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本文提出了1000mb 面及500mb 面图解法数值预报的新方法.其特点是:(1)考虑了整个对流圈的铅直结构.用 Sawyer-Bushby 模式进行计算;但方法可推广到其他模式,例如Eliassen 模式.(2)500mb 面不当作无辐散层,无辐散层可置于其他适当的等压面上.方法的要点是利用 Bolin 定义的等效斜压层上某些平流来计算1000mb 及500mb 面的变高.讨论了一些实际试验结果. 相似文献
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用谱方法求解球面无辐散正压涡度方程，讨论了不同形状初始涡旋和热力强迫能量频散特性的差异。结果表明：１．在不同结构的环境风场下，差异是没的。环境风场为零或西风时，不不形状的初始涡旋或热力强迫能量频散方向，１速度，强度的差异均较大，但在半球模式中经向频散均很小，能量以向东传播为主。有东风风场存在时，只表现为频散强度的差异，且向极传播的波形波长较长，向南传播的波列波长较短。２．以上线性结果中用波射线跟踪 相似文献
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利用半球谱模式（Ｔ４２Ｌ９）进行了大量的资料同化和预报试验。结果表明，半球风场初值方案对资料同化和预报有重要的影响。不恰当的初值处理会导致虚假散度源，在非绝热模式中可能进一步诱发虚假的强降水与相应的潜热释放。很明显，这个问题既不同于Ｄａｌｌｅｙ［１］所分析的半球／全球范围效应，也不同于所谓的赤道资料效应。文章在前人研究的基础上，提出了散度和涡度修正方案，进而用对比试验方法讨论了该方案与其他方案的差异以及对同化的影响。初步试验表明，散度修正方案是半球资料同化中克服初值计算误差的一个较好的选择。 相似文献
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江淮切变线形成过程的数值分析 总被引：2，自引：1，他引：2
本文内容分两部分: 1.对一次江淮切变线形成过程中一些物理量的演变作了计算并分析,讨论了这些量变化的原因,着重讨论了地形某些动力作用的贡献,作者强调地形边界的摩擦效应对局部环流演变的影响。 2.应用一层和三层准无辐散模式进行了理想的和实际的初始流场的数值预报试验,得到能反映出实际切变线形成过程特点的一些结果。 相似文献
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一次东风波中尺度暴雨的Q矢量与MM5预测能力对比 总被引：2，自引：0，他引：2
利用NCEP 1°×1°再分析资料对2001年8月3～4日的浙南闽北的东风波暴雨过程进行了分析。根据Q矢量散度分析讨论了这次过程中的暴雨演变以及东风波诱生中尺度低涡发生发展的原因。同时,利用中尺度有限区域模式MM5V2对该东风波诱生中尺度低涡进行模拟。结果表明:Q矢量散度大值中心强度和位置的演变较好反映了暴雨落区和中尺度低涡的诱生,其预示能力较MM5V2预报的准确率高,将中尺度模式和Q矢量计算结合起来可以提高风暴路径和雨区的预报准确率。 相似文献
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近似实际风场条件下台风中扰动的稳定性 总被引：2，自引：0，他引：2
在与实际台风风场近似一致的环境流场条件下,应用柱坐标中的正压无辐散模式,讨论了台风中扰动的稳定性问题。研究表明,台风暖心结构和台风外围适当强度的冷空气活动有利于台风中扰动发展,且台风愈强(气压愈低),台风中扰动愈易发展。 相似文献
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本文对线性无辐散正压涡度方程模式进行了正规模态分析,讨论了解的性质。然后利用这一结果对观测的1月300hPa基态分别作了初值问题和定常强迫响应问题的研究。结果表明,热带和副热带地区特别是印度洋—西太平洋地区是初值和强迫扰动激发大振幅响应的关键区。 相似文献
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利用NCEP/NCAR （National Centers for Environmental Prediction/National Center for Atmospheric Research）2001-2010年再分析资料,检验了全球气候系统模式CESM中大气模块CAM （Community Atmosphere Model）对亚洲夏季风和大气热源的模拟能力。结果显示,模式可以再现亚洲夏季风和大气热源的主要特征。通过敏感试验探讨人为气溶胶影响亚洲夏季风的机理,分析、讨论了气溶胶引起的非均匀加热的变化对辐散风和无辐散风强度的影响,在机理上解释了亚洲夏季风减弱的原因。结果表明,人为气溶胶浓度的升高使东亚夏季风强度在中国东南地区、中南半岛北部和印度半岛北部减弱。而中国东南部季风的减弱促使中国内陆降水减少,沿海降水增多。进一步分析人为气溶胶浓度升高的作用发现,其改变了大气热源的分布,造成阿拉伯海、孟加拉湾和中国南海大气热源增强,中国东部地区和中南半岛大气热源减弱,其中气溶胶通过影响凝结潜热来改变大气热源,主要是对对流过程的影响。此外,大气热源分布的变化改变了季风区的热力结构,使中国东南地区、中南半岛北部的加热减弱,从而减少了全位能的产生,使得全位能向辐散风的转换减小,辐散风减弱;同时,中国东南部、中南半岛北部季风由于辐散风向无辐散风转换的减弱,无辐散风减弱,最终导致了夏季风强度的减弱。而且,人为气溶胶对亚洲夏季风的影响主要通过大气热力和动力过程的响应产生作用。 相似文献
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线性与非线性发展方程计算稳定性的比较分析 总被引：21，自引：0，他引：21
针对性与非线性发展方程的几种差分格式，以一维线性和非线性平流方程为例，对线性与非线笥发展方程差分格式的计算稳定性进行了比较分析，揭示了差分格式结构和初值形式与计算稳定性的关系。理论分析和数值试验证明，线性与非线性发展方程差分格式的计算稳定性在本质上是完全不同的。 相似文献
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An analysis is made of a family of balanced models which are intermediate in physical content and complexity between the primitive equations and quasigeostrophy. The family is based on the linear balance equations and balance equations, and is characterized by truncations of the full vorticity and divergence equations that retain a global energy invariant. Consistent initial boundary value problems for this family of models are derived, and various aspects of numerical balanced model design are discussed. 相似文献
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丁锋 《南京气象学院学报》2012,4(2):97-124
递阶辨识是系统辨识的一个重要分支.递阶辨识原理是在大系统递阶控制的"分解-协调原理"基础上发展起来的,它不仅能够解决参数数目多、维数高、大规模系统辨识算法计算量大的问题,而且能够解决结构复杂的双线性参数系统、多线性参数系统以及非线性系统的辨识问题.首先介绍递阶辨识原理和线性方程组Ax=b的著名雅可比迭代和高斯-赛德尔迭代,给出了线性方程组的迭代方法族;其次将雅可比迭代思想和递阶辨识原理用于研究一般矩阵方程和耦合矩阵方程的递阶梯度迭代求解方法和递阶最小二乘迭代求解方法;再次介绍了方程误差模型的两阶段最小二乘辨识方法(一个简单的递阶辨识方法)和线性回归模型的递阶最小二乘辨识方法;最后研究了类多变量CARMA系统的递阶辨识方法. 相似文献
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主要研究了分数阶混合随机泛函微分方程的能控性.在无限维空间下,假设所考虑方程线性部分生成半群不是紧的,使用非紧性测度技术和Mönch不动点定理,给出了方程能控性充分条件,并通过一个例子说明了结论的有效性. 相似文献
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设计了适用于四维变分同化系统的扰动预报模式GRAPES_PF。根据GRAPES的地形追随坐标非静力原始方程组,采用小扰动分离方法推导微分形式的线性扰动预报方程组,并利用与GRAPES非线性模式相似的数值求解方案求解线性扰动微分方程组。在设计扰动预报模式时采用了两个时间层半隐式半拉格朗日方案对动量方程、热力学方程、水汽方程和连续方程进行时间差分,空间差分方案的变量分布水平方向采用Arakawa C跳点网格,垂直方向采用Charney/Phillips跳层。利用代数消元法进一步推导得到只包含未来时刻扰动Exner气压的亥姆霍兹方程,进而通过广义共轭余差法（GCR）求解,在此基础上得到未来时刻扰动量的预报值。基于所开发的扰动模式开展了数值试验。首先在非线性模式中施加一个中尺度初始扰动高压,得到初始扰动在非线性模式中的后续演变,然后将相同的初始扰动作为扰动模式的初值进行时间积分,将扰动模式预报的结果与非线性模式的结果做了对比。结果表明,所开发的扰动模式GRAPES_PF较好地模拟了惯性重力内波的传播过程:初始高压扰动激发了一个迅速向外传播的惯性重力内波,在气压场向风场适应的过程中,水平风场、垂直运动、位温和湿度等变量均出现了扰动增量,与非线性模式得到的结果相当接近。GRAPES_PF作为GRAPES非线性模式的合理线性模式为建立基于线性扰动预报的区域四维变分同化系统奠定了科学基础。 相似文献
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基于并行可扩展科学计算工具集求解GRAPES全球非静力模式亥姆霍兹问题 总被引：1，自引：1，他引：0
亥姆霍兹方程是非静力平衡大气模式动力内核的主要计算瓶颈之一,其离散矩阵性态差,采用常见预条件Krylov迭代往往收敛很慢。随着全球非静力平衡大气模式时空分辨率的不断提高,亥姆霍兹方程求解面临求解精度和计算时间的双重困难。在高分辨率情况下,迭代计算步数和计算量剧增,而且很多传统的预条件迭代求解方法不收敛,迫切需要研究收敛性和并行可扩展性兼备的预条件迭代方法。为此,在安腾机群上建立了基于并行可扩展科学计算工具集(PETSc)的GRAPES全球非静力平衡模式亥姆霍兹问题并行解法器对比研究平台,结合高性能预条件库(hypre),完成了对GRAPES在用解法器、代数多重网格、并行不完全LU分解(EUCLID)及加性Schwarz区域分解等一系列克雷洛夫预条件迭代的分析对比。结果显示PETSc结合高性能预条件库的并行方案是解决GRAPES模式三维亥姆霍兹方程高效并行计算的一个有效途径,其中以代数多重网格预条件迭代的性能最突出;并行加速比分析显示,代数多重网格预条件迭代的并行可扩展性明显优于GRAPES现有解法器,更适用于更高精度和较大规模并行计算。 相似文献
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Summary The normal mode initialization procedures of Phillips (1960) and Temperton (1988) are re-examined and applied to one-dimensional linear and non-linear primitive equations models. The linear method is obtained by setting the first and second substantial time derivatives of the divergence to zero. The resulting state is free of gravity waves. In the non-linear procedure, the substantial time derivatives calculated from the model equations of the gravitational modes are set to zero by implicitly adjusting these modes only. Five-day numerical integrations are performed using both models. The results clearly show the importance of proper initialization. Analytical solutions support the numerical results.With 2 Figures 相似文献
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Based on the primitive equations in polar coordinates, supposing that parcel velocity in tropical cyclones is in linear variation and that the distribution of surface pressure agrees with the Fujita formula, a set of equations are derived, which describe the impact of perturbations of central pressure, position of tropical cyclones, direction and velocity of movement of tropical cyclones on the wind field. It is proved that the second order approximation of the kinetic energy of tropical cyclones can be described by the equations under linear approximation. Typhoon Wipha (2007) is selected to verify the above interpretation method, and the results show that the interpretation method of the wind field could give very good results before the landfall of tropical cyclones, while making no apparent improvement after the landfall. The dynamical interpretation method in this paper is applicable to improving the forecasts of the wind field of tropical cyclones close to the coast. 相似文献