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1.
利用考虑地形和水平扩散作用的正压涡度方程,在线性情况下,给出了描写对称运动和反对称运动(都是对赤道来说的)的方程和它们各自的解析解。分析这些解可以看出,不论对于对称运动或反对称运动,解都由三部份组成:一是与初始流场有关的Rossby波;一是以Rossby波波速传播的,与地形和水平扩散有关的行进波;另一是与地形和水平扩散有关的定常波。但是,如初始时刻运动是对称的,则地面拔海高度和水平扩散系数的反对称分布可以引起反对称运动,从而,引起非对称的运动。在定常情况下,则对称的流场,和地面拔海高度、水平扩散系数的对称分布有关,反对称的流场,和地面拔海高度、水平扩散系数的反对称分布有关。最后,还用数值试验,证明反对称地形可以引起反对称运动;还讨论了南北半球的相互影响的问题。 相似文献
2.
把流函数分成对赤道对称和对赤道反对称的两部分,可以把正压涡度方程分离为描写大气对称运动和反对称运动的两个方程。根据它们,讨论了在全球范围内几种基本物理量,如涡度和绝对角动量等在对称和反对称情况的守恒性。还给出了这两类运动的能量收支方程和能量转换表达式。可以看出,在大气中不仅有纬圈平均动能和扰动动能之间的转换,也有对称运动产生的和反对称运动产生的动能之间的转换。 还在涡度方程中考虑地形和水平扩散的情形下,提出了大气非对称性质产生的机制。结果表明:非对称的地形分布和水平扩散系数的分布可能是导致非对称运动的原因。 最后,还对全球预报和半球预报,从物理观点作了理论比较。 相似文献
3.
By expressing the stream function in terms of the symmetric and the antisymmetric components with respect to the equator,the barotropic vorticity equation can be separated into two equations,one describing the behaviours of the atmospheric symmetric motion,and the other those of the atmospheric antisymmetric motion.From them,for the entire global surface at the equivalent barotropic level,the conservations of several basic quantities,such as vorticity,angular momentum etc.in the symmetric and antisymmetric cases,have been discussed.In addition,the energy budget equations and the energy conservation expressions for the two kinds of motion are given.It can be seen from them that there are not only the conversion between the zonal mean kinetic energy and the disturbed kinetic energy in the atmosphere,but also the conversion between the kinetic energy generated by the symmetric and antisymmetric motions.In the case of including orography and horizontal diffusion into the vorticity equation,a mechanism of the generation of asymmetric behaviours of the atmosphere is proposed.The results show that the asymmetric distribution of orography and that of horizontal diffusion coefficients are likely the causes leading to the asymmetric motion.Finally,a theoretical comparison between the global model and the hemispheric one from the physical point of view is made. 相似文献
4.
利用对称运动和非对称运动的理论结果,如‘对称运动的不变性’,可以推得:如初始时刻运动是对称的,对于绝热无摩擦的谱模式,在时间积分过程中,总有 1.和反对称运动有关的谱系数等于零; 2.全球预报和半球预报在同一半球内处处相同; 3.和赤道对称的任意两个区域,其各自的运动彼此对称。 数值试验也证实了这些结果。 在有外力强迫的情形,如地形(或加热),如其分布是对称的,则在初始运动是对称的情况下,‘对称运动的不变性’仍然成立。但如果地形(或加热)分布是非对称的,则运动的对称性会减小,而变成非对称运动,并出现越赤道气流。这些也经过数值试验加以证实。 利用上述理论结果作为指导,可以用所设计的模式进行试验、分析,从而,确定模式设计是否合理,有关软件是否有误等。 相似文献
5.
NUMERICAL EXPERIMENTS IN SYMMETRIC AND ASYMMETRIC MOTIONS IN THE BAROTROPIC PRIMITIVE EQUATION MODEL ATMOSPHERE 
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下载免费PDF全文 Three numerical experiments have been carried out by using a spectral barotropic primitive equation mo-del.It is found that the results obtained are quite similar to those with the barotropic filtered model.Themain results read as follows:(1)In the case with symmetric orography or without orography,if the motion is symmetric(with re-spect to the equator,the same is true hereafter)at the initial instant,then it would be symmetric afterwards.(2)The antisymmetric orography distribution could cause antisymmetric motion,and the original sym-metric motion might become asymmetric.In order to explain the above results,it has been proved that they are theoretically valid.And it is foundthat if the motion is antisymmetric at the initial instant,then it would become asymmetric.Therefore,nopure antisymmetric motion could be maintained. 相似文献
6.
利用正压原始方程谱模式进行了3个不同情况的数值试验。发现试验结果和在正压过
滤模式的情况很相似,即:
1.在无地形起伏时,如初始时刻运动是对称(来赤道来说,以下同)的,则以后运动将永
远是对称的;
2.在地形为对称时,如初始时刻运动是对称的,则以后运动仍将是对称的;
3.反对称的地形分布可以引起反对称运动,从而,使初始时刻对称的运动变为非对称运
动。
为了解释这些结果,用作者曾在正压过滤模式中用过的方法进行分析,证明它们在理论
上是成立的。还发现:如初始时刻运动是反对称的,则以后将变成非对称的,即纯粹的反对
称运动不可能维持。 Three numerical experiments have been made by using a spectral barotropic primitive equation model. It is found that the results obtained are quite similar to those with the barotropic filtered model. The main results read as follows.1. In the case of flat surface or symmetric orography, if the motion is symmetric (with respect to the equator; the same is true hereinafter) at the initial instant, then it would be symmetric forever.2. Antisymmetric orography distribution could generate antisymm 相似文献
7.
大地形与正压Rossby孤立波 总被引：2，自引：3，他引：2
文中讨论了地形对正压Rossby孤立波的影响,指出,当基本气流没有切变时,地形是产生Rossby孤立波的重要因子;不同高度的地形,其作用有很大的不同;计算得到了两类不同的孤立波流型。 相似文献
8.
文中讨论了地形对Rossby波稳定性的影响,指出,地形的南北坡和东西坡对Rossby波及其能量传播的影响是不同的。 相似文献
9.
本文分理论基础和数值分析两部份。在第一部份中,利用绝热无耗散多层原始方程模式从理论上证明:如在初始时刻t_0时运动是对称的(包括地形是对称的),则在t>t_0的任一时刻,运动将保持是对称的。还在考虑对称地形情况下用模式进行时间数值积分,证明了理沦结果的正确性,因而,理论结果可以作为分析模式合理性的基础。 但是,如考虑实际地形,则由于其对称部份和反对称部份数量相当,运动的对称性会大大降低,受影响的地区主要是北半球高山地区和南半球与之对称的低地。而且,这种影响是从低层逐渐传播到高层的。 相似文献
10.
采用p坐标系,利用控制原始方程模式大气中对称运动和反对称运动的方程组,对其物理性质,如对称的和反对称的能量、角动量等的守恒性和它们之间的相互转换,纬圈平均的和扰动的对称和反对称运动之间的能量的相互转换进行了讨论。结果指出:(1)对全球总的绝对角动量的变化有贡献的,只能是因地形而引起的位势高度的对称部分在纬圈方向的差值和耗失力的纬向分量;(2)不同形式能量之间的相互转换除和经典的情况类似外,还有对称能量和反对称能量之间的相互转换,可以制约对称运动和反对称运动的相互影响。 相似文献
11.
基本气流的经向切变对Rossby孤立波的形成具有重要的作用,不同强度的切变形成不同的孤立波流型;可变坡度地形也是形成Rossby孤立波的重要因子。弱切变基本气流和坡度变化不大的地形形成的主要是经向波数为1和2的孤立波。 相似文献
12.
利用斜压两层模式研究了赤道平面近似下的低纬热带大气适应过程。指出低纬斜压大气适应过程主要受重力惯性内波控制。通过重力惯性内波对初始非地转能量的频散，使纬向运动达到地转平衡，而经向维持非地转运动，正压模式下称为半地转平衡，斜压模式下称为半热成风平衡。通过对垂直运动方程的求解，可知，垂直运动只与重力惯性内波相联系，其产生与初始斜压位涡度无关，而只与初始时刻的垂直运动和垂直运动倾向有关，半地转适应使运动趋向水平运动。讨论了半热成风平衡的建立及其物理机制，指出由于重力惯性内波激发出垂直运动，与垂直运动相联系的水平辐合辐散调整流场和温度场之间的关系，使温压场最终达到半热成风平衡。通过对适应过程终态的分析，指出平均温度场和切变流场之间的适应方向决定于初始非半地转扰动的尺度与斜压Ｒｏｓｓｂｙ变形半径有关的特征尺度的比值，当比值大于１时，切变流场向平均温度场适应；当比值小于１时，平均温度场向切变流场适应 相似文献
13.
文章从对赤道β平面上静止大气中线性方程分解着手,得出控制对称运动和反对称运动方程组,对方程求解,从理论上证实在热带子流层低层中存在两种特殊性质的运动即对称运动和反对称运动,并证实赤道Kelvin波是典型的对称运动,而混合罗斯贝-重力波是反对称运动。文章分析了非绝热加热对对称运动和反对称运动的影响,当非绝热加热为唯一的外源扰动时,对称的非绝热加热是产生Kelvin波的重要条件,而反对称的非绝热加热是产生赤道区域平流层混合罗斯贝-重力波的重要条件。另外,随着非绝热加热增加,对称运动和反对称运动强度也增加。 相似文献
14.
15.
把任一气象要素分为对赤道对称和对赤道反对称的两部分，利用Oort等的气候资料进行分析，发现在全年中，许多气象要素，如500和1000百帕纬圈平均的高度、温度和西风等，主要呈对称分布。对称部分的绝对值和其沿经圈分布曲线的起伏，都远远大于其反对称部分的对应值。而且，对称部分的曲线起伏，除1000百帕的西风和高度不太明显外，在1—7月普遍呈减小的趋势。至于反对称部分，其变化趋势则与对称部分相反。为了解释上述现象，还对年平均的非绝热加热、摩擦和地形等进行了分析。发现地面拔海高度的反对称部分最明显。在12—2月和6—8月，净辐射、地面雷诺应力、地面（包括海洋）和大气之间的热交换（包括辐射、感热和潜热）的反对称部分也很明显，有时和对称部分相当，甚至超过；但它们在这两个季节的沿经圈分布的位相是相反的。这看来和上述气象要素中反对称部分的产生，以及对称运动维持及其随季节变化有密切关系。 相似文献
16.
In this paper,a tropical atmospheric model of relevance to shorts-term climate variations(Wang and Li 1993)is util-ized for study of the development of Madden-Julian oscillation.The model contains an interactive process ofboundary-layer Ekman convergence and precipitation heating.The model is solved by expanding dependent variables interms of parabolic cylindrical functions in the meridional direction and truncating three meridional modes n=0,2,4 forequatorial symmetric solutions.The free wave solutions obtained under long-wave approximation are induced as aKelvin wave and two Rossby waves.After considering the effect of boundary-layer dynamic process,the modifiedKelvin wave becomes unstable in long-wave bands with a typical growth rate on an order of 10~(-6) s~(-1)and an eastwardphase speed of 10 m s~(-1);the most unstable mode is wavenumber one.These theoretical results are consistent with the ob-served Madden-Julian oscillation in equatorial area.For the two modified Rossby waves,one with a smaller meridionalscale(n=4)decays except for extra long-waves;the other with a larger meridional scale(n=2)grows in short-wavebands.This may be relevant to explaining the westward propagation of super cloud clusters in the Madden-Julianoscillation.The theory suggests that the boundary-layer dynamic process is an important mechanism in the develop-ment of the Madden-Julian oscillation. 相似文献
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本文研究了基本气流具有线性弱切变的非线性Rossby波,得到了一个非线性发展方程为Kubota方程,在一定的条件下,可变为Benjamin-Ono方程,并指出当代数Rossby孤立波的振幅越大时,代数Rossby孤立波的传播速度越小,基流切变越强,代数Rossby孤立波越慢,同时我们还指出在代数Rossby孤立波的振幅满足一定的条件下,代数Rossby孤立波才随纬度的增高(β减小)而减慢。并且代数Rossby孤立波的结构与大气中的偶极子阻塞是一致的。 相似文献
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PHYSICAL PROPERTIES OF THE SYMMETRIC AND ANTISYMMETRIC MOTIONS AND RELATED ENERGY CONVERSION 下载免费PDF全文
下载免费PDF全文 Liao Dongxian 《Acta Meteorologica Sinica》1991,5(5):551-563
The physical properties of the symmetric and antisymmetric motions,such as the conservation of the ab-solute angular momentum,the mutual conversions between various forms of energy,have been analysed by usingthe sets of equaticns in p-coordinates controlling the motions in the primitive equation model atmosphere.Theresults show that only the symmetric component of zoral geopotential difference caused by orography and thatof the zonal frictional torque,have contribution to the change of the global angular momentum,and that themutual conversions between various forms of energy,in addition to those similar to the results in the classical case,irclude those associated with the symmetric and antisymmetric motions. 相似文献
19.
利用包括边界层爱克曼辐合－降水加热过程在内的短期气候变化模式［１］，研究了Ｍａｄｄｅｎ－Ｊｕｌｉａｎ振荡［１１，１２］形成的机制。当经圈方向用抛物圆柱函数展开，并对赤道偶对称解取ｎ＝０，２，４三个截断模时，在长波近似下的自由波解，一为向东的Ｋｅｌｖｉｎ波，另外两支为向西的Ｒｏｓｓｂｙ波。当考虑边界层动力影响后，修正后的Ｋｅｌｖｉｎ波，其向东传播的速度约为１０ｍｓ－１，且在长波波段是不稳定的，最不稳定的波出现在纬向一波附近，不稳定增长率的量级约为Ｏ（１０ｍ－６ｓ－１），理论结果和Ｍａｄｄｅｎ－Ｊｕｌｉａｎ振荡在赤道附近主体环流东传的观测事实接近。另外两支修正后的Ｒｏｓｓｂｙ波，其中经圈尺度较小的那支波，除波长极长的波外，波是阻尼的；但另一支经圈尺度较大的波，在短的波段是不稳定增长的，这似乎可以用来解释Ｍａｄｄｅｎ－Ｊｕｌｉａｎ振荡中大尺度超级云团的西传过程。这些结果表明边界层动力过程在Ｍａｄｄｅｎ－Ｊｕｌｉａｎ振荡的形成中是一种重要的机制。 相似文献
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The stability question of large-scale horizontal motion in the atmosphere under the effect of Rossby parameter is discussed in this paper by using the qualitative analysis theory of ordinary differential equations. The following as-pects are reviewed: The stability of large-scale horizontal motion in the atmosphere accords with the common inertial stability criterion when the effect of Rossby parameter is not considered (Yang, 1983), and that, on the other hand, the motion will bifurcate two times with the variation of absolute vorticity of basic Zephyr flow at the initial position under the effect of Rossby parameter. Furthermore, in the inertial stable region, if the effect of geostrophic deviation at the initial position is considered, the motion will not only bifurcate but also generate a catastrophe. 相似文献