用自然边界元法计算位势问题的近边界位势梯度

在二维位势问题中,位势导数场边界积分方程通常衍生出超奇异积分问题。通过新边界变量的替换消除了常规的位势导数边界积分方程中超奇异积分,推导出以位势梯度为边界量的自然边界积分方程。在常规的位势边界积分方程执行后,采用自然边界积分方程的边界元分析比常规边界元法得到更加准确的近边界位势梯度;算例显示了自然边界元法的有效性。

具浓度相关迁移率和梯度相关位势的一维Cahn-Hilliard方程

利用Leray-Schauder不动点定理证明一类具浓度相关迁移率和梯度相关位势的一维Cahn-H illiard方程古典解的存在性,并利用共轭法证明了相应问题解的惟一性.在一维情形下推广了已有的关于具常迁移率和梯度相关位势的Cahn-H illiard方程初边值问题的结果.

三维位势问题Legendre级数基本解误差分析

对三维位势及位势梯度Legendre级数基本解进行了研究.利用Legendre函数性质和近远场划分准则,推导出位势及位势梯度基本解的截断误差表达式,并分析了有关截断指标对计算精度和计算效率的影响.

一次极端暴雨过程低空急流变化机制分析

2021年7月19~21日河南极端暴雨伴有显著的低空急流活动。本文利用ERA5(Fifth Generation of ECMWF Reanalyses)数据,采用等压坐标系水平运动方程、动能方程和位势高度梯度方程分析影响低空急流发展的关键物理因素。分析表明,低空急流中心首先从郑州附近925 hPa发展起来,然后垂直倾斜地向西北方向发展增强,中心位置先后抬升到850 hPa和700 hPa。低空急流纬向风和经向风局地变化主要受位势高度水平梯度的影响。郑州西侧山区存在位势高度低值系统,郑州东北侧平原地区为位势高度高值区,二者在郑州附近产生显著的纬向梯度力,与纬向东风耦合做功,驱动低空急流动能增长。位势高度这种异常分布主要与地表位势高度和近地层虚位温垂直积分有关。位势高度纬向梯度方程计算表明,垂直速度纬向梯度引起的位温垂直平流和非绝热加热纬向梯度项是导致位势高度纬向梯度局地变化的主要强迫项。总体上,近地面层山区相对低温区和平原地区相对高温区对低空急流发展演变有重要影响。

热带气旋大风风圈半径非对称性特征及成因简析

为进一步完善热带气旋大风风圈的分析和预报业务,利用中央气象台(NMC)发布的热带气旋报文资料、ERA5再分析资料,研究了2015年6月30日至2020年12月31日热带气旋最大强度时的7、10和12级风圈的非对称性特征及成因。统计结果表明:热带气旋的7级风圈半径非对称性最大,10级次之,12级最小;非对称分布热带气旋的7、10和12级风圈最大半径大多分布在东北、东南和西北象限;同一热带气旋的7级和10级风圈最大半径大多分布在相同的象限。将7级风圈单一象限分布的热带气旋与多象限分布的热带气旋各按象限分布分成4类,分析4类7级风圈单一象限分布的热带气旋生成季节、地面10 m风特征及风圈非对称分布的成因发现:各类热带气旋具有明显的季节特征;地面10 m风场呈不对称分布;风圈非对称分布与西太平洋副热带高压、西南气流及地面冷高压等天气系统与热带气旋的相互作用造成的各象限位势高度梯度非对称分布密切相关。

基于VAR-SSM模型的突发事件舆情圈层扩散内生影响研究

[目的/意义]为了探索位势梯度、情感共轭与圈层扩散之间动态影响机制,对网络空间中的信息进行分类和定级,实现危机信息的差异化监控与治理。[方法/过程]本文采用向量自回归、状态空间模型及时间序列模型对位势梯度、情感共轭及圈层扩散之间关系进行分析。[结果/结论]研究发现:1)位势梯度及情感共轭的每次冲击对圈层扩散产生滞后性影响,在整个过程中呈现右偏态分布特征。2)位势梯度及情感共轭对圈层扩散波动的贡献率均较大。3)位势梯度与情感共轭对圈层扩散的边际影响变化呈倒U形抛物线特征,且均较大。4)位势梯度、情感共轭与圈层扩散之间的相互影响效应在不同人口统计学群体间存在差异。

波射线理论在大气正压不稳定中的应用

应用球面上Rossby波射线理论初步探讨了基本流为急流的大气中正压扰动的动力学行为,对正压不稳定的条件进行了再思考,指出存在一个准地转位势涡度梯度bM的负区,在这个区域中向北传播的扰动振幅增长很大,为扰动发展的不稳定区,此外扰动能量无法穿越β_M=0的线,据此称之为陷波线.在90°E,20°N给定一个初始扰动,应用包含急流的理想风速廓线分析指出,对于非定常波,扰动的行为依赖于初始的纬向波数k和经向波数l.k值较小的大气长波经向传播范围大,向北传播容易被陷波线捕获,而尺度较小的短波不能到达陷波线,因此能够在西风中南北振荡并向下游传播.对k=1,l=8的大气长波,向北传播时波能量增加,在急流以北波能量达到最大值,当靠近陷波线时能量迅速减小,最终在陷波线中能量衰减为零.向北传播时波能量的增大,意味着扰动从急流以南的基本风场中获得的能量传到急流以北,在陷波线附近能量又还给了基本流,完成了大气中能量的南北输送.进一步计算了1和6月500 hPa上实际纬向风速廓线下扰动能量的传播,其结果大体和理想基流的结果相同,不同之处在于冬季低纬度向南的扰动容易被东风带阻挡,不能传播到南半球;而夏季低纬非定常扰动可以穿越东风带到达南半球,并且在东风带中形成西传的波动.