孤立波理论在非线性大尺度大气动力学中的应用

基本信息
批准号:11775047
项目类别:面上项目
资助金额:56.00
负责人:刘萍
学科分类:
依托单位:电子科技大学中山学院
批准年份:2017
结题年份:2021
起止时间:2018-01-01 - 2021-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:张顺利,杨健君,张华斌,夏亚荣,任睿超,王亚雄,汪江浩
关键词:
可积系统对称性孤立子理论
结项摘要

Large scale atmospheric motion is the main movement that affects a wide range of weather, including atmospheric long waves, blocking high pressure and large cyclones, which can lead to severe large scale weather anomalies and meteorological disasters. Large scale atmospheric dynamics is an important part of atmospheric science, which is based on the physical laws and mathematical methods. Since the solitary waves theory has been put forward, a lot of effective theoretical analysis methods have been developed, and then the solitary waves theory becomes an important branch of nonlinear science. Solitary wave theory will be applied to research large scale atmospheric dynamics in this project. Firstly, by means of theoretical analysis, we will reserve important nonlinear terms and construct nonlinear large scale atmospheric dynamics theoretical model. Secondly, theoretical analysis and numerical simulations will be carried out on the large scale atmospheric dynamics theoretical model, and the analytical solutions and numerical solutions will be obtained. Lastly, Combining the theoretical analysis and the analysis of meteorological data, we will discuss the essential physical laws of large scale atmospheric motion and the influence mechanism of various meteorological factors. In this project, the solitary waves theory is applied to the research of large scale atmospheric dynamics, theory analysis, numerical simulation and data observation are combined to investigate the occurrence, development and steady state properties of large scale atmospheric dynamical systems. This project is aimed at providing inspiration for medium and long term disastrous weather and climate prediction, and has important social significance.

大尺度大气运动是影响大范围天气的主要运动,包括大气长波、阻塞高压和大型气旋等,可导致严重的大范围天气异常和气象灾害。大尺度大气动力学是从物理的观点用数学的方法来研究大尺度大气运动与天气现象的科学,是大气科学的重要内容。孤立波理论自提出以来,发展出许多行之有效的理论分析方法,成为非线性科学的重要分支。本项目拟将孤立波理论应用到大尺度大气动力学的研究中:(1)通过理论分析,保留重要的非线性项,构造非线性大尺度大气动力学理论模型;(2)对大尺度大气运动理论模型进行理论分析和数值实验,得到其解析解和数值解;(3)结合气象数据进行资料分析,探讨大尺度大气运动的本质规律及各种气象要素的影响机制。本项目将孤立波理论应用到大尺度大气动力学的研究中,把理论分析、数值模拟和资料观测等多种研究手段结合起来探讨大尺度大气动力系统的发生、发展和稳态性质,旨在为中长期灾害性天气和气候预测提供启示,具有重要的社会意义。

项目摘要

大尺度大气运动是影响大范围天气的主要运动,包括大气长波、阻塞高压和大型气旋等,可导致严重的大范围天气异常和气象灾害。大尺度大气动力学是从物理的观点用数学的方法来研究大尺度大气运动与天气现象的科学,是大气科学的重要内容。孤立波理论自提出以来,发展出许多行之有效的理论分析方法,成为非线性科学的重要分支。本项目将孤立波理论应用到大尺度大气动力学的研究中,具体研究了以下内容:(1)建立非线性大尺度大气运动理论模型,探讨大气大尺度运动模型的各种性质;(2)对大尺度大气动力学方程进行小参数展开,建立非线性大尺度大气准地转运动理论模型,和非线性大尺度大气竖直运动模型,并对模型进行性质分析;(3)研究了三个大气流体模型的性质;(4)追踪孤立子理论的最新研究进展,拓展孤立波理论在材料科学领域的应用。本项目将孤立波理论应用到大尺度大气动力学的研究中,探讨了大尺度大气动力系统的发生、发展等性质,为中长期灾害性天气和气候预测提供启示,具有重要的社会意义。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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