变分连续同化中优化步长的推导方法及数值试验   总被引：1，自引：0，他引：1  

王云峰  伍荣生  王元  潘益农 《大气科学》2004,28(3):415-423

一个好的变分同化方法,必须考虑到预报模式具有误差,并对模式误差进行纠正.变分连续同化(VCA)通过在模式方程中引进一个修正项,连续地调整模式变量,从而达到以上目的.在变分连续同化的迭代过程中,优化步长的选取方法对于同化迭代是否收敛、收敛速度快慢与否都至关重要,文中推导了一种有效利用观测资料计算优化步长的新方法,并以大气运动方程中一维非线性平流波和二维惯性波为例,进行了四维变分资料同化数值试验.数值结果表明,VCA方法和计算优化步长的公式都是有效的.  相似文献   

The Role of β-effect and a Uniform Current on Tropical Cyclone Intensity     

端义宏  伍荣生  余晖  梁旭东  陈仲良 《大气科学进展》2004,21(1)

A limited-area primitive equation model is used to study the role of the β-effect and a uniform current on tropical cyclone (TC) intensity.It is found that TC intensity is reduced in a non-quiescent environment compared with the case of no uniform current.On an f-plane,the rate of intensification of a tropical cyclone is larger than that of the uniform flow.A TC on a β-plane intensifies slower than one on an f-plane.The main physical characteristic that distinguishes the experiments is the asymmetric thermodynamic (including convective) and dynamic structures present when either a uniform flow or β-effect is introduced.But a fairly symmetric TC structure is simulated on an f-plane.The magnitude of the warm core and the associated subsidence are found to be responsible for such simulated intensity changes.On an f-plane,the convection tends to be symmetric,which results in strong upper-level convergence near the center and hence strong forced subsidence and a very warm core.On the other hand,horizontal advection of temperature cancels part of the adiabatic heating and results in less warming of the core,and hence the TC is not as intense.This advective process is due to the tilt of the vortex as a result of the β-effect.A similar situation occurs in the presence of a uniform flow.Thus,the asymmetric horizontal advection of temperature plays an important role in the temperature distribution.Dynamically,the asymmetric angular momentum (AM) flux is very small on an f-plane throughout the troposphere.However,the total AM exports at the upper levels for a TC either on aβ-plane or with a uniform flow environment are larger because of an increase of the asymmetric as well as symmetric AM export on the plane at radii ＞450 km,and hence there is a lesser intensification.  相似文献   

Erratum to: Numerical simulation of changes in tropical cyclone intensity using a coupled air-sea model          下载免费PDF全文

端义宏  伍荣生  于润玲  梁旭东 《Acta Meteorologica Sinica》2014,28(2):324-324

正Erratum to:Acta Meteor Sinica DOI 10.1007/sl3351-013-0506-z The original version of this article unfortunately contained a mistake.The presentation of DOI number was incorrect.The corrected DOI number is 10.1007/sl3351-013-0503-2  相似文献   

SOME ASPECTS ON CISK THEORY          下载免费PDF全文

伍荣生 《Acta Meteorologica Sinica》1988,(2)

A great deal of work has been done to perfect the theory first proposed by Charney and Eliassen.In this paper.we reexamine the theory and find out that the observational evidence does not support theirassumption that the wind velocity in the lower layet does not change with height.An improved assump-tion based on the observation is proposed and its influence on the results of CISK theory such as stabilityand catastrophic feature is discussed.  相似文献   

一个双波地形重力波拖曳参数化方案   总被引：4，自引：0，他引：4  

王元  唐锦赟  伍荣生 《气象学报》2007,65(5):733-743

当地形次尺度强迫的作用与显式的经典动力作用效应相当时,地形重力波拖曳力对于环流的维持,以及动量和热量通量输送的动力效应变得十分显著。这种地形次尺度拖曳作用项可通过参数化的方法,在动力方程中加入额外的小项而引入数值模式。目前成熟的地形重力波拖曳参数化方法,如第1代基于线性单波理论的参数化方案;以及侧重考虑了临界层作用等因素对拖曳力的额外贡献的第2代参数化方案,都无法有效表达风速垂直变化引起的波动应力随高度变化的特征。基于上述考虑,本文给出了一个双波参数化方案用于计算地形重力波拖曳中由线性自由传播重力波造成的波动应力的垂直分布。通过二阶WKB近似,它对由风速垂直变化引起的对波动应力的选择性临界层吸收过程和经典的临界层吸收过程做了显式处理;而在不发生临界层吸收现象的地区,则用两个单波同时在垂直方向上进行应力的传播,并利用波饱和标准进行应力耗散。进一步地在真实地形(以大别山地区为个例)条件下的测试结果表明,通过在不同理想风速廓线以及北半球冬季中纬度纬向平均风廓线下对波动应力垂直分布的计算,证明该方案确实能有效地给出应力随高度变化的特征。  相似文献   

Ekman边界层动力学的理论研究   总被引：5，自引：0，他引：5       下载免费PDF全文

谈哲敏  方娟  伍荣生 《气象学报》2005,63(5):543-555

大气边界层及其与自由大气之间的相互作用具有明显的非线性特征,而这些特征是经典Ekman理论所不能描述的,因此,发展中等复杂程度(介于完全模式与经典Ekman模型之间)的大气边界层动力学模式,简称中间模式,对人们从理论上认识大气边界层动力学过程的非线性特征具有重要意义。本文对目前最具代表性的几个中间边界层模型:地转动量近似边界层模型、Ekman动量近似边界层模型以及弱非线性边界层模型进行了总结和分析,阐述了Ekman层主要动力学特征。通过分析上述各模型的理论框架,揭示了各模型的物理意义及其在描述Ekman边界层基本动力特征上的优点和局限性,并指出尽管在细节定量描述上有差异,但各中间模型对Ekman层动力学特征的定性描述具有很好的一致性。对于这些Ekman边界层近似理论模型的进一步应用问题,主要回顾和总结了利用上述模型探讨地形边界层结构、大气锋生过程、低层锋面结构和环流以及边界层日变化、低空急流形成等动力学问题的研究,并对这些研究所揭示的Ekman层动力学特征及其对自由大气低层运动的影响进行了分析,结果表明,这些Ekman边界层近似模型可以较好地揭示大气边界层动力学特征,在大气边界层动力学及其与自由大气相互作用的研究上具有重要价值。另外,还对目前Ekman边界层理论研究中存在的问题进行了一些分析,提出了有待进一步研究的科学问题。  相似文献   

中国气候与环境演变评估(I):中国气候与环境变化及未来趋势   总被引：26，自引：0，他引：26       下载免费PDF全文

秦大河  丁一汇  苏纪兰  任贾文  王绍武  伍荣生  杨修群  王苏民  刘时银  董光荣  卢琦  黄镇国  杜碧兰  罗勇 《气候变化研究进展》2005,(1)

近百年来,全球气候正经历着一次以变暖为主要特征的显著变化,全球气候与环境的重大变化对中国的气候与环境演变也产生了重大影响。来自气候、环境、海洋和经济社会科学等领域的百余位专家和学者对中国气候与环境的演变及其对自然生态系统和社会经济部门的影响进行了评估,在此基础上,提出了适应和减缓气候变化的对策。本文主要阐述在全球气候变化背景下中国气候与环境的演变,并对未来气候变化的趋势做出了预测。  相似文献   

地形上空边界层流中低层锋面结构的理论研究II:暖锋、均匀地转流   总被引：1，自引：0，他引：1  

谈哲敏  伍荣生 《气象学报》2000,58(3)

利用一个有地形、边界层摩擦作用、简化的二层浅水锋面模型,在理论上研究了地形上空边界层流动中地面暖锋的结构及环流分布特征问题.暖锋的坡度主要取决于其暖域地转流、锋面移速,它随锋面移速增大而减小,这与冷锋特征相反.地形对暖锋坡度的影响作用较小.与无地形作用时相比,静止性暖锋冷域中,位于锋面界面附近的闭合正环流系,当暖锋位于地形上游,其伸展范围增大;当暖锋位于迎风坡时,其伸展范围缩小,中心位置上抬;锋面移至背风坡时,其伸展范围重新增大.对于冷域中远离地面暖锋的另一支正环流系来说,当暖锋位于地形上游或迎风坡时,它可被地形完全阻塞于背风侧,地形高度越高,地形阻塞作用越大.在暖锋锋区附近主要存在三支垂直上升运动带:(a)由于边界层摩擦辐合作用,导致在地面暖锋后缘暖区中形成一支水平尺度较小、强度较大的垂直运动带,它随着暖锋移速增大而减弱.该垂直运动带,当暖锋位于地形迎风侧,强度增加;暖锋位于地形背风侧,其强度减弱.(b)在锋区暖域沿锋面存在均匀的上升运动,(c)在冷域远离地面暖锋处,存在一支水平范围较宽,其中心位于边界层顶部附近的垂直运动带,当暖锋位于迎风坡时,这支垂直运动带可被地形阻塞于地形背风侧.  相似文献   

Rossby波的能量、能量通量与Lagrange函数   总被引：1，自引：1，他引：1  

伍荣生 《气象学报》1986,44(2):158-165

利用正压涡度方程计算波动能量通量时,它的形式将不同于直接利用运动方程所求得的通量,这是一个于六十年代初所提出的问题。在本文中,对此问题进行再次分析与研究。结果表明,如果将运动方程进行改写,使其包含了与涡度方程相等的条件,对于波动而言,就整个波动范围求平均且假定波动振幅为常数,则可得到相同的表示式。于文中,还利用此改写的运动方程,导得了波动位能的表示式,这为进一步研究非线性Rossby波提供了一个物理基础。  相似文献   

旋转大气中运动的多时态特征和时间边界层     

伍荣生  巢纪平 《大气科学》1978,2(4):267-275

一、引言 众所周知,旋转大气中的运动,存在两个在时间尺度和动力学特征上都有明显差别的过程,即适应过程和发展过程。最近,叶笃正、李麦村等进一步指出:在发展过程中,大气运动还具有迅速变化和缓慢变化的两个阶段,对于这种发展过程中的双时态特征,巢纪平从物理上作了进一步的解释。因此,联合适应过程与发展过程,运动至少存在三个时态,事实上,这种多时态特征是旋转流体中运动的一种固有现象,在本文中,我们将对此作进一步的分析与讨论。  相似文献