热带气旋逆时针打转异常路径的可能原因

本文用一个带有环境加热项和耗散项的正压准地转模式,实施了6组时间积分大于7天的数值试验。模式大气中,清楚地显示出热带气旋在移动过程中逆时针打转的现象。数值地研究了这种异常路径对计算区域的大小、热源扰动、初值扰动和迭代精度扰动的稳定性问题。认为该异常路径是模式大气中一种比较稳定的运动形态,最后分析了逆时针打转异常路径的可能原因。     

斜压大气中的位涡适应过程

本文从初始方程出发,利用多时间尺度分析方法得到斜压大气运动的三个阶段,即地转适应阶段,准地转位涡适应阶段及平衡态。指出位涡适应的形成是通过长波频散不平衡能量得到的。采用能量变分方程可以证明在非线性情况下,位势涡度守恒的准地转演变必然导致准平衡态。它的特点是,等能量线,流线、等位势涡度线和等高线是相互平行的。这种平衡态的一级近似即一般所谓平衡方程。所以在非线性大气中,这种平衡态是比地转平衡更为普遍的一种平衡状态。     

摩擦耗散和非线性正压不稳定

本文从含Ekman摩擦的非线性准地转正压涡度方程出发,应用Serrin-Joseph的能量方法,按变分原理,分别用总能量、总涡度拟能和两者的线性组合,导得纬向基流的非线性正压稳定性判据。由于采用了对Euler方程作新的变换,使本征值的估计更为精确,较好地改善了作者以前的部分结果。     

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。     

大尺度海洋运动的地转适应过程

本文基于尺度分析方法,对正压海洋与斜压海洋大尺度运动地转适应的若干问题进行了较为系统的讨论。对正压海洋,给出了线性地转适应理论的限制范围,阐明了远离侧向边界的大洋内部流动向外部定常风场的适应机理。对于斜压海洋,着重讨论了海洋垂直方向的有界性和密度层化作用对地转适应过程的影响,论证了两层海洋模型以及有限深度海洋中地转平衡态解的性质,指出了海洋与大气在地转适应过程方面的异同以及在特定条件下非线性一阶模型动力学的守恒性。     

非地转不稳定

本文讨论旋转正压大气中非地转运动的不稳定问题(简称“非地转不稳定”)。文中采用线性化浅水方程,并取带状基本气流,得到了普遍适用的关于运动失稳的必要条件和运动稳定的若干充分条件;指出有三类不稳定:(1)正压不稳定,其必要条件是有((?)_r—(?))/((?)/(?)y)<0的区域;(2)惯性不稳定,其必要条件是:既有((?)_r—(?))/((?)/(?)y)<0的区域,又有f(f—d(?)/dy)<0的区域;(3)超高速不稳定,其必要条件是有((?)_r—(?))~2/|(?)|>1的区域,其中(?),(?)和(?)分别是基流的流速,自由表面的位势和位涡度;(?)_r为任意常数,f为科氏参数,坐标y指向北方。在浅水方程中,正压不稳定是正压准地转模式或无辐散模式中的正压不稳定的推广。但只在非地转模式中才有惯性不稳定和超高速不稳定,相应的扰动是非地转运动。     

偶极场扰动与冷却效应对同步运动的影响

在同步加速器特别是冷却存储环中,偶极场扰动和冷却效应将会对粒子的Betatron振荡和同步振荡产生影响。叙述了偶极场扰动对粒子同步运动的影响与高频相位调制等效,重点研究了偶极场扰动与冷却效应同时存在的情况对粒子的同步运动产生的影响。在经典力学框架内把粒子的同步运动方程化为广义的摆方程,然后利用Melnikov方法对系统的稳定性进行了分析,讨论了系统进入Smale马蹄混沌的物理意义,并导出了系统稳定的临界条件。根据稳定性判据,给出了系统稳定性所需要的偶极场扰动的高频相位调制幅度和冷却系数的限制条件。结果表明,系统的稳定性与它的参数有关,只需适当调节这些参数,混沌便可原则上控制或避免。     

涡旋运动中的波作用密度守恒及稳定性

在层结旋转流体中,当背景场为轴对称涡旋时,用WKB方法导出了扰动运动的波作用密度守恒.从这一守恒方程出发,得到了涡旋中扰动不稳定的必要条件.在一般情况下,这一条件为:当涡旋中扰动的周向相速度与基本气流的旋转角速度相等,即存在共转圈时,扰动可能发展。 据此,文中以大气中的台风为例,分析了其中扰动的发生发展条件,并根据实际资料推出台风中的垂直环流将是双圈的,为台风眼的存在提供了一种可能的解释。     

陆坡水域涡旋的运动及变化

基于测量的时空尺度特征,我们建立了一个描述涡旋在陆坡水中变化和运动的准静态准地转模式。这个模式的解析解揭示了涡旋变化的膨胀和旋转特征以及涡旋在背景流场和总涡度场作用下的运动规律。所有结果都得到卫星图片测量数据的定量证实。     

斜压Rossby波稳定性的线性与非线性问题

本文从描写非线性斜压Rossby波的准地转两层模式的方程组出发,利用分岔(bifurcation)理论,建立了斜压Rossby波稳定性的简单模型,找到了它的控制参数,并对经典的斜压Rossby波的稳定性的某些结论作出评价。     

平流层爆发性增温的一个理论研究

本文利用一个包括对流层和平流层大气的三层地转模式,考虑了具有急流型切变的斜压基本流和经向结构不同的波与波之间的非线性作用,模拟了爆发性增温过程,并讨论了它的动力机制。     

关于大气中的非线性Benjamin-Ono方程及其推广

本文利用多重尺度方法研究了大气中两层浅水波方程的非线性问题。文中指出:在经向扰动速度不太强的情况下,可以得到一个非线性Benjamin-Ono方程,并对它的代数孤立波和周期波进行了计算。同时还讨论了代数孤立波的演变过程,发现它在演变过程中可发生分裂,并产生波形的突陡,这可解释大气中的飑线过程。另外还指出:在经向扰动速度较强的情况下,可以得到一个修正的Benjamin-Ono方程,即Benjamin-Ono-KDV方程。     

非线性波在动脉内传播的理论和计算研究——Ⅰ.非线性脉搏波传播的理论模型

本文提出了一个新的非线性脉搏波在动脉内传播的理论模型,推导了一个新的血管壁-外周组织系统的非线性运动方程组,在其中仅含血管壁和流体的应力以及血管的非线性几何。这组运动方程与代表血液流动的不可压缩粘性运动方程和连续方程以及流体和血管壁本构方程相结合,可用数值方法来求解非线性脉搏波在动脉内的传播。其数值解可包含压力脉搏波、血流速度波和血流量波以及血管壁的位移波、速度波和应力波等等。这些脉搏波都是生理学和临床医学上很有意义的物理特征。     

关于冬季北半球定常行星波传播另一波导的研究

本文计算了在等温大气情况下定常行星波的折射指数平方,表明了定常行星波在垂直及侧向传播中除了极地波导外,还存在着一个从中纬度对流层下层指向低纬度对流层顶附近的一支波导。本文应用一个包括Rayleigh曲摩擦、Newton冷却及水平涡动热量扩散,34层定常的准地转球坐标模式计算了北半球理想地形(或定常热源)强迫所产生的定常行星波垂直及侧向传播,证明了冬季北半球定常行星波传播中存在着这一波导。利用上述模式计算了冬季北半球实际地形及定常热源强迫所产生的定常行星波的振幅与位相的垂直分布及其在等压面上定常扰动系统的分布。说明了这一波导的存在使得中、高纬度地形与定常热源强迫所产生的定常行星波向低纬度传播,这是冬季副热带定常扰动系统形成的主要原因之一。     

正压准地转模式的谱和扰动的演变

本文详细研究了正压准地转模式的谱这一经典而未完全解决的问题,取基流为平直的(y),得到离散谱即为通常的标准模;而实数域为连续谱,相应谱函数有界,但其微商无界而可积。文中指出,任意扰动可分解为两部份之和:与离散谱对应的部份φ′d(x,y,t)和与连续谱对应的部份φ′c(x,y,t)。利用离散谱的广义“加权正交性”可以方便地求出φ′d。证明当t→∞时,φ′c连同其能量E′c和y方向的尺度l_c趋向于零。文中还提出用有限差分法计算谱和谱函数,这方法保持原问题的整体性质以及不稳定判据。当格点数为有限时,虽然连续谱被歪曲为计算离散谱,但在相当长时段内φ′c的演变特性仍可得到正确反映,且当格距趋于零时,在内计算谱点越来越密,而趋于连续分布。     

半地转气流的动力学特征

利用地转动量或半地转的假定,可以引入地转坐标而使问题的处理得到了简化,但是,地转坐标下的解还需经过转换而回到原来的坐标,即物理坐标.在本文中,给出了从地转坐标回复到物理坐标的一种近似方法,利用此方法讨论了Eady 型斜压波动与锋生过程的动力学特征,并探讨了半地转气流的作用。     

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。     

芳香族硝基炸药感度和安定性的量子化学研究——Ⅰ.苯胺类硝基衍生物

运用 HMO 和 CNDO/2方法,研究了二十多种苯胺类硝基衍生物的安定性.随着分子中 C—NO_2键级的增大,其撞击感度减小、热安定性增强.以孤立双键为参考基准的离域能判据,不能反映分子中基团位置对稳定性的影响;它的运用只能局限在基团相互位置影响不大的共轭体系中.作为本系列化合物安定性的判据,C—NO_2键级较通常的离域能更为适用和直观;C—NO_2键级判据也符合炸药起爆和热分解机理,且与 Delpuech 的△C/l 判据相一致.     

颗粒流体系统的不均匀性、多态性及非线性行为

研究了颗粒流体系统的结构不均匀性、流域多态性及其非线性行为,这些性质是对系统进行模拟和放大过程中的主要难点所在。探讨了解决此类复杂问题的可能性,阐明在颗粒流体系统中存在两种非线性,即:与颗粒流体相互作用直接相关的内在非线性和由颗粒的特性及系统放大所引起的次生非线性,结果表明,对能量、过程、运动和结构进行多层次的分解,是理解系统内在非线性的有效途径;而要了解系统的次生非线性,则需要更多地分析外部因素对内在非线性所产生的影响。     

一级反应动力学数据的非线性回归分析

Moore用非线性最小二乘法来处理动力学数据,可以同时定出反应速度常数k,初态和末态的读数P_0、P_∞。我们利用一种求总体极值的新算法作非线性回归分析,进一步改进了Moore的方法。由于求的是判据函数的总体极小值,因此数据拟合的结果比Moore方法好。对三个参数的初始估计