天气可预报性的时空分布   总被引：10，自引：1，他引：9  

丁瑞强  李建平 《气象学报》2009,67(3):343-354

为了能从非线件误差增长动力学的角度研究大气的可预报性问题,文章引入了可预报性研究的新方法--非线性局部Lyapunov指数.非线性局部Lyapunov指数及其相关统计量能够被用来定量地确定混沌系统可预报性的大小,真正地实现对可预报性的定量化研究.为了把非线性局部Lyapunov指数方法应用到实际的大气可预报性研究中,给出了一种利用大气的实际观测资料估计非线性局部Lyapunov指数的计算方法.存非线性局部Lyapunov指数方法的基础上,文中利用NCEP/NCAR再分析资料,对大气位势高度场、温度场、纬向风场、经向风场等要素场可预报性的时空分布进行了研究,结果表明:(1)在500 hPa高度层上,对于不同的要素场,其可预报期限的大小以及时空分布规律都不一样;全球大部分地区位势高度场可预报期限最大,温度场和纬向风场次之,而经向风场的可预报期限最小.(2)在500 hPa高度层七,位势高度场和温度场的纬向平均可预报期限基本上表现为一定的南北纬向带状分布,热带地区和南极地区的可预报期限最大,北极地区次之,南北半球中高纬度地区可预报期限相对较小.纬向风场可预报期限在热带地区最高,但是南北极地区可预报期限与邻近的中高纬度地区差别不大.经向风场可预报期限在南北两极地区最高,南北半球的中纬度和赤道附近地区可预报期限最小.(3)在垂直方向上,纬向平均高度场、温度场以及纬向风场可预报期限基本上都是随高度升高而增加,高层的可预报期限明显大于低层;经向风场可预报期限随高度的变化比较复杂,不同的纬度有所不同.(4)可预报性有明显的季节变化,不同要素场可预报期限高低值区的位置和强度随季节鄙有明显变化,对于全球大部分地区来说,冬季可预报性都大于夏季的.  相似文献   

Effect of tropospheric temperature change on the zonal mean circulation and SH winter extratropical cyclones   总被引：1，自引：1，他引：0  

Eun-Pa Lim  Ian Simmonds 《Climate Dynamics》2009,33(1):19-32

This study aims to understand the mechanisms which cause an overall reduction of SH extratropical cyclone activity with a slight increase in the high latitudes in a warmer climate simulated in general circulation models (GCMs) with increasing CO₂. For this purpose, we conducted idealized model experiments by forcing warm temperature anomalies to the areas where climate change models exhibit local maximum warming—the tropics in the upper troposphere and the polar regions in the lower troposphere—simultaneously and separately. The Melbourne University atmospheric GCM (R21) coupled with prescribed SST was utilized for the experiments. Our results demonstrate that the reduction of SH extratropical cyclone frequency and depth in the midlatitudes but the slight increase in the high latitudes suggested in climate change models result essentially from the tropical upper tropospheric warming. With this tropical warming, the enhanced static stability which decreases baroclinicity in the low and midlatitudes turns out to be a major contributor to the decrease of cyclone activity equatorward of 45°S whereas the increased meridional temperature gradient in the high latitudes seems an important mechanism for the increase of cyclone activity over 50°–60°S.  相似文献   

Recent changes in the North Atlantic circulation simulated with eddy-permitting and eddy-resolving ocean models   总被引：1，自引：0，他引：1  

Robert Marsh  Beverly A. de Cuevas  Andrew C. Coward  Julien Jacquin  Joel J.-M. Hirschi  Yevgeny Aksenov  A.J. George Nurser  Simon A. Josey 《Ocean Modelling》2009,28(4):226-239

Three eddy-permitting (1/4°) versions and one eddy-resolving (1/12°) version of the OCCAM ocean model are used to simulate the World Ocean circulation since 1985. The first eddy-permitting simulation has been used extensively in previous studies, and provides a point of reference. A second, improved, eddy-permitting simulation is forced in the same manner as the eddy-resolving simulation, with a dataset based on a blend of NCEP re-analysis and satellite data. The third eddy-permitting simulation is forced with a different dataset, based on the ERA-40 re-analysis data. Inter-comparison of these simulations in the North Atlantic clarifies the relative importance of resolution and choice of forcing dataset, for simulating the mean state and recent variability of the basin-scale circulation in that region. Differences between the first and second eddy-permitting simulations additionally reveal an erroneous influence of sea ice on surface salinity, dense water formation, and the meridional overturning circulation. Simulations are further evaluated in terms of long-term mean ocean heat transport at selected latitudes (for which hydrographic estimates are available) and sea surface temperature errors (relative to observations). By these criteria, closest agreement with observations is obtained for the eddy-resolving simulation. In this simulation, there is also a weak decadal variation in mid-latitudes, with heat transport strongest, by around 0.2 PW, in the mid-1990s. In two of the eddy-permitting simulations, by contrast, heat transport weakens through the study period, by up to 0.4 PW in mid-latitudes. The most notable changes of heat transport in all simulations are linked to a weakening of the subpolar gyre, rather than changes in the meridional overturning circulation. It is concluded that recent changes in the structure of mid-latitude heat transport in the North Atlantic are more accurately represented if eddies are explicitly resolved.  相似文献   

季节转换期间副热带高压带形态变异及其机制的研究Ⅱ:亚洲季风区季节转换指数   总被引：14，自引：3，他引：14  

毛江玉  吴国雄  刘屹岷 《气象学报》2002,60(4):409-420

在“季节转换期间副热带高压带形态变异及其机制的研究Ⅰ :副热带高压结构气候学特征研究”的基础上 ,进一步讨论亚洲夏季风爆发与当地对流层中上层东西向暖脊的经向位置变化关系。亚洲夏季风相继在孟加拉湾、南海和南亚爆发期间 ,除了对流层高、低空风场及深对流活动在季风爆发前后具有反相的变化以外 ,副热带高压脊面附近大气经向温度梯度亦具有明显的反相特征。对流层中上层 (2 0 0～ 5 0 0hPa)脊面附近建立的北暖南冷的温度结构 ,能够反映亚洲各季风区夏季风爆发共同的本质特征 ,根据季节转换的热力学基础 ,指出对流层中上层经向温度梯度作为度量季风爆发的指标是合理可行的。文中提出了以副热带高压脊面附近对流层中上层大气经向温度梯度作为表征季节转换的指数 ,给出了确定季节转换开始日期的具体定义以及历年季节转换日期序列 ,同时给出由85 0hPa纬向风和OLR表征的季风爆发日期序列。相关分析表明 ,85 0hPa纬向风只是个区域性指标 ,而南北温度梯度具有一定的普适性  相似文献   

大圆筒结构倾覆稳定分析的有限元法   总被引：4，自引：0，他引：4  

王刚  陈杨  张建民 《岩土力学》2006,27(2):238-241

大直径圆筒结构的倾覆稳定性是设计中考虑的一个重要问题。采用弹塑性有限元法,求解大圆筒结构在指定波浪条件下的荷载-位移关系曲线;通过荷载-位移关系的上限,确定结构的极限承载力;定义极限承载力与设计荷载的比值为结构的倾覆稳定安全系数,从而判断结构的倾覆稳定安全裕度。该方法避免了现行极限平衡分析方法确定土压力和转动中心的困难,可以考虑土与结构的相互作用和复杂的边界条件。通过对某工程实例的分析,初步验证了该方法的可行性。  相似文献   

大气能量传播及不同纬度间大气相互作用的研究进展   总被引：1，自引：0，他引：1       下载免费PDF全文

杨崧  邓开强  TING Mingfang  胡春迪 《Acta Meteorologica Sinica》2015,73(6):999-1018

早期的理论分析认为大气中临界纬度的存在使得热带-热带外的大气活动互不影响。然而,大量的观测事实表明中低纬度大气运动存在着明显的动力联系。为了帮助人们更好地理解大气中的遥相关现象,在大量文献的基础上,综述了几种波能量传播理论:(1) 大圆理论指出了罗斯贝波在球形大气中的传播特征;(2) 西风通道理论发现了中纬度瞬变扰动越赤道传播的“走廊”;(3) 能量堆积-波列发射理论揭示了热带扰动影响到更高纬度大气活动的可能过程;(4) 赤道波侧向膨胀理论则利用转折纬度的概念更进一步解释了这种中低纬度大气相互作用的物理机制;(5) 经向基本流理论则认为在一定的条件下定常波可以穿过热带东风带传播到另一半球。此外,文中还回顾了在波-流相互作用诊断方面的研究进展,尤其是关于罗斯贝波、惯性重力波和赤道开尔文波。大气能量的经向传播具有显著的年变化和年际变化,这与ENSO、西风急流、大洋中部槽等的变化密切相关。  相似文献   

月内尺度北半球环状模水平和垂直活动特征分析   总被引：2，自引：1，他引：1  

李晓峰  李建平 《气象学报》2011,69(6):1046-1061

采用李建平等定义的更好表征北半球环状模变化的指数,利用NCEP/NCAR逐日再分析资料,从对流层的角度分析了北半球环状模在月内时间尺度上的相关环流的垂直和水平传播特征.结果表明,在水平方向上,温度异常在对流层,尤其是近地层,表现为由极区和高纬度地区向中低纬度地区强的南传特征,而在平流层则为由中低纬度地区向高纬度地区弱的...  相似文献   

北半球冬季110°—120°E垂直经向环流的年际变化及其与中国东部同期降水的关系     

王玉 《气象与减灾研究》2013,36(2):14-20

利用NCEP／NCAR再分析月平均风场资料和中国东部120个站的降水资料,分析了1951--2010年北半球冬季110°-120°E经向环流的气候特征,定义了北半球冬季110°-120°E低纬Hadley环流和中高纬气流强度指数,并分析了其强度的长期变化趋势以及对中国东部同期降水的影响。结果表明：（1）北半球冬季110°-120°E经向环流主要包括低纬Hadley环流和中高纬度从高层到低层较-致的偏北下沉气流。（2）北半球冬季110°-120°EHadley环流和中高纬气流强度有明显的年际和年代际变化,二者在长期变化趋势上表现-致,即在1990年以前呈约20a的振荡周期,且波动更大,而在1990年以后呈约10a的振荡周期,波动相对较小。（3）北半球冬季110°-120°E经向环流强度指数对中国东部同期降水的年际变率具有较高的解释率,二者在统计上呈显著的负相关关系。北半球冬季110°-120°EHadley环流强度和中国东部同期降水相关程度大值区集中在江南、华南及江淮地区,中高纬气流强度和中国东部同期降水相关程度大值区集中在西北、江淮及江南地区。（4）东亚地区冬季经向环流异常的显著差异主要表现在中高纬度反向的异常气流和中低纬度反向异常环流圈的变化。强（弱）经向风年,北半球中高纬度从高层到低层为异常的偏北（南）气流,中低纬度对流层存在顺时针（逆时针）方向闭合的异常经向环流,对应中国东部降水显著减少（增多）。  相似文献   

A new presentation of the Indian Ocean shallow overturning circulation from a vertical perspective          下载免费PDF全文

Tiecheng Zhang  Weiqiang Wang  Qiang Xie  Kexiu Liu  Dongxiao Wang  Xinrong Wu  Xiaoshuang Zhang  Kang Xu  Wenya Yuan 《大气和海洋科学快报》2021,14(5):56-61

由于印尼贯穿流干扰了南印度洋经向翻转环流的计算,本文应用垂向翻转流函数来诊断印度洋浅层经向翻转环流.基于海洋环流模拟产品(OFES),本文探讨了垂向流函数相比经向翻转流函数的改进.研究结果表明垂向翻转流函数能平滑连接南北印度洋的翻转环流,包括完整的副热带翻转环流和跨赤道翻转环流.经向翻转流函数低估了印度洋浅层翻转环流;而垂向翻转流函数表示的印度洋浅层翻转环流受印尼贯穿流影响更小,其评估的印度洋浅层翻转环流强度约13 Sv,其中副热带翻转环流强度约8 Sv(1 Sv ≡ 106 m3 s-1).此外,垂向翻转流函数在印度洋南开边界(30°S～34°S)上600 m层表现为顺时针翻转结构,其强度约-5 Sv,可能对应风驱的副热带流系.因此,垂向翻转流函数提供了一种新方法来评估印度洋浅层翻转环流.  相似文献   

月球富钛玄武岩喷发对月球生热元素丰度的约束     

章文博  张南  李昊远 《地球物理学报》2022,65(1):119-136

近几十年来,对月球的遥感观测以及对月岩样品的分析揭示了月海玄武岩、镁铁质月球玻璃等的时间和空间分布特征,其被认为与月幔的热化学演化密切相关,并且引出了许多解释模型.本文考虑月球结晶末期在上部形成的致密的钛铁矿层和下部的月幔,由于密度原因钛铁矿层发生倒转,之后受热上涌产生玄武质岩浆等的演化过程,从热化学演化的角度为月海玄...  相似文献