基于探空秒级数据的济源市对流层风场特征

利用布设于河南省济源市的新一代L波段高空气象探测雷达2007年1月至2020年12月间采集数据,分析研究济源市对流层风场特征。结果表明:济源市10000 m以下平均风速随高度单一增加趋势冬季相对剧烈,夏季相对平缓。1月开始各层特别是1000 m以上对流层水平风速逐渐减小,即大风区所在高度不断抬升,6-9月是各层风速相对较小的月份,自10月开始各层风速逐渐增大,大风区所在高度不断下降。对流层内10 m·s^(-1)以下的风速占比随高度均呈单一减少趋势,10 m·s^(-1)<风速≤20 m·s^(-1)的占比随高度变化呈先增后减的梭形,且最大占比所在高度层具有春季抬高、夏季最高、秋季下降、冬季最小的演变特征。30 m·s^(-1)以上的大风占比随高度呈单一增加趋势,但大风出现高度、增加速率和各层占比在各季表现不同,夏季出现高度最高且占比最少,春、秋季次之,冬季出现高度最低、增加速率最快且各层占比最多。济源市大陆性季风气候特征显著,对流层中高层全年主流风向以西风、西北风为主,低层1月以西北风为主,自2月开始主流风向由低到高顺时针偏转,6-7月东风占据主流风向且偏转高度达到最高,8月开始主流风向由高到低逆时针回转,11月整层重新转回西北风,这种状况一直维持到翌年1月。

全球变暖背景下气候内部变率导致热带辐合带移动的不确定性

基于两套模式的大集合试验结果,评估了气候内部自然变率对热带辐合带(ITCZ,Intertropical convergence zone)未来南北移动的影响。研究发现,模式间ITCZ的移动差异源自中高纬度的外强迫模拟差异,而气候内部变率主要通过热带过程调控ITCZ的位置变化。在通用地球系统模式大集合(Community Earth System Model Large Ensemble,CESM-LE)试验中,厄尔尼诺-南方涛动(El Nino-Southern Oscillation,ENSO)振幅变化的自然变率会通过中等和极端厄尔尼诺降水的非线性信号调制ITCZ的移动幅度,而在MPI-GE(the Max Planck Institute Great Ensemble)试验中,ITCZ的位置变化主要与大西洋海温梯度信号异常有关,相较而言ENSO振幅对ITCZ的影响很有限。总体而言,全球变暖背景下由于内部自然变率引起的ITCZ南北移动不确定性幅度能解释未来预估模式间的差异约为20%,但对ITCZ移动的模拟不确定性有贡献。

非线性平流方程差分格式的稳定性分析

非线性计算稳定性是计算数学、计算物理中的一个重要问题。本文以一维非线性平流方程为模型，给出一个较普遍的差分格式（以往若于常见平流格式均为其特例），对格式进行定性和定量的稳定性分析与比较，总结出若干容易出现非线性计算不稳定的情况，特别强调了非线性计算稳定性与非线性发展方程解的性质和格式构造及初值形式的依赖关系，从稳定性的启发性分析侧面，揭示了非线性计算不稳定的特性和机理。