成都信息工程学院大气科学系李国平编写2005年1月 展,其中一个突出的研究进展是根据观测和试验提出了关于超级雷暴单体、多雷暴单体、飑线、中 尺度对流复合体(MC)等不同类型的中尺度强风暴概念模型,并且从风切变、重力波、中尺度运动 的稳定性以及中尺度系统与环境场相互作用等方面提出了中尺度天气系统的演变过程和机理。目前, 中小尺度大气动力学已成为动力气象学发展的一个重要方向。 平流层与中间层大气并不像对流层那样本身可以产生各种波动,因此若单独存在平流层与中间 层大气,则其中的大气环流只能是轴对称纬向环流。但是,许多观测资料表明,冬季平流层与中间 层大气却存在着振幅很大的行星波。60年代初以来许多研究表明:平流层准定常行星波的产生主要 是由于对流层强迫产生的行星波向平流层传播的结果。80年代初,我国学者的研究也表明:冬季准 定常行星波通过两支波导分别传播到高纬平流层和低纬对流层上层。因此,对流层大气中由于受地 形与热源强迫所产生的行星波向平流层及中间层传播,从而形成了平流层及中间层大气的行星波与 准定常扰动。在中层大气中除了有准定常行星波外,还有瞬变行星波,这些波动可能与中层大气的 正压不稳定和斜压不稳定有关。中间层顶温度在南北方向呈现出冬半球高于夏半球的反常分布,对 这一问题的物理解释大大促进了中层大气重力波的研究,从而发现上传重力波与大气潮汐波在中间 层的不稳定可以平衡反常温度分布所要求的经圈环流而产生的地转偏向力。因此,中层大气重力波 的产生机理以及传播特性等问题的研究在70年代后期得到很大发展。平流层大气环流变化有两个重 要特征,一是热带平流层下层纬向平均气流(东西风)呈现周期性交替变化,这种现象称为平流层 准两年周期振荡(QB0),这种现象的机理在通过上传罗斯贝一重力混合波、开尔文波与平流层基本 气流的相互作用得到解释。另一个是1952年德国科学家发现的冬季平流层大气温度在几天之内急剧 上升的所谓爆发性增温(SsW),1971年日本松野从动力学观点解释了这一现象的物理机制。近年来, 利用变形欧拉平均运动方程来解释爆发性増温机制的硏究也比较多,指出中高纬度平流层基本气流 由西风变成东风,为爆发性增温创造了前提条件。因此,在平流层与中间层直到热层下部,波与基 本气流的相互作用是中层大气环流产生演变的主要动力过程。 20世纪60年代初,洛伦茨对于非线性动力学的发展作出了重大贡献。他提出了在大气非线性 运动方程组的解中存在着分叉、混沌及怪吸引子等现象,他的混沌理论引起自然科学界的很大轰动 不仅推动了非线性大气动力学的发展,而且使数学、物理学,甚至生物学、工程技术、社会科学也 得到非常大的发展,这一突破性的理论有“科学的第三次革命”之称。在洛伦茨提出非线性理论系 统之前,解决科学问题要么是确定论,要么是随杋论,然而洛伦茨提岀确定论与随机论不能截然分 开,它们之间是有联系的,这无疑是科学认识的一次重大突破。气象学家把非线性动力学系统的概 念应用到大气环流的研究中,利用截谱模式硏究了非线性大气环流的演变,提出了大气运动存在着 多平衡态,即在一定外界条件下大气可能出现高指数环流,在另外一些外界条件下,大气可能出现成都信息工程学院大气科学系 李国平编写 2005 年 1 月 5 展，其中一个突出的研究进展是根据观测和试验提出了关于超级雷暴单体、多雷暴单体、飑线、中 尺度对流复合体（MCC）等不同类型的中尺度强风暴概念模型，并且从风切变、重力波、中尺度运动 的稳定性以及中尺度系统与环境场相互作用等方面提出了中尺度天气系统的演变过程和机理。目前， 中小尺度大气动力学已成为动力气象学发展的一个重要方向。 平流层与中间层大气并不像对流层那样本身可以产生各种波动，因此若单独存在平流层与中间 层大气，则其中的大气环流只能是轴对称纬向环流。但是，许多观测资料表明，冬季平流层与中间 层大气却存在着振幅很大的行星波。60 年代初以来许多研究表明：平流层准定常行星波的产生主要 是由于对流层强迫产生的行星波向平流层传播的结果。80 年代初，我国学者的研究也表明：冬季准 定常行星波通过两支波导分别传播到高纬平流层和低纬对流层上层。因此，对流层大气中由于受地 形与热源强迫所产生的行星波向平流层及中间层传播，从而形成了平流层及中间层大气的行星波与 准定常扰动。在中层大气中除了有准定常行星波外，还有瞬变行星波，这些波动可能与中层大气的 正压不稳定和斜压不稳定有关。中间层顶温度在南北方向呈现出冬半球高于夏半球的反常分布，对 这一问题的物理解释大大促进了中层大气重力波的研究，从而发现上传重力波与大气潮汐波在中间 层的不稳定可以平衡反常温度分布所要求的经圈环流而产生的地转偏向力。因此，中层大气重力波 的产生机理以及传播特性等问题的研究在 70 年代后期得到很大发展。平流层大气环流变化有两个重 要特征，一是热带平流层下层纬向平均气流（东西风）呈现周期性交替变化，这种现象称为平流层 准两年周期振荡（QBO），这种现象的机理在通过上传罗斯贝—重力混合波、开尔文波与平流层基本 气流的相互作用得到解释。另一个是 1952 年德国科学家发现的冬季平流层大气温度在几天之内急剧 上升的所谓爆发性增温（SSW），1971 年日本松野从动力学观点解释了这一现象的物理机制。近年来， 利用变形欧拉平均运动方程来解释爆发性增温机制的研究也比较多，指出中高纬度平流层基本气流 由西风变成东风，为爆发性增温创造了前提条件。因此，在平流层与中间层直到热层下部，波与基 本气流的相互作用是中层大气环流产生演变的主要动力过程。 20 世纪 60 年代初，洛伦茨对于非线性动力学的发展作出了重大贡献。他提出了在大气非线性 运动方程组的解中存在着分叉、混沌及怪吸引子等现象，他的混沌理论引起自然科学界的很大轰动， 不仅推动了非线性大气动力学的发展，而且使数学、物理学，甚至生物学、工程技术、社会科学也 得到非常大的发展，这一突破性的理论有“科学的第三次革命”之称。在洛伦茨提出非线性理论系 统之前，解决科学问题要么是确定论，要么是随机论，然而洛伦茨提出确定论与随机论不能截然分 开，它们之间是有联系的，这无疑是科学认识的一次重大突破。气象学家把非线性动力学系统的概 念应用到大气环流的研究中，利用截谱模式研究了非线性大气环流的演变，提出了大气运动存在着 多平衡态，即在一定外界条件下大气可能出现高指数环流，在另外一些外界条件下，大气可能出现