稳定,经向非地转分量在02LST最强,占实际风场强度50%以上,而在14LST和20LST,经向风场近似满足地转平衡.对风场非定常性、风速在流动方向上的非均匀性、流线弯曲和大气斜压性产生的地转偏差的分析结果表明,经向非地转风的日变化主要是由局地变压、水平风场涡度、垂直运动和温度梯度的日变化产生,副热带高压强度和位置的变化、青藏高原大地形加热效应和昼夜间海陆热力性质差异是造成经向非地转风夜间加强的重要原因.在中国东部地区,风速在流动方向的非均匀性虽然有利于非地转风的产生,但其没有明显的日变化,不是经向非地转风在夜间加强的主要原因. 相似文献
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Planetary waves are excited at an initial time by the switch-on of vertical motion at the base of a stratified, isothermal atmosphere on a -plane. Dissipation in the form of linear drag and Newtonian cooling is allowed for. Simple zonal wind profifes are used with linear shear and critical or zero wind levels. Dissipation rapidly dampens out residual time-dependent motion such that a steady state is reached in no more than a few weeks at all heights. Dissipation also permits the absorption of significant amounts of planetary-wave energy such that the basic flow cannot be considered invariant with time. The need for more accurate estimates of dissipation time scales in the upper atmosphere is pointed out. An important step toward this end will be a final solution to the problem of the photochemistry of ozone.Supported by the National Science Foundation under grant GA-31408 and through the National Center for Atmospheric Research. 相似文献
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针对长江中下游中尺度地形特点以及暴雨过程发生发展期间风垂直切变的主要观测特征,设计了一系列中尺度地形的三维理想数值试验,分析了干大气地形流和重力波特征,探讨了条件不稳定湿大气地形对流降水的模态分布,在此基础上研究了圆形、直线风垂直切变和切变厚度对中尺度地形对流降水强度和模态分布的影响.结果发现:在 Fr≈1的干大气条件下,气流遇到地形后分支、绕流和爬升现象同时存在,地形激发的重力波在水平和垂直方向上传播,其在迎风坡、背风坡、地形上游和下游的振幅不同,并组织出不同强度的垂直上升运动.在Fr > 1的条件不稳定湿大气下,地形对流降水主要存在三种模态,即迎风坡和背风坡准静止对流降水以及地形下游移动性对流降水,地形对流降水的形成与重力波在低层组织的上升运动密切相关.风垂直切变对地形对流降水的强度和模态分布有重要作用,其中圆形风垂直切变(风随高度旋转)不仅影响地形下游对流降水系统的移动方向,而且影响迎风坡和背风坡山脚处对流降水中心的分布和强度;直线风垂直切变(风随高度无旋转)主要影响地形对流降水的移动速度和强度.风随高度自下而上顺(逆)时针旋转,地形对流系统向下游传播时向右(左)偏移.风垂直切变主要通过影响地形重力波的结构和传播以及对流系统的形成、移动方向和速度,来影响地形对流降水的模态分布,其中对流层中低层的风垂直切变对地形对流降水强度和模态分布有重要影响. 相似文献
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Abstract The problem of topographic forcing by an obstacle against the boundary of a rotating flow is considered in various parameter regimes. The timescale for the motion is the topographic vortex-stretching time, which is inversely proportional to the background rotation rate and the fractional height of the obstacle. For slow flows this time is short compared with the advection time and the governing equation of conservation of potential vorticity is linear. The final state satisfies the non-linear equation for the advection of potential vorticity, however, and so time dependence has given a specific solution to a non-linear problem. The presence of the sidewall causes a stagnant Taylor column to be set up far more rapidly than cases with no sidewall. It is shown that viscosity and mixing arrests the inviscid evolution at some stage, thus some fluid still crosses the obstacle in the steady state. These solutions suggest that experimental results on separation obtained by Griffiths and Linden (1983) can tentatively be ascribed to entrainment and expulsion of fluid through vertical shear layers at the edge of the topography. 相似文献
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本文得出了高β等离子体中在速度梯度、密度梯度、磁场梯度和温度梯度联合作用下的一种新的不稳定模:漂移动力学磁声-Alfvèn模,导出了线性色散关系,研究了模的特性并讨论了高β和各种梯度项对该模的影响,估算了垂直扩散系数。计算表明,在地球磁层顶边界区中漂移动力学磁声-Alfvèn模总是不稳定的。随着β增加,增长率起初增大,而后减小,这是此模的一个显著特性;速度梯度是驱动此模的重要自由能源;当扰动磁场为1nT时,垂直扩散系数可达～109m2/s。从而说明漂移动力学磁声-Alfvèn模不稳定性产生的反常输运,有可能维持准定常的磁层对流,并且在边界层的形成中起重要作用。 相似文献