兰州城区稳定能量及其与空气污染的关系

从能量学的观点出发 ,提出了描述地面至特定高度大气层结稳定度的参数———稳定能量 ,并给出了具体计算方法。根据 1988— 1992年兰州气象站逐日 0 8:0 0 (北京时 ,下同 )的探空资料 ,计算了30 0～ 10 0 0m每隔 5 0m共 15层的稳定能量。利用同期兰州市环境监测站自动监测系统监测的兰州城区 3种主要空气污染物二氧化硫、一氧化碳和氮氧化物 (SO2 、CO、NOX)的日平均浓度资料 ,计算了地面气象要素、低空气象参数、低空风和稳定能量等气象因子与SO2 、CO、NOX 之间的相关。结果表明 :(1)用稳定能量来描述低层大气的稳定性更为合理一些 ;(2 )在诸多气象因子中 ,稳定能量与SO2 、CO、NOX 浓度之间的相关性最显著 ;(3)稳定能量的年变化规律与空气污染浓度的年变化规律基本一致 ;(4 )逐月看 ,各层稳定能量与SO2 浓度之间均为正相关 ,除 7月份以外 ,大多数层次均通过了α =0 .0

从不稳定能量触发机制探讨突发性灾害

本文通过对各种突发性灾害产生机制的分析，初步建立了不稳定能量触发机制模型，指出在实际存在的六种情况下，只有第一种（Ｍ＞Ｍ０，Ｅ＞Ｅ０，Ｎ＞Ｎ０）情况下才能发生突发性灾害。并据此提出了预报和预防突发性灾害的原则方法。

从不稳定能量角度对条件不稳定相关问题的讨论

大多数深厚的局地对流是在条件不稳定的层结中发生的,这就有必要考虑较厚气层对由底部上升气块所可能产生的总影响。从能量角度讨论了条件不稳定问题中的不稳定能量和对流有效位能,并利用观测资料、结合实例分析了单站地面湿静力能与条件不稳定中不稳定能量的关系。主要结论如下:(1)从能量观点,对对流有效位能的两种定义进行了讨论,认为对流有效位能定义为正、负不稳定能量之差时,其与动能相联系的表达式中包含了低层抬升速度,可以更全面地用于强对流天气预报,尤其是中国南方暖季的强对流预报。(2)气块从底层上升时,无论经历的是干绝热还是湿绝热过程,湿静力能守恒,所以总能量的变化就是动能的变化,等于外界合力对气块做功的大小,不存在湿静力能向动能的转换。(3)从本质上来说,单站低层湿静力能的时序变化用于对流预报的意义在于预示着正、负不稳定能量的改变,从而影响不稳定能量的值。这可以弥补由于高空探测时间分辨率较粗,不能计算逐时正、负不稳定能量的不足。

鲁中暴雨不稳定能量积累和释放的研究

利用大量历史资料，分析了鲁中地区暴雨前期能量场的特征和垂直结构，发现“交替型”的大气能量结构是一种重要的大气蓄能形式；同时用天气动力学理论分析了不稳定能量的触发机制，强调指出了触发系统的动力学特征和三维空间属性．

2004.5.3暴雨的高分辨不稳定能量分析

分析了江西省2004年5月3日的暴雨过程中，850-500hPa有限区域内不稳定能量的水平分布情况，发现在提高不稳定能量的分辨率后，可以弥补以往稳定度指数空间分辨率不足的缺陷。且其能量高值中心对强降水落区预报有非常好的指示意义。

一种大气湿不稳定能量预报指数

本文在分析θ_se值的垂直分布廓线的基础上,提出了一种能清楚地解释对流运动强弱的指数——湿不稳定能量指数Cm;并用广州、海口两地1979～1983年5月份10层的温度、露点等要素,作实际计算和分析,发现大气对流层中存在5种类型对流形势,并初步分析了不同的对流形势下的Cm值与降水的关系。

高分辨不稳定能量的实时计算显示及应用

介绍了高分辨不稳定能量的算法。用该算法实现的实用程序能计算出每个地面站每小时的高分辨不稳定能量、地面假相当位温、抬升凝结高度等,并能在福建地图上显示出来。个例分析显示:在高分辨不稳定能量正高值区或其下游,若短时内(未来3 h内)有对流回波产生或经过,则将会发展,其值越大,天气越强;而地面假相当位温分布图能细致表现能量分布及地面冷空气的活动。

北京地区“7.21”特大暴雨不稳定能量诊断分析

利用常规气象观测站、地面加密自动站及NCEP再分析资料对2012年7月21日北京地区特大暴雨(简称"7.21"过程)不稳定能量进行诊断分析。结果表明:北京地区"7.21"暴雨过程中西南低空急流对水汽和不稳定能量的输送使对流有效位能迅速增加;暴雨发生时假相当位温的垂直分布几乎与等压面垂直,暴雨过程中伴有大量的凝结潜热释放,对对流层中层起到加热作用,甚至出现了位势稳定的情况。单站探空资料的分析表明,低层存在明显的逆温层,有利于前期不稳定能量的积累;暴雨发生前对流有效位能达2089 J·kg-1,能量平衡高度为160 h Pa,正超能的分析也表明北京地区"7.21"过程为特大暴雨的能量特征。当强度为1.2×10-4s的气旋性涡度靠近北京地区时,有利于不稳定能量的释放。

T-lnP图的制作及一些稳定度指数不稳定能量的计算

本文对 T- ln P图 (即埃玛图 )的制作及一些稳定度指数和不稳定能量的计算进行了较为详细的说明 ,并进行了实际验证。表明用计算机进行温度对数压力图的制作 ,不仅方便快捷准确 。

不稳定能量对四川盆地春季强对流天气的高分辨诊断

强对流天气(如强雷暴、冰雹、大风)是四川盆地春季经常出现的灾害性天气,常给国家财产和人民生活带来重大损失。它具有尺度小,落区变化大,前期征兆不明显等特点,是预报工作中的一大难题。本文采用位势厚度差和二次曲面拟合的方法计算地面测站上空的不稳定能量,用此时空分辨率较高的不稳定能量水平分布对强对流天气个例进行诊断分析,我们初步发现了不稳定能量水平分布与强对流天气发生、发展及落区的内在关系和规律,为实际工作中对灾害性天气的短时预报和监测提供了一种有效的方法和依据。

用不稳定能量对稳定度的高分辨诊断作暴雨的分片预报

用稠密的地面观测资料参与计算空气绝热上升过程中释放的不稳定能量,提高对稳定度水平分布的分辨率。分析表明:不稳定能量的水平分布与暴雨落区有较好的关系,进而将这一方法用于暴雨分片预报。

湖北省不稳定能量分布图填图软件的研制

在暴雨分片预报研究过程中,不稳定能量的分布与暴雨的分布有很明显的关系,但目前尚无现存的不稳定能量分布图打印软件,要得到一张不稳定能量分布图,需要进行大量的数据处理和统计计算,只有依靠计算机才有可能实现。因此。

盛夏局地不稳定能量暴雨预报的诊断分析

该文选取25-35°N、104-120°E指标站成都减长沙8：00 500 hPa高差之和≤-2,作为东高西低指数,普查2003—2007年7—8月资料,暴雨过程前24 h为＂东高西低＂占82.1%,经2008年7月使用,暴雨预报的效果较好。

修正相场晶体(MPFC)模型的二阶无条件能量稳定数值格式

本文研究修正的相场晶体(MPFC)方程的二阶无条件能量稳定数值格式.首先,利用标量辅助变量(SAV)法和二阶向后欧拉(BDF2)公式,得到了一个数值格式;其次,给出了能量耗散定律,严格证明了该数值格式是质量守恒的,唯一可解的,无条件能量稳定的;最后,通过数值实例验证了格式的精度和稳定性.

不可压缩磁流体方程的全解耦和无条件能量稳定格式

提出了一个一阶线性、无条件能量稳定、全解耦格式来求解非线性耦合的磁流体方程。该格式基于鞍点系统的压力投影方法,非线性耦合项隐式-显式处理和引入稳定项来稳定磁场与速度场解耦计算进行构造。该格式将磁流体动力系统转化为几个线性椭圆型问题求解,具有高效、易实现、稳定等优点。同时证明了格式的时间半离散形式和全离散形式都是无条件能量稳定的。最后,通过几组数值实验验证了格式的稳定性和收敛性。

非线性BBMB方程能量稳定有限元方法高精度分析

文章主要研究非线性Benjamin-Bona-Mahony-Burgers(BBMB)方程的能量稳定全离散有限元格式的高精度分析。首先,证明了后向Euler全离散格式的能量稳定性,得到了H1模意义下有限元解的有界性。其次,利用上述有界性和Brouwer不动点定理证明了离散问题解的存在唯一性。再次,利用协调双线性元的特殊性质,得到了相应的超逼近和整体超收敛结果。最后,通过数值试验验证了理论分析的有效性。

二维半线性波动方程的能量稳定的Galerkin方法超收敛分析

文章研究了一类半线性波动方程的能量稳定的全离散Galerkin方法的超收敛误差估计。首先,分析了数值格式解的唯一性和稳定性。其次,利用矩形网格上双线性元的特殊性质以及插值算子和Ritz算子在H1-范数下的超逼近的估计,得到了超逼近的结果。再次,借助于插值后处理技术得到了H1-范数下的全局超收敛的结果。最后,通过数值实验验证了理论分析的正确性。

电荷输运相场模型二阶、线性、解耦、能量稳定的数值格式

本文对电荷输运相场模型构造了一种新的二阶精度、 线性、 解捐、 无条件能量稳定的时间步进数 值格式。 首先,通过引入一个具有零能量贡献特征的常微分方程处理非线性捐合项。 其次,结合 标量辅助变量法处理 Cahn-Hilliard 方程中非线性势函数。 时间离散采用二阶向后差分公式,我 们严格证明了该格式下的无条件能量稳定性,并给出详细的解捐实现过程。 最后,通过几个数值 实验验证了所提出方案的准确性和有效性。

近20年青藏高原闪电活动特征及其与对流不稳定能量的相关性分析

利用NASA提供的LIS/OTD格点资料,分析了中国青藏高原地区近20年闪电的时空分布特征及其与对流不稳定能量CAPE之间的关系。结果表明:从1996至2013年,青藏地区闪电年际变化平缓,年均密度为2.6flash/(km^2·year)。闪电主要发生在春夏季,秋冬季节很少。特殊的地理条件和气候使得该地区的闪电密度明显小于中国同纬度其他地区。闪电密度和对流不稳定能量年变化均呈现为准正态分布且具有较好的时空一致性,高原中部地区两者的相关性最佳,相关性系数为0.84。高原单位CAPE的闪电频数大于低海拔地区,这表明高原对流不稳定能量转化为雷暴天气并导致发生闪电的效率更高。

修正的晶体相场方程的无条件能量稳定数值格式

针对具有周期边界条件的修正的晶体相场方程,本文构建一个线性、二阶、无条件能量稳定的时间半离散数值格式,通过引入拉格朗日乘子处理非线性项,使用Crank-Nicolson方法进行时间离散,依次证明该数值格式的唯一可解性、无条件能量稳定性及在时间上的二阶无条件收敛性,最后通过数值算例对该格式的有效性进行验证.