湿过程对多平衡态及副热带流型的影响

本文提出一个两层,β平面,带有海陆分布的低谱准地转湿模式;模式的湿度变量为全露点温度。模式过程包含蒸发、降水以及云和水汽对辐射的作用。用该模式实施的数值试验表明,湿过程使模拟的副热带高压显著增强,流型的经向度加大。在一定的参数集合,湿模式大气可以显示出双平衡态,结果与夏半年对流上层副热带高压东部型和西部型的观测事实相似。     

热力强迫下大气平衡态的突变与季节变化、副高北跳

本文研究了具有连续季节变化热力强迫的低阶正压耗散系统的平衡态和平衡态的突变。由此得到,大气环流的典型季节性平衡态是冬季型环流和夏季型环流。由于热力强迫和大气非线性运动的相互作用,随着热力强迫参数的连续季节变化,可以出现大气环流的多次的季节性突变和副热带高压的北跳。在不同的经向和纬向热力差异下,副热带高压可以出现不同类型的北跳。     

阻塞高压形成机制的数值研究

本文对强迫耗散KDV方程实施数值积分。结果表明:从高指数环流转换力阻塞流型约需10天;在阻塞流型形成和维持的过程中,热力强迫与耗散、非线性平流、线性频散三者的作用同样重要,它们是形成阻塞流型的三类本质性因子。     

副热带高压北跳与月尖(CUSP)突变

观测事实表明,大气在一个广泛的时空尺度中出现各类突变现象。本文以René Thom首创的突变论为工具,通过月尖突变模型讨论了副热带高压北跳这一大气突变现象,指出控制参数的渐变如何导致现象的突变,进而解释了大气环流的“(六月)突变”现象。文中还指出,由于行星尺度副热带高压的移行发展,有时与等压面位势高度场的变化直接相联,因而副热带高压未必是作为一个系统“实体”而移行发展的。     

平衡态向周期态的分支和副热带流型的两类低频振荡

本文在低谱途径的非绝热项中,引进对流凝结加热参数化,用以估计湿过程对平衡态向周期态分支的影响。在一定的参数集合,牛顿加热形式的强迫下,不能激发出周期态分支;但含有对流凝结加热的非绝热强迫,却可以激发出时间尺度以2—3周为主的周期态分支。对流凝结加热并使周期态分支运动的时间尺度缩短,振幅增长加快。对流上层副热带气压分布均匀的基态失稳,可形成两种类型的低频振荡。一类是高压中心的东西振荡;另一类是高压中心强度的低频振荡。这时,高压中心位置呈准定常状态。对流凝结加热对这两类低频振荡均具有一定的影响能力。     

El Nino海温异常对纬向平均经圈环流及大气输送特征的影响

本文用欧洲中期天气预报中心高分辨谱模式,对1982/1983 El Nino期大气环流异常的模拟指出,持续的赤道东太平洋海温距平导致热带非绝热加热和直接经圈环流间的正反馈,从而加强了Hadley环流。同时,冬半球高纬涡旋输送特征发生明显变化,使强迫反环流加强。在纬向平均意义下,El Nino海温距平在月的时间尺度上导致副热带地区变干,而热带和北极地区变暖、变湿。     

中国东部山地第四纪冰期气候的初步分析

本文根据气侯学原理,推断出中国东部山地第四纪冰期的温度、降雪等情况.当时,夏季半年太阳辐射弱,青藏高原海拔高度低、对大气的热岛作用及相应的青藏高压弱于现在.再加上冰期西太平洋副热带高压弱,因而当时夏季半年(特别是盛夏)温度远低于现在.而冬半年极锋强、位置偏南、有利于冬半年降雪. 文中还对冰雪质量平衡作了计算.结果表明:在朝北凹谷中,降雪量是可能超过冰雪消融量的.     

湿过程对北半球夏季大气环流低频振荡的影响

本文在Lorenz低谱湿模式中引进积云对流参数化。模拟的对流上层副热带高压的位置及南亚区域的降水量均显示出准三周的低频振荡。对比试验及能量学参数的计算表明,湿过程对于准三周振荡的激发和维持起着重要的作用。同时,积云对流缩短了低频振荡的周期,这与作者另一篇论文理论分析的结果是一致的。     

干旱地区大面积灌溉中尺度气候效应的初步研究

本文使用土壤-大气相互作用的中尺度模式研究在干旱的中纬度地区大面积灌溉对中尺度气候的调整。研究表明,在干旱地区大面积灌溉可导致由于热力强迫作用产生一个在性质上非常类似于海风环流的潮湿土壤风环流。在该环流的作用下,使该地区从干旱气候向类似于沿海气候的方向调整。文中还讨论了地转风对这个中尺度环流的影响。     

青藏高原对层结大气纬向环流动力影响的模拟实验

本文用旋转层结流体模拟实验方法,研究了青藏高原对西风环流的动力作用。分析了在不同的罗斯贝数R和旋转欧拉数E条件下,高原附近流场的主要特征,并给出了流型的R～E区域图。对于春、秋、冬三季各月的大气平均情况,在主要相似判据R和E相同条件下,对高原东南部的低涡、低槽和切变线系统,高原西北部的斜脊系统、高原上游和下游槽的形态、垂直环流结构和高原北侧与东南侧的急流等流场特征,都得到满意实验结果,这表明青藏高原动力作用对东亚大气环流影响是很重要的。     

6月和10月大气环流突变的非线性机制

本文用低谱途径,研究了正压大气中环流的突变。在一定的参数集合,随着外部热力强迫的渐变,激发出了谱系数的准Cusp型突变与西风急流位置的突变,结果与6月、10月南支急流突然北跳与建立的图象相似。依赖于参数集合的变化,突变可被单稳态的渐变或多平衡态的分支所代替。环流突变的机制,是一个有多种加热强迫、有耗散、有热力动力共同作用的非线性机制。     

强迫波、自由波和纬向气流的相互作用——Ⅰ.平衡态环流的分支

本文用二层准地转模式,建立了一个近共振强迫波和近斜压不稳定自由波的非线性相互作用模式,试图以此来研究高低指数转换和非均匀性振荡的动力学问题。在这第一部分中,首先分析临界斜压不稳定和近共振强迫共同作用的弱非线性问题。然后以Hadley环流向Rossby波分支所造成的简单周期运动开始,分析热强迫波平衡态向定常强迫波与瞬变移动性Rossby混合型态的分支,及其所造成的较为复杂的运动形态。     

青藏高原对东亚大尺度低空急流的动力影响

本文应用欧洲中期预报中心的十五层σ坐标初始方程的有限区域模式,对东亚一次大尺度低空急流进行了数值预报和控制试验.48小时的预报无论是大尺度环流、低空急流轴或是中尺度大风中心都与实况十分接近.去掉全部地形(J08)及改变高原的高度和坡度(J09)的试验指出:青藏高原对于东亚环流及大尺度低空急流有十分重要的作用.去掉地形后西风带槽脊强烈发展,副热带高压西北进.季风气流在印度半岛就开始北折,构成宽约30个经距的均匀而弱的偏南风带,原低空急流不复存在。 东亚季风气流是低空急流主要的大尺度背景场及动量源.向南延伸青藏高原地形,以影响季风气流的强度和走向,就大大地改变了原低空急流的方向和强度.由于东亚季风气流在对流层低层最强,因此它比西风带偏南气流及副热带高压更对低空急流有重要的作用。     

北半球大气环流30—60天振荡的一些特征

本文系统讨论了大气环流30—60天振荡的一些特征。在热带地区除得到了与其它研究相一致的结果外,还发现赤道东太平洋30—60天大气振荡也极显著,热带30—60天振荡的涡度和散度的纬向尺度都比纬向1波小得多。30—60天振荡在北半球高纬度地区最强,在20°—40°N纬带最弱;中高纬度30—60天振荡有清楚的正压模结构,其纬向尺度比赤道附近为小;30—60天振荡在中纬度基本上向西传播,且冬半年较快;在高纬度冬半年为西传,夏半年为东传;在北半球不同地区,30—60天振荡有其不同的经向传播特征。     

中国内陆大气颗粒物的搬运、沉积及反映的气候变化——Ⅰ.现代大气气溶胶

分析了中国内陆3个地点尘暴和非尘暴期间大气颗粒物中17种微量元素的浓度-粒度分布。表明这些地点的大气颗粒物主要由矿物气溶胶(即粉尘)组成。对黄土高原上空非尘暴大气微量元素的统计分析,导出粗粒子主要有两种来源——土壤粉尘和被污染的粉尘,细粒子的两种来源是土壤粉尘和人为污染物。在年尺度上,粉尘对黄土高原的大气干输入主要取决于非尘暴过程。利用清除系数估算的粉尘湿沉积通量只占总沉积的4％—11％。     

地球流体中的非线性波动

本文从地球流体(海洋与大气)运动的浅水模式的非线性方程组出发,用作者所设计的将非线性项在平衡点附近作Taylor展开的方法,求得了非线性有限振幅的惯性重力波和Rossby波的解析解,研究指出:(1)非线性有限振幅的惯性重力波和Rossby波都满足KdV方程;(2)它们的解都为椭圆余弦函数,即是椭圆余弦波,它包含线性波,在一定的条件下形成孤立波;(3)建立了既包含波数又包含振幅因子的色散关系;(4)给出了一种函数变换方法,使非线性的二维问题转化为非线性的一维问题来处理。     

壳聚糖富氧膜的研究（Ⅱ）

壳聚糖-聚砜酰胺复合膜在干、湿情况下,其富氧性能存在明显的差别,表明壳聚糖是较好的富氧材料。从壳聚糖的结构可看出,它能通过氨基、羟基与许多重金属离子形成螯合物,这种螯合物与低分子氧载体的结构相似.本文在壳聚糖-聚砜酰胺复合膜上固定金属钴盐,并在干、湿两种状态下测定了其富氧性能的差别。     

冬季低纬度热源异常对北半球大气环流影响的物理机制

本文应用球坐标系的波折射指数平方来讨论北半球的冬季低纬度强迫所产生的准定常行星波在实际基本气流中的传播规律,指出了冬季北半球低纬度热源异常将会引起北半球中高纬度大气环流的异常。本文还应用一个包括Rayleigh摩擦、Newton冷却及水平涡旋热力扩散准地转球坐标模式,来研究北半球冬季理想热源强迫所产生的扰动系统在北半球的传播情况。计算结果表明:在冬季由于热带太平洋上空热源异常,可以产生PNA型大气环流的异常。     

纬向不对称热力强迫下超长波的非线性平衡态与阻塞形势

本文采用高截断谱分解方法,得到了在纬向不对称热力强迫下超长波的非线性平衡态解。其中一类低指数近于共振特性的平衡态的流场、温度场特点及其稳定性,反映了实际阻塞形势的一些主要特征。由于平衡态是解析地求得的,还引申出一些热力强迫对阻塞形势控制作用的推论。     

季节性和非季节性外强迫引起的大气动力过程对短期气候异常变化形成作用的数值研究

本文指出在没有非季节性外强迫的25年模拟结果中,同样可以找到和外强迫异常引起的类似型类的气候异常变化,这表明季节性外强迫和非季节性外强迫引起的大气动力过程,都可以形成短期气候的异常变化,并使用两层IAP大气环流模式,对两组不同初态和不同自然气候变化子序列在同样热带海温异常条件下进行了数值试验,研究表明,模式大气中的气候异常现象是大气长期气候自然变化过程中固有的大气内部动力过程和外强迫异常所引起的动力过程的相互作用的结果;在北半球冬季,500hPa距平型的分布特征和非季节外强迫引起的动力过程所产生的异常特征比较一致,而南半球夏季,500hPa距平特征和季节性外强迫引起的动力过程所产生的距平特征比较一致。