大气动力学的一些问题

大气动力学的基本问题,也是自然流体力学中的一些基本问题.大气运动是极其多种多样的.在时、空尺度上以及在形态和性质上都有很大差别.大体上说可以分为全球规模的和行星尺度的运动——即所谓大气环流、大尺度天气系统、涡旋、波动、对流以及边界层湍流.我们这里只讲关于前三者的一些问题. 一、大气环流和大尺度运动的动力学 1.在引力和旋转力场中流体运动的一般特点简言之,大气运动是由地球吸收太阳辐射能所推动的.然而它又是在地球重力场和旋转力场作用之下.     

变化着的地球大气

地球自其形成以来,是不断运动和不断变化着的。包围着地球的大气圈也是在不断运动和变化着。大气运动就是指各种不同规模的大气环流及其所引起的天气、气候现象;大气变化是指大气圈与地球表层及宇宙空间之间进行的物质交换(物理的和化学的)而引起的大气成分变化。大气成分的变化可以影响大气运动,也会给生息在地球上的包括人类的各种生物生存条件带来难以预测的后果。这就是当前各国政府和有识之士大声疾呼要求保护地球大气的缘故。根据探测技术对行星大气的了解,地球大气的构成在我们的太阳系中是独一无二的。但对地球上原始物质的分析后,有充分     

印度冬季东北季风的起源

一、引言 最近的文献提出,在北半球高纬度和低纬度之间,高空气流有大规模的相互联系,这些联系密切地影响着热带天气。而且现在已认识到印度季风不是靠它自己单独存在的,而是大气环流的一部份,并受大气环流的变化所影响,尤其是受极地环流的影响。因此,要得到与大气环流有关的季风特性的全面了解,必须对地球上空对流层内环流型进行研究。作者研究了欧亚大陆上空的平均环流型,以了解冬季季风的起源和这个季节的环流变化。     

东亚大气环流的低频振荡及与韵律的关系

本文根据北半球500hPa高度场30年(1951—1980)平均的逐候格点资料,对气候平均的东亚各主要大气环流系统的年内变化进行了谐波分析和天气学分析.结果表明,东亚大气环流系统存在着三种主要的大气低频波:年波、半年波和30—50天的季内波;中、高纬度的大气环流以年波振荡为主,低纬度的大气环流以半年波振荡为主;30—50天的季内波是北半球各纬度上都存在的一种波,但它对总方差的贡献在低纬比中、高纬度大.此外,还讨论了年波和半年波这两种大气低频波与我国长期预报中常用的各种韵律指标特别是隔季相关现象的关系.     

“大气环流”

本书是苏联水文气象总局科学通俗丛书之一。但原来它是给水文气象专业学生、技术员以及气象方面其他人员看的,并不是对一般群众的通俗读物。全书共分五章,分论地球上温压场分布、气团变性对于北半球对流层温度场建立的作用、对流层平均温压场对大气环流生成的作用、大气环流的距常以及大气环流和水份循环。在基本概念上,本书以作者在1947年所写论文“大气环流的季节变动”作为基础,并且也引用到这论文的主要结论和材料。     

中纬度对流层上部的能量变化

能量在大气中是一个主要的因素,大气中一切的现象之所以能发生,都是因为大气有适当的能量的供给和变化。大气中能量的式样很多,不同式样的能力有不同的重要性,研究各种式样的能力的多寡和它的变化是很有意义的,因为大气环流     

亚洲季风气候若干问题研究近况

亚洲季风不仅仅是一种大气环流演变现象,而且它的变化直接影响占世界人口一半以上的东亚和南亚地区的各国经济和人民生活。因此,亚洲季风问题一直受到世界各国气象学家的重视。      

几十年来大气环流与大尺度动力学的研究进展及2000年研究展望

一、大气环流与大尺度动力学的研究进展近几十年来,国际上关于大气环流与大尺度动力学的研究取得很大进展。一方面由于观测技术的提高使得全球大气环流的观测资料不断增多,不断揭示出许多大气环流规律;另一方面由于数学、物理学,特别是计算机与计算数学的蓬勃发展,使得大气环流与大尺度动力学从一种简单、定性论述的学科变成一种比较严格的数理学科。大气环流与大尺度动力学是气象学上一对孪生兄弟,大气环流的发展不断提出动力学问题,而动力学的重大突破加深了人们对大气环流的认识。大气环流应包括两个部分:一是从整体来看全球大气的运动形态、运动特征及其物理机制;二是它的各个组     

地球自轉速率年变化的一个可能進一步的解釋

把大气和地球看成一个孤立的系统,则此系统之总角动量不改变。从冬到夏地球本身的角动量增加,则同一时期大气的总角动量减少,但是低层大气(从地面到800毫巴)的平均西风环流夏季反而强於冬季,因此作者认为:从冬到夏近地面西风环流的这种加强,可能就是同一期间地转角速加快的原因;同时也可能是夏季大气角动量消耗率较高的原因。     

地形对全球天气预报的影响

人们早已认识到,地球大气下边界的起伏,是各种天气和气候分布不呈轴对称状态的重要原因(例如,Charney和Eliassen,1949;Bolin,1950)。对于大气环流模式来说,如果要描述实际大气的平均状态及实际大气对其平均状态的偏差,必须能够适当地描述地形起伏的影响。 已经有了一些关于评价地形对于确定大气环流模式气候的作用,以及在一些假定条     

海陆风风系中尺度环流的研究

一、前言海陆风环流是世界所有沿海区域最突出的中尺度特征之一。它可以在规模和强度上有不同,对一个特定的区域它很容易成为干扰风场和温度场的气象因子。海风的强度、持续时间和范围在很大程度上取决于地面对大气供给的热量,也取绝于当时盛行的大尺度天气条件。海陆风环流是由地球表面对大气的热能传输而来的,并且这种热能最后转变成为大气运动的动能。由于在早晨沿岸陆地的迅速受热,海面上的气     

准定常行星被对大气中臭氧输运的动力作用

本文从拉格朗日平均环流观点讨论了行星波对大气中Ｏ３。的输运作用。理论分析表明，当行星波是定常保守时，行星波对大气中Ｏ３没有输运作用；而非定常的行星被对大气中ｏ。有明显的输运作用，它可以强迫出一个正的输运环流、即从热带上升，而从高纬下沉的环流；此外，只有当耗散的行星波传播到平流层才会在平流层强迫出输运环流。为了说明行星波对大气中Ｏ３输运的动力作用，本文还利用一组３４层波－流相互耦合球坐标原始方程谱模式计算了地球大气中行星波对Ｏ３变化的作用，其计算的Ｏ３变化与实际观测到的Ｏ３分布变化很相似。     

准定常行星波对大气中臭氧输运的动力作用

本文从拉格朗日平均环流观点讨论了行星波对大气中O3的输运作用。理论分析表明，当行星波是定常保守时，行星波对大气中O3没有输运作用；而非定常的行星波对大气中O3有明显的输运作用，它可以强迫出一个正的输运环流，即从热带上升，而从高纬下沉的环流；此外，只有当耗散的行星波传播到平流层才会在平流层强迫出输运环流。为了说明行星波对大气中O3输运的动力作用，本文还利用一组34层波—流相互耦合球坐标原始方程谱模式计算了地球大气中行星波对O3变化的作用，其计算的O3变化与实际观测到的O3分布变化很相似。     

主编语

1939年,罗斯贝教授在《海洋研究杂志》上发表了《纬向环流强度变化与大气半永久活动中心位移之间的关系》一文,从理论上推出了在高空天气图上控制和影响大气环流变化的大气长波,在此前后,他与同事还发表了一系列相关文章,创立了大气长波理论,构建了世界气象发展史上的一个重要里程碑。长波理论不仅解释了中高纬度西风带上波动的移动和发展规律,也为日后数值天气预报的发展奠定了理论基础。如果说20世纪初皮耶克尼斯将气象预报问题归结为物理初值问题,从     

华北旱涝的遥相关型结构

华北旱涝的遥相关型结构苗峻峰（天津市气象局）１引言大范围持续性旱涝现象是大气环流持续异常的直接反映，而局部地区的旱涝也并非是一种孤立现象，它与大气环流持续异常有关。有关研究表明，华北地区旱涝与东亚环流型特征、西太平洋副热带高压异常活动以及西风急流的变...     

大气角动量的研究进展

地球系统由固体地球、大气和海洋等流体层组成。在自转的地球上相对于地球表面运动的空气,因受到摩擦和山脉的作用,与转动地球之间产生转动力矩,即为大气角动量(Atmospheric angular momentum,AAM)。早期有关AAM的研究主要用于解释大气环流中信风和盛行西风得以维持的原因,而近些年来研究者更注重研究AAM的变化问题,包括山脉和摩擦力矩、角动量及其输送的季节、年际和年代际等多时间尺度的变化问题,并将其与日长(Long of day,LOD)变化、厄尔尼诺和南方涛动等地球、海洋和大气现象联系起来。作为一个描述大气环流的基本变量,AAM的平衡和异常反映了大气活动与固体地球、海洋在多时空尺度上的耦合过程。比如,大气的季节性质量重新分布(大气压)和运动(纬向风)的驱动(也就意味着AAM发生了变化)可导致LOD随之发生相应的季节性变化;从角动量守恒的角度来讲,当大气自西向东的角动量增加时,固体地球的角动量必然减小,地球自转速度减慢,LOD增大,反之亦然。因此,AAM的研究一直以来都受到气象学家、天文学家和地球科学家等的青睐。主要总结了20世纪80年代以来在地气系统角动量交换和平衡、AAM的变化及其与大气、海洋活动、地球自转的联系等方面的相关研究进展,并指出了当前研究中所存在的一些问题,为未来的科学研究提供参考。     

低层平流层大气环流研究的新进展

低层平流层大气环流是大气环流与中层大气物理学中近十年来迅猛发展起来的分支学科,本文综合评述它的历史、现状与未来。     

韵律与长期天气预报

本文讨论了对长期天气预报比较重要的韵律问题,共有三部分内容:(1)分析广大台站在相关普查中发现的隔季相关现象,相关间隔自2个月到11个月不等,其中大约半年左右的比较常见,并且地理分布区域性强,大洋上最明显,指出这是韵律现象。 (2)月平均环流与海温的相似性分析表明,北半球环流与海温都存在着隔季相似性。例如,春或夏海温距平相似时,大约6个月之后又相似。而秋冬春三季大气环流的相似容易造成夏季大气环流的相似。指出这是大气环流与海洋的韵律活动的表现。 (3)讨论了两种可能的韵律形成过程,一种是北太平洋西风漂流区夏季海温通过韵律关系影响半年后的冬季海温,从而影响大气环流和天气。另一种是冬季低纬东太平洋海温与大气环流相互作用,通过韵律关系影响半年之后夏季低纬太平洋的环流,从而影响西太平洋副高及我国天气。     

基本气流在ENSO对北半球冬季大气环流影响中的作用

本文从观测事实、理论与数值试验来研究基本气流在ENSO事件对北半球冬季大气环流影响中的作用。通过观测资料的分析,发现1972/1973年冬ENSO现象发生时的基本气流与一般ENSO现象发生年份的基本气流不同,这使得该年冬季ENSO现象所引起的北半球大气环流异常与一般ENSO现象所引起的环流异常型不同。一般ENSO现象所引起的北半球大气环流异常型是PNA型,而1972/1973年冬北半球环流异常型是非PNA型,我国东北地区出现暖冬,冷空气活动弱。     

全球大气垂直环流间的相关分析

利用三维分解方案对全球大气环流进行分解,得到全球大气垂直环流分量,计算各大气垂直环流活动中心之间以及赤道中太平洋大气垂直环流与全球大气垂直环流的相关系数,分析表明,全球大气垂直环流活动中心的季节变化具有明显的一致性,南半球热带垂直环流和亚洲季风环流关系密切;赤道中太平洋地区纬向垂直环流与热带大气经向垂直环流有较强的同步变化特征,与青藏高原上空大气纬向环流关系密切