200hPa非地转风和非均匀层结与梅雨暴雨的关系

本文通过1991年梅雨后期，7月1—13日200hPa非地转场分析得出，梅雨期200hPa非地转风主要由积云对流动量转换形成。其次是风速平流，并通过数值试验得以证明。非地转风形成的高层辐散，可进一步使暴雨增强与维持。另外梅雨期非均匀层结对非地转风及暴雨也有较大的影响。

风速垂直切变下非均匀层结大气中重力惯性内波的稳定性

本文应用WKB方法研究了在弱非均匀层结大气中,当基本气流具有弱垂直切变时,重力惯性内波的稳定性问题.由导得的波能量方程出发,分析了风速垂直切变及非均匀大气层结对重力惯性内波波能变化率的影响.

非均匀层结下的对称不稳定

研究了非均匀层结下的对称不稳定，给出了不稳定发生的判据，并将该微分方程的特征值问题化为一个实对称矩阵的特征值问题，还取不同的层结廓线进行了数值计算。

非均匀层结大气中的重力惯性波及其激发对流的物理机制

本文用wKBJ方法求解Boussinesq近似下的重力波方程,导出非均匀层结大气中重力惯性内波的一个守恒波作用量(称为广义波作用量)。根据广义波作用量守恒原理,着重讨论了重力惯性内波在发展过程中尺度变化的规律;在适当的条件下,重力波随着其尺度的变化而可能崩溃(或破碎),从而激发对流的发展。

200hPa层结的纬向非均匀性与暴雨

通过一次暴雨过程分析发现200hPa高空急流附近纬向层结的非均匀性对高层重力惯性波的发展有较大贡献。当重力惯性波沿层结稳定度减小方向传播时,有利于暴雨的发展。

大气层结的非均匀性对重力内波波射线的影响

文中利用ＷＫＢ近似，讨论了非均匀层结对惯性重力内波和纯重力内波能量传播路径的影响，得到了波的能量密度，广义波作用密度，和广义拟能密度守恒的条件，导得了重力内波不稳定的必要条件，给出了在波的传播过程中控制波射线折射的方程，得到了两类不同的临界层，最后还利用四阶Ｒｕｎｇｅ－Ｋｕｔｔａ方法计算了不同层结分布下的波射线。

内波吸引子的数值模拟

密度稳定层结的流体中产生的内波沿着由内波固有频率、流体浮力频率等因素所确定的特征线(或内波射线)传播。边界上的反射不改变内波的频率,从而也不改变反射后的内波特征线与重力方向所成的夹角。侧边界倾斜的封闭容器内,内波能量沿特征线传播的过程中经侧壁、表面和底面的反射可能会集中在一个封闭的轨道上,形成内波吸引子。该现象已经得到水槽试验、线性理论和数值试验的验证。本文利用非线性非静压的环流模式MITgcm,模拟了二维封闭区域中(1,1)-吸引子和(2,1)-吸引子的形成过程,并讨论初值条件对它们的影响。稳定的(1,1)-吸引子其极限环两侧流速出现很强的剪切流。当减小地形的坡度时,由于线性因素的增加,吸引子的结构不变,但吸引子厚度在相空间中的收缩速度加快。对于(2,1)-吸引子,由于轨道所成的两个环中间的节点耗散了部分能量,吸引子的收敛速度较慢。节点处,流体速度始终为0,但存在强烈混合,流体浮力频率呈现振幅较大的周期变化。

Research on the Relationship between Shallow Shear Wave Velocity and Basement Structure in the Tianjin Coastal Area

Shear wave velocity is one of the important dynamic characteristics of soil layers and applied widely in aseismic engineering. In this paper, 500 drill logging data are used to make a linear interpolation based on 0. 01° x 0. 01°x lm grid. A shallow 3-D shear wave velocity structure of Tianjin coastal area is obtained. According to the data and geological background, we selected two typical velocity profiles to try to introduce and explain its relationship to basement structure. The results show that the shear wave velocity structure clearly presents the characteristic of stratification and lateral inhomogeneity. Furthermore, the difference of the shear wave structure between tectonic elements is clear and the velocity structure between the two sides of the local or border fault in the Quaternary is disturbed or affected significantly. It intuitively shows that the basement structure and fault activity of this region had good control of sedimentation development and strata formation in the Quaternary period which would have an important effect on engineering seismic and geological condition evaluation.

三层流体内潮射线的实验室研究

内潮是发生在稳定层结海洋中,由正压潮流与复杂海底地形相互作用形成的具有潮汐频率的内波,是海洋中不可忽略的一种重要波动形式。本文设计了上层强线性分层、中层弱线性分层、下层为均匀密度的非均匀密度层结,探究高斯地形激发的内潮射线在该层结下的生成、传播以及耗散特征。本实验根据粒子图像测速技术(PIV)测量的流场分布,分析内潮射线在不同层结水体中的转折角度,讨论了归一化动能和湍耗散率分布。实验结果表明,在层结流体中,当ω<N时,归一化动能分布与湍耗散率均随着ω的增大而减小。在均匀密度流体中,湍耗散率随着ω的增大而增大,随着地形的运动,地形峰两侧和底部尖端都会产生湍耗散,且两者量级相当,底层流体的湍耗散量级与中上层内潮射线湍耗散量级相近。