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《第七次全国动力气象学术会议论文摘要》 2009年
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旱涝的数值诊断I:全型位势高度方程的推导和应用

袁卓建  吴俊杰  程旭华  简茂球  
【摘要】:为了对旱涝成因进行诊断分析,我们推导出了一个全型位势诊断方程。该诊断方程基于球—P坐标系下的原始方程组,运用严谨的数学运算法则推导得出,所以方程满足所有流体力学守恒定律。因为该模式克服了经典诊断模型存在的不足,保证模式在各种不稳定出现情况下数值解不发散,并且各强迫项都携带天气信号,所以与经典模式相比模拟结果大有改进,可用于诊断局地和全球位势场。数值结果表明,在旧地转平衡态被破坏,大气环流向新地转平衡态调整期间,与鞍型流场(闭合环流场)有关的非地转强迫对高压有正(负)贡献;在β效应影响下,东风带(西风带)对低压(高压)带有正贡献;若人为篡改资料,将现实中观测到的静力不稳和惯性不稳平滑掉,则有可能抹去一些在大气环流调整时起重要作用的非地转过程。通过对多个个例的研究发现,地面摩擦辐合项携带了天气演变的超前信号。研究证明该超前信号与地面红外辐射和地面摩擦分别将太阳热能和地球自转角动量传给大气等热动力过程对大气的驱动有关。在对模式输出结果和NCEP/NCAR位势高度资料进行比较,证明模式模拟结果是可信的基础上,我们利用此模式对1998年长江洪涝的二度梅建立期副高意外南落进行初步的诊断分析。

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