1991年第4期文章目次
1991(4).
摘要:
本文介紹了蘇聯學者在研究海氣熱交換方面所采用的幾種簡化的熱通量計算方法。這些方法能在基本資料不全的情況下,以一定的準確程度求算熱通量,為克服海洋上觀測資料不足的困難提供了一條可行的途徑。
本文介紹了蘇聯學者在研究海氣熱交換方面所采用的幾種簡化的熱通量計算方法。這些方法能在基本資料不全的情況下,以一定的準確程度求算熱通量,為克服海洋上觀測資料不足的困難提供了一條可行的途徑。
1991(4):1-11.
摘要:
對13年中的19個大西洋颶風和熱帶風暴所收集的900多條現場飛機觀測的徑向剖面證實,通常熱帶氣旋加強的機制與軸對稱旋轉風最大風速圈的收縮有關。雷達顯示,環狀的對流回波與最大風速相伴隨。這些特征稱之為對流環,其存在和向內移動是由于環中潛熱釋放引起在環所包圍的區域內下沉絕熱增溫和等壓面高度迅速下降。等壓面高度下降率的徑向變化集中在最大風速圈的內緣,造成該處梯度風增大和最大風速圈向內收縮。組織成為環狀的旺盛對流,總是造成最大風速圈清楚地向內移動;但是當對流弱時,對流環也弱或者甚至不出現。在這種情況下,旋轉風在徑向上可以近于常數,并隨著時間緩慢變化。具有單一軸對稱活躍對流環的颶風,其加強很迅速。雖然一系列較弱的對流環可以支持穩定的加強,但發展比較普遍是階段性的。當不對稱的對流在靠近熱帶風暴或弱颶風的中心附近爆發時,可使增強停止,并使氣旋路徑變得不規律。在強的颶風中,外對流環可以圍繞著先前的眼壁形成,向內收縮,并抑制先前的眼壁,使其停止發展或引起減弱。
對13年中的19個大西洋颶風和熱帶風暴所收集的900多條現場飛機觀測的徑向剖面證實,通常熱帶氣旋加強的機制與軸對稱旋轉風最大風速圈的收縮有關。雷達顯示,環狀的對流回波與最大風速相伴隨。這些特征稱之為對流環,其存在和向內移動是由于環中潛熱釋放引起在環所包圍的區域內下沉絕熱增溫和等壓面高度迅速下降。等壓面高度下降率的徑向變化集中在最大風速圈的內緣,造成該處梯度風增大和最大風速圈向內收縮。組織成為環狀的旺盛對流,總是造成最大風速圈清楚地向內移動;但是當對流弱時,對流環也弱或者甚至不出現。在這種情況下,旋轉風在徑向上可以近于常數,并隨著時間緩慢變化。具有單一軸對稱活躍對流環的颶風,其加強很迅速。雖然一系列較弱的對流環可以支持穩定的加強,但發展比較普遍是階段性的。當不對稱的對流在靠近熱帶風暴或弱颶風的中心附近爆發時,可使增強停止,并使氣旋路徑變得不規律。在強的颶風中,外對流環可以圍繞著先前的眼壁形成,向內收縮,并抑制先前的眼壁,使其停止發展或引起減弱。
1991(4):12-20.
摘要:
我們采用無輻散正壓數值模式,在無基本氣流的條件下研究了熱帶氣旋結構對其運動的一些作用。正如 DeMaria 先前所指出的,初始最大風速對渦旋軌跡影響甚微。與β效應相聯系的渦旋移動十分敏感地依賴于離中心300至1000km 范圍內的氣流強度。如果此圓環內的氣流氣旋性加強,則渦旋軌跡也會氣旋性地轉向,在北半球其移動更偏向于西。通過分解出對稱和不對稱環流,我們討論了β漂移的動力學。對稱氣流經歷了最大風速稍微減弱和在600km 以外激發出一反氣旋環流的過程。不對稱環流由方位1波環流所支配,中心東側有一反氣旋環流圈,西側有一氣旋性環流圈,兩環流圈之間有一近于均勻的,尺度較寬的通風氣流。渦旋移動的速度和方向幾乎等同于該通風氣流在渦旋內有顯著氣旋性環流區域上的平均值。模式流函數趨勢方程的分析證實,線性β項導致初始不對稱環流圈的形成。對稱渦旋氣流平流不對稱環流,這一非線性項使兩環流圈之間的內部區域發生扭曲,并使通風氣流的方向由向北演變成向西北。由于該項幾乎與線性β強迫相平衡,所以流函數時間趨勢(及渦旋移動)主要由通風氣流平流對稱渦旋這一項決定。
我們采用無輻散正壓數值模式,在無基本氣流的條件下研究了熱帶氣旋結構對其運動的一些作用。正如 DeMaria 先前所指出的,初始最大風速對渦旋軌跡影響甚微。與β效應相聯系的渦旋移動十分敏感地依賴于離中心300至1000km 范圍內的氣流強度。如果此圓環內的氣流氣旋性加強,則渦旋軌跡也會氣旋性地轉向,在北半球其移動更偏向于西。通過分解出對稱和不對稱環流,我們討論了β漂移的動力學。對稱氣流經歷了最大風速稍微減弱和在600km 以外激發出一反氣旋環流的過程。不對稱環流由方位1波環流所支配,中心東側有一反氣旋環流圈,西側有一氣旋性環流圈,兩環流圈之間有一近于均勻的,尺度較寬的通風氣流。渦旋移動的速度和方向幾乎等同于該通風氣流在渦旋內有顯著氣旋性環流區域上的平均值。模式流函數趨勢方程的分析證實,線性β項導致初始不對稱環流圈的形成。對稱渦旋氣流平流不對稱環流,這一非線性項使兩環流圈之間的內部區域發生扭曲,并使通風氣流的方向由向北演變成向西北。由于該項幾乎與線性β強迫相平衡,所以流函數時間趨勢(及渦旋移動)主要由通風氣流平流對稱渦旋這一項決定。
1991(4):21-26.
摘要:
本文論述了如何從有等壓線和等溫線的圖上來估計 Q 矢量的方向和相對數值。這種矢量場的輻散代表了準地轉ω方程中的強迫函數。某一點的 Q 矢量方向是由沿著等溫線(在北半球較冷的空氣在共左側)所取的地轉風矢量的變率所確定的。Q 矢量方向指向風矢量變率的右側90°。它的強度正比于矢量風變率的數值和溫度梯度的數值。文中論述了一個實際形勢中的應用,并把本方法得到的結果與用溫度和渦度平流的傳統推斷方法的結果作了比較,發現兩者有普遍的一致性。文中概略繪出了地面高低壓理想形勢場及高空為槽脊形勢下的 Q 矢量和相應垂直運動的分布,給出了對流層低層鞍形氣壓場和高空急流入口區的匯合鋒生的例子,還提到了在鋒生和鋒消形勢下 Q 矢量和垂直環流的型式。
本文論述了如何從有等壓線和等溫線的圖上來估計 Q 矢量的方向和相對數值。這種矢量場的輻散代表了準地轉ω方程中的強迫函數。某一點的 Q 矢量方向是由沿著等溫線(在北半球較冷的空氣在共左側)所取的地轉風矢量的變率所確定的。Q 矢量方向指向風矢量變率的右側90°。它的強度正比于矢量風變率的數值和溫度梯度的數值。文中論述了一個實際形勢中的應用,并把本方法得到的結果與用溫度和渦度平流的傳統推斷方法的結果作了比較,發現兩者有普遍的一致性。文中概略繪出了地面高低壓理想形勢場及高空為槽脊形勢下的 Q 矢量和相應垂直運動的分布,給出了對流層低層鞍形氣壓場和高空急流入口區的匯合鋒生的例子,還提到了在鋒生和鋒消形勢下 Q 矢量和垂直環流的型式。
1991(4):27-31.
摘要:
英國氣象局的長期天氣預報,是每月第二周的星期一發布。預報時段為1—5天,6—15天和16—30天。預報區有10個,預報要素是平均氣溫和降水。制作這些預報,首先是報出這三個預報時段的平均地面氣壓(1—5天的預報只報1000—500hPa 的厚度場)。所使用的預報方法如表1:
英國氣象局的長期天氣預報,是每月第二周的星期一發布。預報時段為1—5天,6—15天和16—30天。預報區有10個,預報要素是平均氣溫和降水。制作這些預報,首先是報出這三個預報時段的平均地面氣壓(1—5天的預報只報1000—500hPa 的厚度場)。所使用的預報方法如表1:
1991(4):31-42.
摘要:
為了評估傾斜對流不穩定的重要性,在加拿大大西洋風暴計劃(CASP)期間對七個降水帶進行了觀測。利用常規和特殊站三小時一次的無線電探空資料,作θ_e~*(飽和相當位溫)、M(絕對角動量)和θ_e(相當位溫)的垂直剖面和等 M 面分析。等 M、θ_e和θ_e~*面斜率的比較表明了位勢和條件傾斜不穩定的存在。本文主要研究穩定度場的時間演變及其向大氣中性狀態的調整過程。在七個個例分析中發現了一些一致的結論。證實大氣中存在著一個小薄層,它對于條件傾斜對流來說是弱不穩定的,特別是在有顯著切變的區域。在高層,位勢不穩定通常僅僅維持潛在狀態,因為缺少水汽而阻止了能量的實際釋放。另一方面,在大氣的低層飽和是經常能達到的,因此不穩定性得到釋放,導致強降水,這種強降水有時呈多帶結構。我們的結果也表明,在飽和區域對于傾斜對流來說大氣實際上處于向條件中性狀態的調整過程。少于三小時的調整時間與 Emanuel 的快速調整假設是一致的。
為了評估傾斜對流不穩定的重要性,在加拿大大西洋風暴計劃(CASP)期間對七個降水帶進行了觀測。利用常規和特殊站三小時一次的無線電探空資料,作θ_e~*(飽和相當位溫)、M(絕對角動量)和θ_e(相當位溫)的垂直剖面和等 M 面分析。等 M、θ_e和θ_e~*面斜率的比較表明了位勢和條件傾斜不穩定的存在。本文主要研究穩定度場的時間演變及其向大氣中性狀態的調整過程。在七個個例分析中發現了一些一致的結論。證實大氣中存在著一個小薄層,它對于條件傾斜對流來說是弱不穩定的,特別是在有顯著切變的區域。在高層,位勢不穩定通常僅僅維持潛在狀態,因為缺少水汽而阻止了能量的實際釋放。另一方面,在大氣的低層飽和是經常能達到的,因此不穩定性得到釋放,導致強降水,這種強降水有時呈多帶結構。我們的結果也表明,在飽和區域對于傾斜對流來說大氣實際上處于向條件中性狀態的調整過程。少于三小時的調整時間與 Emanuel 的快速調整假設是一致的。
1991(4):42-50.
摘要:
衛星觀測對于地球大氣和下墊面之間相互作用的全球監測是非常必需的。本文評述了衛星遙感資料反演方法的現狀,并對未來的發展提出了若干建議。
衛星觀測對于地球大氣和下墊面之間相互作用的全球監測是非常必需的。本文評述了衛星遙感資料反演方法的現狀,并對未來的發展提出了若干建議。
1991(4):51-55.
摘要:
一、光的基本概念從普通物理學中人們知道,任何物體的溫度只要高于絕對溫度零度(攝氏溫度—273度),就會發出不同波長的電磁波。人的器官或儀器就能感覺出它的存在,甚至能測量出其能量的大小。光是以電磁波形式傳播的輻射能,電磁輻射的波長范圍很廣,只有波長在380—760nm(納米)的電磁波,人眼才能感覺到,稱之為可見光。波長短于380nm的是紫外線、x 射線、γ射線、宇宙線;長于760nm 的是紅外線、無線電波等等。它們與光的性質不同,人眼是看不見的。380—760nm 范圍內的不同波長可見光,在人眼中
一、光的基本概念從普通物理學中人們知道,任何物體的溫度只要高于絕對溫度零度(攝氏溫度—273度),就會發出不同波長的電磁波。人的器官或儀器就能感覺出它的存在,甚至能測量出其能量的大小。光是以電磁波形式傳播的輻射能,電磁輻射的波長范圍很廣,只有波長在380—760nm(納米)的電磁波,人眼才能感覺到,稱之為可見光。波長短于380nm的是紫外線、x 射線、γ射線、宇宙線;長于760nm 的是紅外線、無線電波等等。它們與光的性質不同,人眼是看不見的。380—760nm 范圍內的不同波長可見光,在人眼中
1991(4):56-62.
摘要:
本文簡要討論下列各類大氣過程:輻射、動力和光化學過程的數學模式,這些過程構成全球氣候及其大氣成分的組成。我們主要應用參數化的一維和二維輻射-光化學模式來模擬這些過程的相互作用,并開始用大型的光化學也占一席之地的三維大氣環流模式模擬它們的相互作用。文中描述了包括固定的物質輸送以及由于大氣運動引起的交互作用的物質輸送的平流層輻射-光化學模式的基本組成部分,以及它們對外參數的敏感性。根據最近政府間氣候變化專業委員會(IPCC)有關釋放到大氣中的溫室和光化學活性氣體的方案,估算了直到2100年的全球大氣氣體成分、溫度和濕度的可能變化。最后本文評價未來必要研究的方向。
本文簡要討論下列各類大氣過程:輻射、動力和光化學過程的數學模式,這些過程構成全球氣候及其大氣成分的組成。我們主要應用參數化的一維和二維輻射-光化學模式來模擬這些過程的相互作用,并開始用大型的光化學也占一席之地的三維大氣環流模式模擬它們的相互作用。文中描述了包括固定的物質輸送以及由于大氣運動引起的交互作用的物質輸送的平流層輻射-光化學模式的基本組成部分,以及它們對外參數的敏感性。根據最近政府間氣候變化專業委員會(IPCC)有關釋放到大氣中的溫室和光化學活性氣體的方案,估算了直到2100年的全球大氣氣體成分、溫度和濕度的可能變化。最后本文評價未來必要研究的方向。
1991(4):62-65.
摘要:
本文對全球增暖1℃和2℃的條件下,夏季1米深土層含水量和年徑流量狀況做了估算。根據用綜合方法測定的地表蒸發量和對過去兩個溫暖時期(全球平均溫度比現在高1℃的全新世氣候最佳期和比現在高2℃的最后一次(米庫林)間冰期)古氣候資料的分析結果進行了計算。
本文對全球增暖1℃和2℃的條件下,夏季1米深土層含水量和年徑流量狀況做了估算。根據用綜合方法測定的地表蒸發量和對過去兩個溫暖時期(全球平均溫度比現在高1℃的全新世氣候最佳期和比現在高2℃的最后一次(米庫林)間冰期)古氣候資料的分析結果進行了計算。
1991(4):65-69.
摘要:
根據衛星資料用標準諧波分析和振幅位相特征方法研究了全球云區的年變化特點。分析了不同地帶的云量和降水之間的相關變化。給出了降水量與云量、云量與大氣垂直速度相互關系的特點。
根據衛星資料用標準諧波分析和振幅位相特征方法研究了全球云區的年變化特點。分析了不同地帶的云量和降水之間的相關變化。給出了降水量與云量、云量與大氣垂直速度相互關系的特點。
1991(4):70-74.
摘要:
1.前言大氣和海洋是覆蓋地表的相互作用的流體系統。不僅航海和漁業需要了解海洋氣象和海況預報,而且制作陸上的天氣預報也需要調查海洋氣象和海洋本身來得到情報。海洋氣象學就是根據這種必要性產生的。近幾年科學的進展正在證明,即使是日本的天氣,也受到大氣、海洋和大陸的冰雪等相互作用的全球氣候系統變化的直接影響。特別是在最近有顯著進展的研究中,已弄清秘魯海面的厄爾尼諾是被稱作 ENSO
1.前言大氣和海洋是覆蓋地表的相互作用的流體系統。不僅航海和漁業需要了解海洋氣象和海況預報,而且制作陸上的天氣預報也需要調查海洋氣象和海洋本身來得到情報。海洋氣象學就是根據這種必要性產生的。近幾年科學的進展正在證明,即使是日本的天氣,也受到大氣、海洋和大陸的冰雪等相互作用的全球氣候系統變化的直接影響。特別是在最近有顯著進展的研究中,已弄清秘魯海面的厄爾尼諾是被稱作 ENSO
1991(4):78-82.
摘要:
地球大氣中CO_2濃度的增加已引起了人們對CO_2對植物的影響,尤其是對世界糧食供應的未來展望的興趣。水稻是一種主要的糧食作物,人們對CO_2濃度在水稻生理生長期和整個生育期方面的影響了解相對較少,而這是一個水稻品種對一特定地區環境適應性的一個重要方面。本研究的目的是確定一個當代改良水稻品種(Oryza sativa,品種 IR-30)在兩個對照的光周期下對不同CO_2濃度的響應。在整個生育期中,水稻植株生長在置于室外、采用自然光照并由計算機控制環境條件的人工氣候室中。室內的CO_2濃度分別為160、250(低于環境濃度)、330(環境濃度)、500、660和900(高于環境濃度)μmol CO_2/mol 空氣。在1987年,整個試驗進行了兩次。第一次即早稻試驗在營養生長階段內延長了光周期,而第二次即晚稻(LPR)試驗只利用自然出現的光周期。在兩個試驗中,營養生長期的主莖葉片發育速率均比生殖生長期的主莖葉片發育速率快,同時在營養生長階段,出葉速度隨CO_2處理而加快。在晚稻試驗中,與等于環境CO_2濃度和低于環境CO_2濃度的處理相比,高于環境CO_2濃度處理下的水稻幼穗分化和孕穗期出現較早,且整個生育期縮短。這種隨CO_2濃度上升而產生的植物發育加速現象與CO_2引起的營養生長階段內主莖葉片的減少有關。相對于晚稻試驗,在早稻試驗中水稻植株發育對CO_2的響應的減弱是由人為延長光周期迫使生殖生長發育階段推遲引起的,在高于環境濃度處理中更是如此。鑒于全球大氣中CO_2濃度的持續增大,CO_2導致的發育加速和全生育期縮短可能會成為一個參與挑選水稻品種和安排特定地區農事活動的水稻學家和育種學家感興趣的問題。
地球大氣中CO_2濃度的增加已引起了人們對CO_2對植物的影響,尤其是對世界糧食供應的未來展望的興趣。水稻是一種主要的糧食作物,人們對CO_2濃度在水稻生理生長期和整個生育期方面的影響了解相對較少,而這是一個水稻品種對一特定地區環境適應性的一個重要方面。本研究的目的是確定一個當代改良水稻品種(Oryza sativa,品種 IR-30)在兩個對照的光周期下對不同CO_2濃度的響應。在整個生育期中,水稻植株生長在置于室外、采用自然光照并由計算機控制環境條件的人工氣候室中。室內的CO_2濃度分別為160、250(低于環境濃度)、330(環境濃度)、500、660和900(高于環境濃度)μmol CO_2/mol 空氣。在1987年,整個試驗進行了兩次。第一次即早稻試驗在營養生長階段內延長了光周期,而第二次即晚稻(LPR)試驗只利用自然出現的光周期。在兩個試驗中,營養生長期的主莖葉片發育速率均比生殖生長期的主莖葉片發育速率快,同時在營養生長階段,出葉速度隨CO_2處理而加快。在晚稻試驗中,與等于環境CO_2濃度和低于環境CO_2濃度的處理相比,高于環境CO_2濃度處理下的水稻幼穗分化和孕穗期出現較早,且整個生育期縮短。這種隨CO_2濃度上升而產生的植物發育加速現象與CO_2引起的營養生長階段內主莖葉片的減少有關。相對于晚稻試驗,在早稻試驗中水稻植株發育對CO_2的響應的減弱是由人為延長光周期迫使生殖生長發育階段推遲引起的,在高于環境濃度處理中更是如此。鑒于全球大氣中CO_2濃度的持續增大,CO_2導致的發育加速和全生育期縮短可能會成為一個參與挑選水稻品種和安排特定地區農事活動的水稻學家和育種學家感興趣的問題。
1991(4):83-88.
摘要:
由于人類活動的增加及汽車、工廠不斷向大氣排出一次性污染物,使近地層O_3含量漸趨增加,對農作物生長發育及產量形成造成明顯的不利影響。本文簡要介紹了國內外有關不同O_3濃度、劑量處理對農作物、人類健康及有關物質材料的影響和危害,這對我們今后開展這方面的研究是有益的。
由于人類活動的增加及汽車、工廠不斷向大氣排出一次性污染物,使近地層O_3含量漸趨增加,對農作物生長發育及產量形成造成明顯的不利影響。本文簡要介紹了國內外有關不同O_3濃度、劑量處理對農作物、人類健康及有關物質材料的影響和危害,這對我們今后開展這方面的研究是有益的。
15 有關酸雨的最近話題
1991(4):89-94.
摘要:
現在日本有關酸雨的話題是森林受害、環境廳發表的五年酸雨調查報告、東亞地區酸性物質的長距離輸送和沉降。筆者因在1989年11月曾經考查過歐洲酸雨的危害情況,有關內容也擬在本文中一起報告。1.森林受害關口等(1985)調查了以日本琦玉縣為中心杉樹的樹梢枯萎,調查結果表明其分布與酸雨的分布相似。1978年山家也曾發表過上述杉樹的樹梢枯萎分布,但杉樹的受害是否真的是因酸雨而產生,將是有待研究的問題。
現在日本有關酸雨的話題是森林受害、環境廳發表的五年酸雨調查報告、東亞地區酸性物質的長距離輸送和沉降。筆者因在1989年11月曾經考查過歐洲酸雨的危害情況,有關內容也擬在本文中一起報告。1.森林受害關口等(1985)調查了以日本琦玉縣為中心杉樹的樹梢枯萎,調查結果表明其分布與酸雨的分布相似。1978年山家也曾發表過上述杉樹的樹梢枯萎分布,但杉樹的受害是否真的是因酸雨而產生,將是有待研究的問題。
1991(4):95-97.
摘要:
在古代社會人們就已利用跟蹤活動目標的方法來獲得有關目標物位置和運動的信息。今天人們利用許多不同的技術方法,如光學經緯儀、無線電經緯儀、雷達和應答器系統來完成這些任務。但所有這些方法都或多或少地存在著下面這些缺點:不適用于某些天氣條件;由于設計過大而不能移動;由于需要兩部或更多部獨立的發射機而不能自身獨立工作或自定位;由于地面站設備中包含大功率的發射機因而容易損壞。本文介紹的地面站無源跟蹤系統是可移動式的,能自身獨立工作,無源,可在任何天氣條件下工作。
在古代社會人們就已利用跟蹤活動目標的方法來獲得有關目標物位置和運動的信息。今天人們利用許多不同的技術方法,如光學經緯儀、無線電經緯儀、雷達和應答器系統來完成這些任務。但所有這些方法都或多或少地存在著下面這些缺點:不適用于某些天氣條件;由于設計過大而不能移動;由于需要兩部或更多部獨立的發射機而不能自身獨立工作或自定位;由于地面站設備中包含大功率的發射機因而容易損壞。本文介紹的地面站無源跟蹤系統是可移動式的,能自身獨立工作,無源,可在任何天氣條件下工作。
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