摘要：本文简要综述了三十多年来中科院大气物理所发展的一些地球流体力学数值方法及有关问题的研究。其中包括用物理观点和数学分析相结合的方法阐述造成计算紊乱和计算不稳定的机理 ;论证计算稳定性与算子非负性和能量守恒性之间的密切关系 ;对国际上流行的瞬时能量守恒的格式找到非线性计算不稳定的特解 ;设计出一批内部协调并且具有完全平方守恒性的差分格式 (包括隐式的、显式的和高精度的 ) ;发展了多种经济省时算法等等。

摘要：本文在年平均环流数值模拟基础上,用季节变化的大气强迫场又积分了12年,并对由模拟得到的太平洋海面起伏、洋流、温度、海表热通量和上层热储存率等的季节变化特征作了较为详细的阐述和与已有观测结果进行了比较,事实证明,模式基本上模拟出了观测到的太平洋大尺度环流基本特征及其季节变化,证实基于理论考虑设计的IAP OGCM模式具有较好的性能和对实际环流的模拟能力,有些结果并优于国外一些具有同等分辨率的海洋模式。

摘要：本文旨在探讨条件非线性最优扰动(CNOP)方法在陆面过程模式的参数优化工作方面的扩展应用.使用通用陆面模式(CoLM)和CEOP地面基准站——吉林通榆站退化草地2006年生长季的资料,针对土壤颜色、砂土比例和叶面积指数等关键模式参数,使用感热通量、潜热通量和浅层土壤温湿度作为检测变量,设计了单参数和多参数优化试验.结果表明,CONP扩展方法得到的优化参数提高了CoLM对检测变量的模拟能力,并且多参数的优化结果明显优于单参数的优化结果,在模式模拟偏差较大的土壤湿度方面改进尤为显著,此外,使用了差异进化算法(DE)作为优化算法的CNOP扩展方法还具有编程简单,可移植强,收敛速度快等特点,使得CNOP扩展方法在陆面过程模式参数优化工作方面表现出极强的应用和发展潜力.

摘要：在文献[1]的基础上,本文设计了一个风暴潮数值模式,并讨论了在近岸海洋动力学计算中具有普遍意义的开边界问题.所用的计算格式在有开边界和不规则海岸边界的情形下,仍能较好地保持原海流问题的质量和能量变化关系,因而具有较好的计算稳定性和计算精度.本文计算了“7203”号和“8509”号台风暴潮,并与实况相比较,所得计算结果图象清晰地再现了渤海这两次台风增水过程的基本特征.

摘要：以球面正压浅水方程显式能量守恒格式的设计为例,在不失动力学方程物理意义的情况下,给出南北极网格点上速度的表达式,以及其预报方程的差分格式.克服数学意义上的极点奇异问题,直接预报极点速度.数值试验表明,此方法简单易行,能合理描述极点速度及其变化.

摘要：本研究首先对当今常用的冻土模式进行了改进。以土壤总焓和土壤水总质量替代原来的温度和体积水含量作为方程预报量,使冰水相变速率项变为诊断量,避免了原冻土模式计算过程中由于冰水相变速率项预估的误差造成计算过程中的温度偏差。同时对该新形式模式所发展的诊断量方程组设计了合理省时的数值计算方案。实验表明,改进后模式的模拟结果与观测值有较好的吻合。此外,分析比较了目前常用的3种冻融方案的理论基础及模拟结果,发现基于热力学平衡态推导得到的包含土壤水势影响的参数化方案能很好地模拟土壤的冻融变化过程,不同的冻融方案会对土壤内的温度、水量及表面的感热和潜热模拟结果产生较大的影响。

摘要：研究了一个海-气振子的非线性耦合系统的模型.利用变分迭代原理,首先构造了相应的一组泛函.其次选取其Lagrange乘子.再用广义变分迭代方法得到了海-气振子模型一组解的近似序列.

摘要：本文设计了一个有地形、强迫源和摩擦耗散的球面正压低阶模型来研究大气平衡态的动力特征。在相空间中,存在各平衡态共存的非线性作用曲面、角动量平面和强迫耗散球面。多平衡态的共面特征反映着大气运动的全局行为。指出大气运动的非线性特征只为多平衡态的存在提供可能性,但不提供必然性。动能和位涡拟能的分析表明,不同平衡态处在不同的能级,具有不同的拟能态,在相空间上位于不同的能量球面上。了解各态间的动力差异有助于理解大气运动向定常态收敛和产生振荡的物理原因。这将在第Ⅱ部份深入讨论。

摘要：利用气候模式F-GOALS的大气谱分量SAMIL,设计了有、无欧亚地形的对比试验.通过分析其高度差异、流场差异、降水差异和温度差异得到欧亚地形对不同季节大气环流影响的特征.结果表明,欧亚地形对大气环流和气候的影响随季节变化而变化,基本可分为冬季型(11月～次年4月),夏季型(6～9月)及转化型(5月,10月),在中高纬高低层呈相当正压结构.冬季型高度差异以35°N和100°E为界,在北面呈西高东低,南面呈西低东高.夏季型在西太平洋地区为北高南低,在大陆上空为上正下负.850hPa流场差异场的冬季型在西太平洋北/南部为气旋式/反气旋式环流,在大陆上以'青藏高原(TP)偶极流型'为主要特征;夏季的副热带以环绕青藏高原的气旋性环流和西太平洋的反气旋环流为主要特征.地形强迫的冬半年'TP偶极型'加强了冬季西伯利亚冷空气活动,形成了江南的春雨和华南的早汛期降水.地形强迫的夏季流型形成了孟加拉湾-青藏高原中东部的强降水差异,使东亚降水向北伸展,并引起亚洲降水分布的调整.

摘要：研究了一个赤道Kelvin波的方程.利用变分迭代解法,得到了其近似解.变分迭代方法是一个解析方法,得到的解还能够继续进行解析运算.