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By adopting the idea of three-dimensional Walker, Hadley and Rossby stream functions, the global atmospheric circulation can be considered as the sum of three stream functions from a global per- spective. Therefore, a mathematical model of three-dimensional decomposition of global atmospheric circulation is proposed and the existence and uniqueness of the model are proved. Besides, the model includes a numerical method leading to no truncation error in the discrete three-dimensional grid points. Results also show that the three-dimensional stream functions exist and are unique for a given velocity field. The mathematical model shows the generalized form of three-dimensional stream func- tions equal to the velocity field in representing the features of atmospheric motion. Besides, the vertical velocity calculated through the model can represent the main characteristics of the vertical motion. In sum, the three-dimensional decomposition of atmospheric circulation is convenient for the further in- vestigation of the features of global atmospheric motions. 相似文献
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Two numerical simulations of forced local Hadley circulation are carried out based on a linear diagnostic equation to provide
an insight into the mechanisms of monsoon evolution in different monsoon regions. One simulation is for the zonal mean Hadley
circulation over East Asia (from 95°E to 122.5°E), another over India (from 70°E to 85°E).
With the NCEP/ NCAR re-analysis data re—processed by Chinese Academy of Science in Beijing, the former simulation displays
a dominant anti—Hadley circulation pattern over East Asia at 1200 UTC May 1, 1994. The simulated circulation pattern is consistent
well enough with the circulation pattern plotted directly from the data for lack of the radiation information at each level.
Although the simulation over India is not as good as that over East Asia, a dominant Hadley circulation pattern is obvious
as data show. Further analysis shows that the defective simulation over India is due to the presence of statically unstable
condition at some grid points in the lower troposphere. This circumstance slightly violates the hydrodynamic stability criterion
required by the elliptic diagnostic equation for the forced circulation.
Since the simulations are reliable enough compared with the given data, the linear equation facilitates a systematic assessment
of relative importance of each internally forcing process. The assessment shows that among the internal processes, the horizontal
temperature advections account obviously for the Hadley (anti—Hadley) circulation over India (East Asia) at 1200 UTC May 1,
1994 in addition to the process associated with the latent heat releasing. The calculation of latent heat energy is a little
bit unreliable due to the unclear cloud physics in the convection processes and the less accurate humidity data. These preliminary
results are consistent with the results of previous studies which show that the feature of the seasonal warming in the upper
troposphere and the corresponding processes are part of key processes closely related to the evolution of the summer monsoon
over East Asia and India.
This work was supported by the “ National key programme of China for developing basic science” G 1998040900 part 1, NSFC 49675264
and NSFC 49875021. 相似文献
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东亚低纬地区局地Hadley环流特征及其与大气臭氧的关系 总被引：2，自引：1，他引：1
利用1975—2008年NCEP/NCAR的逐月平均风场资料及1975—2001年ECMWF的逐月多层臭氧质量混合比资料,用大气环流三维分解方法研究了东亚低纬度地区之局地Hadley环流的结构及年代际演变特征,分析了该区域局地Hadley环流异常时对应大气臭氧的空间距平分布。研究结果表明:(1)东亚低纬度地区局地Hadley环流既与纬圈平均Hadley环流具有明显的季节变化,但又具有明显区别于纬圈平均Hadley环流的自身结构特征:除冬季存在明显向南、向北输送的两闭合环流圈外,局地Hadley环流在其余季节均以向南输送为主;(2)该局地Hadley环流具有不同于纬圈平均Hadley环流的年代际演变特征,在整个研究时段上以振荡变化为主,并没有表现出象纬圈平均值那样明显的增强趋势;(3)区域赤道上空平流层20～50 hPa大气臭氧的正负距平异常中包含有局地Hadley环流的异常信息:当局地Hadley环流异常强时,区域赤道上空20～50 hPa大气臭氧有一显著负距平异常中心,反之亦然。 相似文献
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为了研究2013年盛夏中国中东部地区异常高温天气的成因,根据中国191个站地面观测资料和NCEP/NCAR再分析资料,利用热力学方程进行了诊断分析。结果表明,非绝热加热(主要是长波净辐散)是夏季中国中东部地区升温最为主要的因子,但2013年盛夏中国中东部地区温度异常偏高(距平)主要是由中低层异常偏强(相对常年平均)的下沉运动造成的,偏强的非绝热加热也有一定的贡献,而异常的温度平流(冷平流)则起着负贡献。结合天气形势分析发现,500 hPa西太平洋副热带高压(西太副高)偏强、偏西、偏北和200 hPa南亚高压偏强、偏东、偏北是造成2013年盛夏中国中东部地区中低层下沉运动偏强的主要原因,偏强的下沉运动又会使空中云雨减少,地表吸收的太阳短波辐射偏强,地表温度偏高,地表向上的感热通量和长波辐射也随之增大。结合海表温度的分析发现,2013年盛夏西太副高偏强、偏西、偏北主要是由赤道西太平洋地区、黑潮地区和北半球西风漂流区海面温度异常偏高造成的。 相似文献
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为了描述北太平洋上空Hadley 环流的纬向结构特征, 利用NCEP 再分析资料(1979～2010 年), 研究了北太平洋上空Hadley 环流纬向结构的季节和年际变化。发现在西太平洋, Hadley 环流季节性上升支呈西北-东南倾斜, 其垂向核心位于对流层中层, 纬向核心在北半球冬季(夏季)位于日界线附近(150°E); 而永久性上升支主要在东太平洋, 其垂向核心位于对流层低层, 且沿经度东移逐渐增强。根据纬向环流结构特征, 北半球冬季环流形态分为3 个区域: 160°E 以西, 主要表现为低层辐合高层辐散;160°E～130°W, 主要表现为高层辐合; 130°W 以东, 表现为低层辐合高层辐散特征。相似地, 北半球夏季环流形态也可沿纬向分为如下3 个区域: 165°E 以西、165°E～165°W 和165°W 以东, 分别对应东亚夏季风主导经圈环流区、过渡区、Hadley 环流主导经圈环流区。在年际变化上, 北太平洋Hadley 环流与ENSO 有很强的相关, 这与前人的研究是一致的。因此北太平洋上空Hadley 环流具有显著的空间性态, 并且对应时间尺度不同, 影响其变化的主要因素也不尽相同。 相似文献
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讨论了西中太平洋经向大气环流的年际变化特征,其中西太平洋区(WP)和中太平洋区(CP)EOF分解的第一模态分别是WP的负异常Hadley环流和CP的正异常Hadley环流,其时间系数与Nio3.4指数极为一致;第二模态的最显著空间特征是两区都在5°N~15°N有异常上升,但其时间系数与Nio3.4指数同期相关很低。西中太平洋有2类海表面温度异常(SSTa),通过其上的深对流潜热加热驱动异常Hadley环流:El Nio型驱动了WP区和CP区赤道区符号相反的第一模态异常环流型;热带辐合带(ITCZ)型驱动了WP区和CP区5°N~15°N区符号一致的第二模态异常环流。 相似文献
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2001年1月滇黔准静止锋在演变过程中的结构及大气环流特征分析 总被引：18，自引：0，他引：18
利用地面常规观测资料和NCEP/NCAR再分析资料,分析2001年1月的滇黔准静止锋在演变过程中的温湿结构和大气环流特征。结果表明：滇黔准静止锋表现为湿度锋,其大气环流特征与高原关系密切。青藏高原的抬升作用与Hadley环流偏南导致Ferrel环流的生成、加强对云贵高原的天气有重大的影响。对于I、Ⅱ型静止锋,Hadley环流圈南北跨距小,环流圈下沉支偏南,易与高原南部的上升支一起形成反环流,该反环流可产生较强的雨雪、凝冻的灾害性天气;Ⅲ、IV型静止锋,Hadley环流圈北推,环流圈南北跨距大,此时在青藏高原的南部无反环流存在,云贵地区上升运动较弱,产生的降水与天气也较弱。由于受副高增强的间接影响,Hadley环流在Ⅱ、Ⅲ、IV型静止锋存在明显的双层结构。 相似文献
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一次全国性寒潮暴雪天气过程分析 总被引：4，自引：0，他引：4
应用MICAPS资料,从大气环流形势演变、物理量诊断分析两个方面,对2003年2月7～11日出现的一次全国性寒潮暴雪天气过程进行了分析.结果表明,这次寒潮暴雪天气是典型的欧亚环流发展和东亚大槽建立的过程,主要表现为由纬向环流转变为经向环流的环流形势调整,且以冷空气堆积、加强并大举南下为背景条件.由此揭示此类天气系统的特点,为类似天气的预报提供思路和启示. 相似文献
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两种再分析资料间Hadley环流双层结构的差异 总被引：7，自引：0，他引：7
采用NCEP／NCAR、ECMWF两种再分析资料，分析了1979-1989年纬向平均经向风（[υ↑-]）及质量流函数（ψ↑-）的差异。结果表明，ECMWF资料存在明显的Hadley双层结构，NCEP／NCAR资料则未见明显的Hadley双层结构。此项研究结果虽不能证明Hadley双层结构是否客观存在，但表明低纬大气环流研究中资料选用直接影响研究结果。 相似文献