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针对当今的数值预报模式中存在若干与热力学第二定律不符的问题,本文着重讨论了将该定律引入数值预报模式的必要性,并通过已引入和未引入第二定律的中尺度数值模式MM5V3两者之间的对比试验来验证在数值预报模式中引进热力学第二定律的可行性。 相似文献
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根据热力学第二定律推导出熵平衡方程,并在数值模拟输出结果的基础上利用熵平衡方程中的熵流项来分析2005年台风"麦莎"发生、发展和消亡各阶段的熵流特征.(1) 从对流层的低层到对流层的高层,台风中心附近的熵流分布会逐渐由负熵流占优势互补趋向于以正熵流为主;(2) 对流层中层500 hPa的负熵流分布显示出,随着台风的强度加强(减弱),台风中心附近的负熵流强度也会随之加强(减弱);(3) 台风中心附近的负熵流分布和强度特征对于台风强度和未来移动路径有一定的指示意义. 相似文献
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柳崇健 《沙漠与绿洲气象(新疆气象)》1988,(1)
熵定律曾被爱因斯坦称之谓自然界最基本的定律,该定律以其广博而深刻的内涵而成为后来许多科学理论的“营养基”,对现代系统科学的形成和发展,起到了不可替代的作用. 熵定律或熵增加原理的数学表述非常简洁,即,对于任何与环境既无质量又无能量交换的孤立系统,我们总有 相似文献
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一种新的物理耗散技术及其在中尺度数值天气预报模式中的应用 总被引:4,自引:1,他引:4
从统计物理学角度看, 大气属自由度极大的多体系统, 必然服从热力学第二定律. 根据热力学第二定律的约束重构了中尺度模式MM5控制大气运动方程中的摩擦耗散项(水平扩散项), 在数值天气预报模式中合理地引入了非平衡大气中可能发生的不可逆扩散机制. 结果, 一方面, 模式时间积分过程中出现的无天气意义的噪音受到了有效的抑制; 另一方面, 正因为所建议的重构技术是基于物理定律而非出于诸如人工粘性之类的计算考虑, 因此天气预报的准确率亦获得了显著的提高. 相似文献
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Although incorporating the horizontal diffusion into the atmospheric governing equations is apart of the dynamics of a model,it is based on the computational consideration originally,which isto overcome the nonlinear aliasing or computational instability and smooth the physical fields at thesame time.The generally used forms of the fourth-order diffusion,either linear or nonlinear,however,can not properly describe the real physical diffusion processes and thus affect theaccuracy of forecasting and modeling.In this paper,based on the nature of the physical diffusion.the scheme of horizontal diffusion of the MM5 Version 3 is improved according to the second law ofthermodynamics which controls the irreversable evolutionary direction of a many-body system andthe potential ability of the improvement of the new scheme in modeling accuracy is revealed byintroducing the technique suggested in this paper,via a theoretical case and the computational caseof the hurricane Andrew that landed on Florida in 1992. 相似文献
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正确认识和对待天气气候预报的不确定性 总被引:3,自引:2,他引:1
美国国家科学发展的指导机构同家研究顾问委员会(NRC)不久前发表了一份关于天气、气候和水文预报的不确定性的凋研报告.报告强调了预报不确定性信息在终端用户应用气象预报作决策中的重要性,同时指出一个预报如果没有定量地估计它的不确定性,那么该预报是不完全的.该报告中文版的出版工作正在进行中,现藉此机会向读者综合地介绍一下预报不确定性的问题.文中首先讨论了预报不确定性的缘由以及应该如何来科学地对待它.然后介绍了要应对这一问题所要进行的一些具体措施和策略.最后,简要地介绍了美国气象界为此所做的一些努力和计划以供参考.通过上述讨论和介绍,希望引起更多的人对预报不确定性问题的重视并科学应对以更好地服务社会. 相似文献
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In terms of statistical physics, a fluid such as the atmosphere is a many-body system which has a vast amount of degree of
freedom and thus obeys the second law of thermodynamics.
In this paper, a noticeable improvement of the prognostic outputs is made by reconstructing the terms of the horizontal diffusion
of MM5 according to the principles of the second law of thermodynamics; besides, the computational noise is effectively and
significantly suppressed since the physical dissipative technique for reconstructing suggested in this paper is based on the
physical law rather than on the computational method such as the artificial viscosity. 相似文献