质能方程可能在星系中心的旋转黑洞中实现吗？     

葛葆安  部德福 《天文学进展》2023,(3):448-452

讨论了爱因斯坦导出的质能方程。该方程暗示了能量与质量之间可能存在相互转化的关系。众所周知,从质量转化为能量可以通过核反应进行,但是能量是否能够在一定条件下转化为物质？探讨了这一问题,介绍了粒子物理中的有关实验,尤其重点指出一类天体物理黑洞中喷流物质来源的模型可能提供了能量转换为物质的重要例子。  相似文献   

基于卫星测高与卫星测温的表层流产品生成方法应用评估     

刘秀青  张杰  杨俊钢  曹蕾 《海洋与湖沼》2021,52(3):593-600

提高海洋表层流的精度与分辨率对于相关应用领域至关重要。研究引入海表面温度(sea surface temperature,SST)信息对高度计导出流场的改进效果,计算了2018年每日无间隔的全球海洋表层流速度。通过增加热量守恒方程约束,引入卫星测温产品,在地转流基础上生成表层流产品,并与现场漂流浮标速度比较,评估了使用多源卫星遥感获取海流的质量。研究表明,本文方法在不改变沿等温线的切向流速分量的前提下,沿等温线的法向流速分量得到了改进,方法能充分利用海表温度信息提取流场特征信息;方法不适用于海表面温度梯度较小区域,在梯度较大区域可获得明显改进;优化流场能更好地刻画海面海流变化,证明结合卫星测高与卫星测温可改善海洋表层流动;存在强烈中尺度活动和热梯度区域,增加SST观测能够弥补测高资料的不足。  相似文献   

2014年春季甘肃一次特强沙尘暴过程的中尺度模拟及触发机制分析     

李光林  张铁军  任余龙  王勇 《干旱气象》2014,32(6)

利用实况观测资料以及NCEP 6 h再分析资料,基于位涡理论和WRF模式,对2014年4月23～24日甘肃最强的一次沙尘暴过程进行数值模拟及发生机制分析.结果表明:沙尘暴过程出现伴有各气象要素“突变”现象,即风速加大、能见度陡降、PM10浓度陡增、地面气温和气压大幅度下降,模式模拟结果与实况一致,能够准确反映出各要素的强烈变化;此次沙尘暴过程在高空强风带和强锋区及地面冷高压、热低压以及两者过渡地带产生的地面强冷锋共同作用下发生,而河西地形的“狭管效应”对此次沙尘暴起加强作用;高值位涡沿着陡峭的310 K等熵面下滑时垂直涡度不断增大,致使垂直正涡度柱造成强烈上升运动,并与下沉运动相互作用,最终导致此次特强沙尘暴的发生.  相似文献   

地气通量中存贮和平流项计算方案的探讨   总被引：1，自引：0，他引：1  

彭珍  胡非  蒋维楣  马晓光  张宁 《气候与环境研究》2009,14(2):113-119

从物质收支方程出发,推导了一个包含物质存贮、水平平流输送、垂直对流输送以及传统的涡度相关项的地气通量计算方程。平流项本质上是地表非均匀性的结果,不同下垫面的感热和潜热通量也不同,将会产生中尺度环流,使得辐合辐散过程得以维持,从而将体元内的物质输送到体元以外,因此可以通过计算水汽和感热的存贮,间接求出物质的水平平流输送。量纲分析和实际的资料应用都表明,存贮和平流的通量贡献是非常小的。尤其是在均匀下垫面下,方程中的存贮和平流项的通量贡献可以忽略,因此估算地气通量时仅需考虑涡度相关项和Webb修正项即可。而在非均匀下垫面下,在1 d以上的时间尺度上,为方便计算,可以忽略存贮和平流的通量贡献;而在小时这样的时间尺度上,从物质能量收支守恒的角度考虑,估算地气通量需要包括存贮和平流的通量贡献。  相似文献   

“快流形”湿斜压Ertel-Rossby不变量的导出及其在台风中的应用     

杨帅  高守亭  陈斌 《中国科学:地球科学》2013,(11):1788-1796

位涡因在绝热无摩擦大气中具有守恒性而被当作一个较好的示踪物广泛的应用．然而位涡本身,对于大尺度“慢流形”更为有效．因此,需要寻找另外的守恒的不变量来描述速度和气压场等快速变化的强天气过程,比如增长期和成熟的热带气旋．本文将湿大气中的焓和熵引入绝对运动方程来消除气压梯度项,并利用Weber变换和Ertel形式的连续方程,推导了湿大气中的斜压Ertel—Rossby不变量,并证明了其守恒性．推得的湿斜压Ertel-Rossby不变量的表达式除了包含传统的位涡项,它还包括气压梯度、位能和动能梯度项等能反映“快流形”特征的因子,以及干Ertel—Rossby不变量所没有的湿度因子,因此能更完善地描述湿过程中强天气现象快速变化的动力学特征．通过个例分析,与湿位涡和干大气中的Ertel-Rossby不变量相比,这个守恒的不变量对于台风这类真实湿大气中快速变化的强天气过程是一个较好的诊断分析工具,能表征几个共存台风组成的多台风系统的移动和强度变化．湿Ertel-Rossby不变量在真实湿大气中有较为广泛的应用前景．  相似文献   

论Rossby波在东、西风带中传播与频散I——谐波扰动Rossby波和指数扰动Rossby波     

辜旭赞  刘羽 《热带气象学报》2016,(5):607-621

传统Rossby波最初求解于局地直角坐标系（Cartesian coordinate）准地转、准水平无辐散正压大气运动微扰方程,在所谓“β平面”近似下,归于求解一个关于经向风扰动的二阶常微分方程,它存在可在β-平面经向-纬向传播的简谐波解,其物理机制是,扰动气流在科氏参数随纬度变化（所谓“β效应”）作用下的绝对涡度守恒。本文先讨论传统Rossby波二阶常微分方程“经向谐波扰动-纬向简谐波”（谐波扰动Rossby波）通解,指出传统Rossby波只被描述为谐波扰动Rossby波,即在扰动区内形成谐波扰动可在扰动区外作经向-纬向简谐波的连续传播;又讨论数学上存在的“经向指数扰动-纬向简谐波”（指数扰动Rossby波）另一通解,并且分析与比较两个通解的纬向波速与群速诊断方程。认为,谐波扰动和指数扰动“传播”与“频散”可以在相邻边界上保持为分段“零阶”连续且为有界。从而Rossby波定义为：大气运动受到连续或分段“零阶”连续谐波扰动和/或指数扰动和/或其它函数扰动、在β效应与绝对涡度守恒作用下、可以在全球（东、西风带）传播与频散的波动,作“纬向简谐波”传播是Rossby波的唯一识别特征。最后,作为对传统Rossby波的补充,单纯用指数扰动Rossby波波速和群速方程,对西风带中的长-中-短波槽脊传播、阻塞高压建立与后退、大槽建立与寒潮,以及气候上的遥响应,做出新的解释,更对东风带中的东风波（倒槽）与台风传播、副热带高压西进与东退,做出传统Rossby波尚不能解释的初步解释。  相似文献   

高温差条件下达西定律的理论推导   总被引：5，自引：0，他引：5       下载免费PDF全文

张勇  薛禹群  谢春红 《水科学进展》1999,10(4):362-367

高温差条件下,地下水体的运动规律发生明显变化,不能用传统Darcy定律(地下水运动方程)来描述.这是因为高温差的存在,对水体运动产生直接和间接两方面的影响.运用经典热力学理论,通过求解液相宏观动量守恒方程,推出了高温差条件下地下水的运动方程.这对于我国地热资源的开发利用、天然高温地下热水的运动规律研究等实际问题,具有重要的应用意义.  相似文献   

β中尺度暴雨系统发生发展的一种可能物理机制 II.涡旋Rossby波的形成   总被引：1，自引：0，他引：1  

沈新勇  倪允琪  沈桐立  丁一汇  贺哲 《大气科学》2005,(6)

使用二维中尺度横波型扰动的动力学方程组,探讨了该扰动的各种物理量场分布特征以及能量来源。结果表明,这种横波型的天气系统中扰动气压p′和扰动涡度ζ′在水平x方向上处于同位相或者反位相,扰动散度D′和扰动垂直速度w′在水平x方向上也处于同位相或者反位相,而扰动涡度ζ′与扰动散度D′在x方向上传播的位相相差π/2,只不过它们在垂直方向z上的分布结构有所不同。局地区域扰动发展的总能量来源主要是来自于平均场的有效位能和平均场的基流动能。最后,利用横波型扰动的总涡度守恒方程对涡旋Rossby波形成的物理机制做出了解释,并且提出了梅雨锋暴雨中β中尺度暴雨系统发生发展的一种可能物理过程。采用中尺度MM5模式的数值试验结果,也得到了与动力学理论上相一致的结论。  相似文献   

暴雨和地震触发滑坡滑速计算     

刘贵荣  石豫川 《地质灾害与环境保护》2007,18(4):20-22,27

通过对常用滑坡滑速计算公式推导过程及其使用条件的分析,阐明了常用的计算公式不能适用于暴雨和地震触发型平缓滑坡的滑速计算.同时,根据这类滑坡产生的力学机制,抓住其主导因素,对平推式滑坡采用能量守恒和动量守恒定理推导出滑速计算公式,对地震触发型滑坡还推导出考虑地震作用的等效摩擦系数.  相似文献   

f-平面中尺度海盆热力驱动边界流的形成     

冯立成  巢纪平 《中国科学D辑》2007,37(10):1417-1424

采用一个f-平面准地转但未作线性化假定的惯性模型, 考虑了西侧固壁附近摩擦层的作用, 在热量守恒条件下, 研究了理想化的长方体海盆区域内的扰动温度、边界急流及上升(下沉)流. 设研究区域上表面有净的热量输入, 相应的西侧边界有等量的热量耗散, 其余边界与外界无热量交换, 从而整个海域海水热量守恒. 结果表明, 在西侧边界扰动温度密集出现温度锋; 扰动压力及流场存在上下层翻转现象, 下层西侧为向北的沿岸急流, 扰动压力极大值中心位于西部, 上层东侧为向南的急流, 扰动压力极大值中心位于东部. 西侧较窄的范围内出现较强的垂向流, 中部区域也有较大的垂向运动. 文中还研究了不同形式的上表面热力强迫的影响, 结果表明对于不同形式的上边界热力强迫, 均可在海盆西侧出现扰动温度密集, 边界急流, 亦有上下层流场的翻转现象, 但垂向流的分布则有很大不同.  相似文献