JMAGCM模拟的大气角动量函数Ⅰ.季节性分量(英文)

大气角动量(AAM) 变化和地球自转变化密切相关,它们可应用于全球环流模型的检验.根据日本气象厅全球环流模型的输出数据计算出AAM 函数,将AAM 函数的模拟值与它的观测值以及地球自转变化序列相比较,来检验该模型对大气角动量的模拟.限于篇幅,仅给出AAM 函数的季节性分量模拟的结果.对于半年项,轴向AAM 函数的气压项和风项的模拟值都偏高,赤道向AAM 函数的气压项和风项很小,因而未予考虑;对于周年项,轴向AAM函数气压项的模拟值偏低,而赤道向AAM 函数气压项的模拟值偏高,轴向AAM 函数的风项模拟得最好,而赤道向AAM 函数的风项模拟得较差.总之,高精度的天文观测的地球自转系列可以作为全球环流模型检验的一种重要参考依据.

基于有效角动量函数的多参数极移预报

极移的变化与多种激发息息相关,这些激发包括大气表面压力和大气风、海底压力和洋流、陆地水分布以及气候变暖导致的海平面变化,并且可以通过有效角动量函数来估计.在极移预报中,通过刘维尔方程融合有效角动量函数,并利用最小二乘与自回归组合的方法进行拟合及外推,同时,对自回归模型的可调节参数设置更多的选择,在不同的极移预报阶段,对于不同分量的预报匹配更优的参数,有效地提高了极移的预报精度.在441次1-90 d的极移预报实验中,短中期的预报改善更为明显,在1-6 d和7-30 d的极移X预报结果中,分别有56.9%和53.5%优于国际地球自转服务(International Earth Rotation Service,IERS)的预报;在1-6 d和7-30 d的极移Y预报结果中,分别有66.5%和59.7%优于IERS的预报.整体上,极移Y的预报精度比极移X的预报精度有更多的提升,以IERS的地球定向参数(Earth Orientation Parameters,EOP)产品EOP 14 C04(IAU2000A)为参考,极移X预报在第1 d、第5 d的MAE(Mean Absolute Error)与IERS预报相比分别降低了2.6%和33.0%,极移Y预报在第1 d、第5 d的MAE与IERS预报相比分别降低了20.8%和49.0%.

基于地球流体有效角动量函数的UT1分段预报

世界时UT1的变化受到大气、海洋、陆地水圈等多种激发因素的影响,这些激发因素可以由地球流体有效角动量函数EAM(effective angular momentum)描述。基于德国地学研究中心地球系统建模小组ESMGFZ(Earth System Modeling at GeoForschungsZentrum)的有效角动量函数和国际地球自转和参考系服务IERS(International Earth Rotation and Reference Systems Service)的EOP(Earth orientation parameters)数据,使用最小二乘法LS(least square)和自回归模型AR(auto regression)方法,通过一系列实验,参数搜索,最终,针对不同的预报跨度,采用不同的参数对世界时UT1进行预报。在2019年至2021年进行的495次预报实验中,对比IERS的预报结果,在未来第6天,第30天,第90天,平均绝对误差MAE(mean absolute error)分别降低了0.0874 ms,0.4999 ms,1.4764 ms,提升分别为37.43%、14.72%、11.82%;对比传统LS+AR的预报结果,在未来第6天,第30天,第90天,MAE分别降低了0.6315 ms,1.1347 ms,2.3761 ms,提升分别为81.21%、28.15%、17.74%。

超球空间中广义角动量波函数(英文)

利用复变函数及高级超越函数的性质 ,得到了多维超球空间中广义解动量波函数的完备集 ,给出了多维超球空广义角动量的本征值 。

大气、海洋和地表水对地球自转季节变化的激发——数值模式结果和观测结果的比较

采用国际大气模式比较计划(AMIP Ⅱ)模式的大气和地表水数据,结合美国麻省理工学院(MIT)的海洋环流模式,探讨了大气、海洋和地表水对地球自转季节变化的激发,通过分析1985～1995年AMIP Ⅱ、美国环境预报中心(NCEP)和日本气象局(JMA)的大气角动量函数变化,发现90°E方向的模拟要好于格林威治方向的结果,采用BP算法的AMIP Ⅱ大气相对角动量函数更接近NCEP基于四维同化观测分析数据的结果;轴向大气激发函数与速率激发函数在量级上符合得最好,说明在全球纬向风场的模拟上AMIP Ⅱ模式比较成功;AMIP Ⅱ模式陆地水与观测陆地水之间存在差别,海洋角动量函数变化在周年尺度上有效地弥补了测地激发函数与大气激发函数之间的差异。

量子N体系统的广义径向方程

介绍一种精确的方法 ,在质心坐标系中 ,把量子 N体系统的整体转动自由度和内部运动自由度完全地分离开来 .对于确定的轨道角动量状态 ,找到了一组完备且独立的角动量本征函数基 ,它们是坐标分量的齐次多项式 ,且满足 Laplace方程 .系统中的任何角动量本征函数都可以用这组函数基展开 ,组合系数只依赖于内部变量 ,称为广义径向函数 .可以简单且明显地推导出广义径向函数所满足的广义径向方程 .函数和方程式都只依赖于 (3 N- 6 )个内部变量 ,而且个数是有限的 .

有关近代物理学教学的几个问题

本文就“近代物理学”教学中一些难于为初学者理解的问题,在教材的分析和处理上,提出了个人的看法,旨在破除“近代物理”难教难学的错觉。

Pseudo-Classical Partition Function of Spin One-Half Derived by Coherent State Method

Using the bosonic coherent state representation and the Schwinger bosonic operator realization of angular momentum we find the formula for the quantum Hamiltonian H =iaiUijUjl a1 for SU（2） rotation U, in this way we further specify the angular velocity w, iUU = （1/2）σ·ω, where σ is the Pauli matrix. Though the spin as a quantum observable has no classical correspondence, we may still mimic it as a rigid body rotation characterized by 3 Euler angles, and calculate its Pseudo-classical rotational partition function of spin one-half.