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大气动力学的基本问题,也是自然流体力学中的一些基本问题.大气运动是极其多种多样的.在时、空尺度上以及在形态和性质上都有很大差别.大体上说可以分为全球规模的和行星尺度的运动——即所谓大气环流、大尺度天气系统、涡旋、波动、对流以及边界层湍流.我们这里只讲关于前三者的一些问题. 一、大气环流和大尺度运动的动力学 1.在引力和旋转力场中流体运动的一般特点简言之,大气运动是由地球吸收太阳辐射能所推动的.然而它又是在地球重力场和旋转力场作用之下. 相似文献
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在第一讲里已指出,热带大气动力学的研究是一项极为重要的课题。这不仅因为热带大气的运动与中高纬度地区的大气运动相比有着许多不同的特点,而且在所谓的大气“热机”中,驱动大气热机的太阳辐射能大部分为热带地区的地球大气所吸收,以后通过大气运动才由热带将能量输送给中高纬度地区,因而热带是大气热量、动量和水汽的源。因此,热带大气动力学的研究对揭露全球大气运动的规律也有重要的意义。热带大气动力学的内容极其广泛,这里只能就其基本部分作简单介绍。 相似文献
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空气的垂直运动对天气的变化和发展起着重要的作用,对于云雨等重要天气现象的生消有着直接的影响。大气中的垂直运动,按其产生的原因、影响范围的不同,可以分为两大类。一类是系统性的垂直运动,另一类是对流性垂直运动。本讲讨论的是与对流 相似文献
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重力、科里奥利力以及大气和外界的热量交换是决定大气运动基本性质的主要因子。而一切热力因子的作用都必须通过大气运动的动力学过程才能实现,因此,研究大气运动的基本动力过程对于认识大气运动的基本规律,了解天气演变过程以及运动和热源的相互作用过程都有重要的意义。近几年来,我们在大气动力学方面,也就是对大气运动的一些基本动力过程,进行了研究,取得了一些有意义的结果。这里仅就一些主要内容概括 相似文献
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认识热带波动的垂直结构对于揭露热带大气运动在上、下层间联系的本质以及天气预报实践都有重要意义。由于低纬地区风、压场的地转风关系不再适用,同时,水平温度场比较均匀,因而,大气上、下层间的联系不再象中、高纬度地区那样可以简单地用热成风关系来描述;又由于大气上、下层的基本气流往往有不同的方向,基本气流垂直切变的作用不容忽视.可以预料,热带大气波动的垂直结构是有其独特性的。本文利用伽辽金方法.导出一个求解切变气流中热带波动的一般性解法,并通过数值计算结果的分析,讨论垂直切变气流中热带波动的垂直结构特征.在本文中,我们将集中讨论热带对流层的Rossby波. 相似文献
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大气中存在着各种各样的运动,如促使对流云发展的重力波、产生大范围天气变化的大气长波。为了掌握大气中这些运动的规律,我们必须了解发生在大气中各种波动的物理机制。为了突出某种波动的物理本质,我们可以经过一些假设,把一些基本方程组 相似文献
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中尺度天气系统的研究是气象研究领域的前沿课题。本书是作者———北京大学地球物理系的张玉玲教授根据为研究生讲课的讲义整理编写的。全书共分１１章。前两章扼要介绍了中尺度划分和描述中尺度运动的动力方程组。从某种意义上讲,重力波是中尺度范围内最基本的运动,第３章介绍了重力波的基础知识和大气中具有天气意义的重力波。大气中尺度系统按其成因大致可分为两类：一类是由大气下边界的动力和热力强迫所引起,另一类是大尺度环境诱生的系统。第４章和第５章主要介绍第一类中尺度系统。第６章讨论了背景场可诱发产生中尺度系统的不同… 相似文献
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1引言从宏观上讲，全球大气运动是不可分割的统一整体运动。大气内部在各个纬带、各种尺度、各种频率的运动形式之间相互依存、相互制约、相互影响，按照大气动力学能量串级理论和能量频散原理，大尺度运动系统既可向小尺度系统转移能量，也可从小尺度系统获得能量。这样，各种尺度运动系统就会通过非线性相互作用引起大气环流形势的持续异常或急剧变化。天气、气候变化的直接原因是大气环流的变化或异常。从预报的角度讲，不同时效的预报要侧重考察相应长度的天气过程和长于预报时效的大型环流系统。天气尺度系统是短期预报的主要对象。而… 相似文献
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所谓风即空气之流动。大气的运动有垂直运动和水平运动,有顺时针运动,有反时针运动,但是无论那种类型的运动,都是在某个作用力的推动下的移动。由运动方程可知,作用于质量上的力作用越大,质量移动速度越大,即风力越大。同时大气的组成又是由各种类型的涡旋运动着的大气团构成,各气团又具有各自特殊的属性,如温、湿、压等都存在着很大的 相似文献
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边界层动力学中的Ekman动量近似 总被引：3，自引：3，他引：3
自由大气中,大气运动的基本状态是地转风,近年来发展的地转动量近似,是为了进一步研究非均匀地转流的动力学问题,然而,在边界层大气中,运动的基本状态是经典的Ekman流,所以对边界层运动来说,地转动量近似是不合适的,需作一推广。本文提出了一种所谓Ekman动量近似,它相似于自由大气中的地转动量近似,并讨论了Ekman动量近似的物理基础,对边界层的风场结构及边界屋顶部的垂直速度也作了详细分析。 相似文献
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山夫 《沙漠与绿洲气象(新疆气象)》1989,(5)
大气的运动状态可以划分成各种不同的时间尺度(或空间范围的系统尺度)运动系统。尽管这种划分的界限不是绝对的或唯一的,但是不同时段预报所使用的预报技术是明显不同的。因此世界气象组织的基本系统委员会大体统一了一个关于时间尺度和预报时段的规定,这就可以在一个统一的概念上讨论预报技术的发展。当然,讨论某种时间 相似文献
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本文对热带和副热带湿大气的大尺度运动的热力学性质和动力学性质进行了分析。结果表明,热带湿大气运动的性质与干大气有着巨大的差异,也与中、高纬度地区的大气运动有着很大的不同。指出热带是位势运动、辐合辐散和上升运动广泛盛行的地区。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。我们的结果与实际比较符合,从而证实了谢义炳教授最近提出的空气湿度对大气运动有重要影响的观点。同时,我们提出了一种反映热带大气具有强位势运动特点的风压场的关系,这种关系在任何中、高纬度地区风压场关系的研究中所不曾出现过的。 相似文献
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边界层湍流输送的若干问题和大气线性热力学 总被引：16，自引：9，他引：7
总结了大气线性热力学基本理论,讨论了大气边界层的能量和物质输送交叉耦合效应,还讨论了大气系统动力过程和热力过程的交叉耦合效应。分析指出：由于动力过程和热力过程的交叉耦合效应,导致大气边界层能量和物质输送过程除了湍流输送外,还应包括大气辐散和辐合运动对能量和物质的输送。非均匀下垫面大气边界层和对流边界层辐散和辐合运动对能量和物质输送是重要的。在这个基础上,讨论了非均匀下垫面和对流边界层地表能量的平衡问题,非均匀下垫面和对流边界层陆面过程边界层参数化等问题。这些研究不仅丰富了大气边界层物理理论,而且为克服当前大气边界层物理应用中所遇到的困难提供了理论依据。 相似文献
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利用大气中的多时态概念,对准地转运动的物理过程与特征进行了分析与研究,指出由于运动的水平尺度不同,准地转运动的特点也就不同,特别是当水平尺度L小于某一特征长度尺度L_c时,层结大气的准地转运动还具有多时态特点的一类运动。大气中的多时态现象的出现是有条件的,本文中,对这些条件及其物理意义进行了分析与讨论。 相似文献
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本文应用多重尺度法研究了在旋转球面上正压大气中有限振幅扰动波包与纬向基本气流的非线性共振相互作用。首先,导出了同时包含色散效应和耗散效应的三波共振非线性耦合方程。然后,在零耗散极限和无规相位近似下,求得了不同模态波包的非线性共振耦合方程。并着重讨论了有限振幅扰动波包与纬向基本气流之间的能量输运过程。结果表明,在旋转球面上正压大气中的有限振幅扰动波包通过非线性共振相互作用能够激发出纬向基本气流,而且其能量最终都要输运给纬向基本气流,直至大气运动成为完全的带状环流为止。从而阐明了非线性共振相互作用是大气旋转适应过程的重要物理机制。 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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在实际大气中,对流层中、上层的环流可以在很短的时间内(如1—2天),由纬向型发展成为经向度很大的流型,即波动的振幅随时间迅速增长,一般把这种现象称之为长波不稳定。大气的长波不稳定,以及其他各种不稳定,都能使天气系统较迅速发展,并伴随着较强烈的天气现象。本讲主要讨论大尺度大气运动的几种不稳定及其有关问题。 相似文献