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基于2000年8月在南海调查航次得到的水文资料,首次采用广义随底坐标形式的改进POM模式对南海夏季环流进行了数值研究.用正交曲线性水平网格覆盖观测区域,在垂向上对近表海面层次采用近似z坐标,而近底层则为随底坐标.在计算海区实际地形及假设的水平均匀而垂直层化的密度分布下,实施的两个数值计算试验表明,本模式采用的垂直坐标方案比传统的σ坐标方案优越,随底坐标模式因压力梯度项在起伏地形下产生的系统计算误差将变得十分的微小.在南海2000年夏季环流的实际计算中,首先对观测资料进行了60d的诊断计算,然后在诊断已得到的动力场结果基础上,又进行了10d左右的预报运行得到半诊断结果.从计算结果来看,它依赖于参数Cvis与Cdif的选择,特别是参数Cvis,文中取值为Cvis=Cdif=008.比较诊断与半诊断两个计算过程的结果,它们在定性上较为一致,在定量上有些差别.这是因为半诊断计算的方法对密度场作适当的动力调整,使其与地形、风场等更加匹配.在大尺度环流结构不受影响的情况下,尽可能地消除了小尺度噪声,可使计算得到的流场更为清晰.2000年8月南海计算区域环流的最大特点是多涡结构,其中有些反气旋暖涡和气旋式冷涡相间分布.在越南东南海域自表层至1000m水层稳定存在着一个显著的反气旋暖涡,其中心位置在11°51'N,112°07'E(诊断计算),水平尺度约为300km.此暖涡以东存在一个气旋式冷涡,这两个冷、暖涡是研究海区夏季环流的重要环流特征之一.在计算区域东北部夏季环流以反气旋环流系统为主;在计算区域东南部夏季环流以气旋系统为主;南海夏季环流分布,明显出现西部强化特征. 相似文献
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本文利用正压无辐散模式讨论时间平均基本气流中的行星波活动特性。结果表明,当经向基本气流v≠0时,Rossby波在东风带(u<0)和西风带(u>0)里均存在振荡解。此外,在一定条件下,定常Rossby波能量可以向西传播。本文给出了定常Rossby波能量西传的充分必要条件,并且求得了波包能量传播路径的近似方程。所得结论可以解释埃尔尼诺与大气和海洋环流之间的某些遥相关现象,从而加深了对海、气环流异常物理机制的认识。 相似文献
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利用1986/1987ENSO事件前后的深水CTD资料,计算了热带西太平洋(141°~165°E,10°N~10°S)相对于不同等压面的势能空间分布和时间变化。结果表明,ENSO期间热带西太平洋单位面积上水柱的势能明显减小,而热带西太平洋势能的经向变化明显大于纬向变化。经向变化的特征是赤道外势能大于赤道上的势能。势能最大值位于4°N和4°S,而最大年际变化则发生于7°N,远大于赤道附近。最后,还分析了热带西太平洋势能分布的地域性特征,并指出了这些特征与海洋水文特征的联系。 相似文献
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一、引 言 由于地形性激发的中尺度重力波的中断,在加拿大气候中心大气环流谱模式中有时候采用了波的曳力效应的参数化。这一参数化的细节以及它在大气环流模式气候模拟中影响的讨论,可见Boer等人(1985)的工作。 最近,人们利用激发重力波次尺度地形的更好的描绘,来修改这一参数化方案。还有,使用Lindzen(1981)的波饱和概念来描述曳力效应。这一关于地形重力波曳力参数化的作法已在加拿大气候中心的大气环流谱模式中广泛试验,在加拿大气象中心的业务的谱数值预报模式中也正在普遍进行试验。本文的目的所在于概述在这些模式中正在普遍使用的波的曳力方案,并且证明这一方案在消除中期预报和大气环流模拟的系统性误差方面的用处。 相似文献
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为研究大尺度海洋环流和一些大尺度海洋物理过程,我们建立了一个无海底地形的三层斜压海洋环流数值模式。模式方程采用了静力近似和Boussinesq近似,在上边界采用了钢盖近似。同时,还做了两个数值试验:第一个模拟试验,海洋从静止状态开始,以4个季节的气候平均风应力和海表大气季节平均温度为强迫条件,积分区城选择45℃以北的太平洋,数值积分了5个模式年,这时海洋的上层环流和温度的年变化趋于平稳。计算结果再现了太平洋气候平均状态的海温分布和主要海流的大尺度特征以及它们的年变化特征。如西部强化流、赤道潜流等。第二个数值试验,在第一个数值模拟的基础上给定赤道西太平洋一个风应力异常区,数值积分了几个月。从计算结果中可看到类似E1 Ni■o的现象,并且初步地分析了赤道波动在E1 Ni■o形成过程中的作用。 相似文献
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本文基于2001年4月东中国海区域实测水文资料,应用三维有限元模式FEOM(Finite Element Ocean Model)对东中国海三维环流系统进行了数值计算分析。模式水平网格系统采用单节点线性三角形网格,垂向使用z坐标,观测温、盐度场通过客观分析法插值得到初始条件,分别进行了诊断计算和强诊断计算,计算结果表明:(1)改进逆方法可以很好地反演研究区域流函数和流量分布,为数值模拟提供优质可靠的开边界条件。(2)有限元模式在网格自由度方面和对研究区域的完整覆盖方面优势明显,高分辨率的垂向z坐标也可以较好地拟合海底地形,从而得到较高分辨率的三维数值模拟结果。(3)通过诊断计算,模拟再现了东中国海春季环流的多涡结构,分辨出了台湾暖流、黄海沿岸流、黄海暖流等流系。(4)比较诊断与强诊断两个计算结果,它们在定性上较为一致,在定量上有些差别,总体分布强诊断计算结果更为合理。 相似文献
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基于海水热力学局域平衡的假定及Feistel(2003,2005)给出的海水Gibbs热力学势函数表达式,利用全球海洋观测数据,计算了全球海洋网格域的比熵、位温、位密等热力学参数,分析了海水比熵的时-空分布格局及其与位温、位密以及中性面之间的关系。分析结果表明,海洋中的比熵与位温之间具有确定的解析关系,而海洋中的比熵与位密、中性面之间的分布则无明显的一致性;这一结论为文章进一步导出海洋内部近似稳态大尺度地转环流在等熵面上的流函数,证明等熵面与等密面的交线即物理海洋学上经典的动力计算方法中的Montgomery流函数,进而为海洋内部的准地转运动的等熵-等密分析提供了新的热力-动力学依据。 相似文献
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《海洋预报》1989,(Z1)
表面波浪场在空间和时间上的变化可由基本输送方程或能量平衡方程确定:式中F（f,θ,x,t）是依赖于频率f和传潘方向θ的二维波谱（表面变量）;V=V（f,θ）是深水群速度;源函数S可表示为风输入s_（1n）、波─波间共振相互作用的非线性转换S_（n1）和消衰项S_（ds）的总和。与缓慢变化水流间的相互作用引起的折射一般是很小的,没有包括在传播算子之中。 在这研究中,所有模式的二维波谱均采用式（1.1）的数值积分或它的近似数值积分计算。这些模式的主要差异在于源函数S的采用形式。然而,S的结构能影响对F表达式的选择,因此,也间接地影响积分传输方程的数值方法。 相似文献
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综合考虑侧边界水通量、海表面风应力、热通量、蒸发和降水等,建立了一个采用垂向S坐标的西北太平洋海洋模式,模拟和分析西北太平洋环流和海温。S坐标具有使海洋上层趋于同一水深的物理平面和同时底层拟合海底变化的优点。与日本2008年西北太平洋实测温度断面资料比较,模式计算的海温在分布势态和量值上较为一致,模式能较好地验证海洋温度分布情况。与σ坐标相比,S坐标能更好地验证海温的变化。模式较好地模拟出了西北太平洋气候态环流和海温变化。由于在σ坐标系下水深的水平变化体现在σ层上,海洋表层的分辨率比S坐标系下低,以及初始海温的水平分布含有水深水平变化的信息,S坐标海洋模式能更好地模拟环流和海温的变化。 相似文献
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采用流体体积(VOF)方法捕捉自由表面,结合有限差分方法求解N-S(Navier-Stokes)方程、k-ε模型封闭,建立数值模型,并使用该模型模拟非平底地形条件下畸形波的生成。采用小波分析方法计算模拟结果的时频能量谱,基于计算结果分析非平底地形对畸形波能量集中程度和高频能量的影响。主要结论为:坡度小于1∶10的斜坡地形和无量纲水深变化小于0.333的曲线地形对畸形波时频能量谱的影响不显著;坡度大于1∶10的斜坡地形和无量纲水深变化大于0.333的曲线地形会显著影响畸形波的时频能量谱,随着坡度和无量纲水深变化的增加,时频能量谱中畸形波发生时刻附近,能量向高频方向移动,使得能量在高频端的分布范围增大,时频谱密度峰值减小;斜坡和曲线地形的特征变化对于畸形波能量集中度参数的影响不显著。 相似文献
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长期天气过程是一种大型环流演变、调整过程。大型环流的特征由长波和超长波的波长、振幅和位相所决定,当长波和超长波发生变化时,大型环流的特征也随之改变。中、高纬度大气的能量主要集中于超长波区域,而且在各种能量转换和物理量输送中,超长波、长波也起着重要作用。由于能量转换和物理量输送是引起大气过程和大气环流变化的重要因子,因此,长波和超长波在长期天气过程及大气环流演变中起着重要作用。台风虽然在热带洋面上生成,但其生成和发展以一定的大气环流为背景,其移动又受着大型环流的制约,特别是受副热带高压和西风带环流的影响较大。当长波和超长波发生调整时,副热带高压和西风带,乃至低纬环流必然随之发生变化,因而影响了台风的活动。 相似文献
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一、引 言 在大尺度数值天气预报模式中积云参数化的重要性是众所周知的。几位作者如Tiedtke1984,Mohanty等(1984)借助了大气环流模式已对积云参数化方案的性能进行了研究。然而,对于小尺度参数化方案的性能及其相对于大尺度模式的独立性几乎没有任何尝试性研究。Lord(1978)在几个较小的尺度上研究了Arakawa和Schubert(1974)积云参数化方案(以下简称A—S方案),这几个较小的尺度就是全球大气研究计划大西洋热带实验(GATE),马绍尔群岛,委内瑞拉国际气象与水文实验(VIMHEX)以及气团变性实验 (AMTEX)等。 本文的目的是在季风的三个不同阶段中(即爆发前、季风爆发和季风中断)研究A—S方案。这一工作是Das等(1985)以前研究工作的延续,在Das等的工作中,A—S方案仅在季风低压的情况下进行了研究。 相似文献
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本文利用FGGEⅡb探空资料,通过三角形法计算分析了南海冷涌期中低纬度有关动力学和能量学特征量的时空分布,结果表明,在冷涌爆发期,南海南、北海区无论在动力学或能量学的特征上均存在着显著差异。表现在北部下沉气流的加强,“干燥层”降低,大气迅速趋于稳定。南部却相反,上升运动加强,“干燥层”抬升,整层大气湿度增大。与此同时,Hadley环流也得到明显加强;能量学特征主要表现在对中低纬度、高低空水平的和垂直的能量输送,并通过辐散辐合将中低纬度环流连接起来,进而维持南海上空大气能量的平衡。 相似文献
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混合坐标模式HYCOM模拟COADS强迫下的南海平均环流 总被引：1，自引：0，他引：1
采用混合坐标模式(HYCOM)模拟南海环流,同时利用海表温度卫星资料和吕宋海峡Sb-ADCP观测海流数据来评估模式结果.地形敏感性实验表明,吕宋海峡地形数据对模拟黑潮入侵方式影响较大,在地形误差较大的情况下,模拟的黑潮可能以反气旋流套方式入侵.和Pathfinder海表温度卫星资料比较,模式输出的月平均温度在海盆区域误差较小.ERA-15资料强迫所模拟的吕宋海峡上层环流和Sb-ADCP观测一致,而COADS结果低估了吕宋海峡的体积输送. 相似文献
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运用由Banerjee和Majhi所发展的非半经典近似的Hamiliton-Jacobi方法,计算了被暗能量包围的黑洞温度和熵,得到了修正后的温度和熵.在修正后的熵中,面积定理包含面积对数修正和面积幂的倒数. 相似文献
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回顾了近年来国内外河口、近岸海域三维斜压水流数值模式研究的进展,着重讨论了不同垂向坐标下三维水流模式的发展状况以及存在的问题。地形拟合坐标(σ坐标)模式可以很好地拟合床面地形和自由面,已在物理海洋学中被广泛使用。但在地形变化剧烈,尤其在密度层结效应明显的海域,σ坐标模式中的水平压强梯度力误差会引起伪密度流。寻求高精度的数值模式以及更加有效的拟合坐标变换将是值得努力的方向。 相似文献
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黑潮的热量收支及其与副热带高压关系的初步分析 总被引：1，自引：0，他引：1
黑潮是北太平洋西部的强大暖流。它将海洋在低纬海区接收到的大量太阳辐射热,带向中高纬海区,并通过潜热和感热的形式,将热量传给大气。由于黑潮流域宽广,从低纬向中高纬输送热量的多少,不仅会对东海及邻近大洋的水文要素产生较大的影响,而且还会引起巨大的海——气之间热量收支的变异,从而可能使大气环流发生相应的变化。因此,对黑潮的研究,不仅海洋学者十分重视,气象学者也对此产生了浓厚的兴趣。如wrytki(1965)、Hastenrath(1977)等人曾对太平洋海洋与大气的热量平衡进行过计算和分析,KOPT(1970)计算了黑潮热含量,讨论了它与西风环流指数的关系。我国大气所、地理所等单位也 相似文献