郭曉嵐 - 簡介
華裔美籍氣象學(xué)家。1915年1月7日生于中國河北滿城。1937年清華大學(xué)畢業(yè)。1940年考取浙江大學(xué)史地研究所涂長望先生的研究生,1943年碩士畢業(yè)后回到氣象研究所工作，1945年赴美國芝加哥大學(xué)學(xué)習(xí)，1945年赴美。1948年獲美國芝加哥學(xué)博士學(xué)位，1962年以后任該校教授。他在博士論文《正壓大氣二維無輻散流的動(dòng)力不穩(wěn)定性》中給出的“正壓不穩(wěn)定性判據(jù)”（見大氣動(dòng)力不穩(wěn)定性）為國際上普遍接受。1965年提出積云對流參數(shù)化方案，1974年對它進(jìn)行了修正。這個(gè)方案被廣泛的應(yīng)用，并在以后的數(shù)值天氣預(yù)報(bào)和動(dòng)力氣象學(xué)文獻(xiàn)中，統(tǒng)稱為“郭氏參數(shù)化方案”。
此外，郭曉嵐對大氣環(huán)流、斜壓動(dòng)力不穩(wěn)定性、熱帶氣旋的生成、大氣和地表的相互作用、大氣輻射等大氣動(dòng)力學(xué)問題進(jìn)行多方面的研究，由于他在大氣動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)研究中的成就，1970年獲美國氣象學(xué)會(huì)羅斯比研究獎(jiǎng)?wù)�。他的主要論文還有：《斜壓緯圈氣流中的三維擾動(dòng)》（1952）、《大氣中的強(qiáng)迫經(jīng)圈環(huán)流和自由經(jīng)圈環(huán)流》(1956)《對流性渦旋和其眼生成的動(dòng)力學(xué)》(1959)、《環(huán)型對流和非線性熱傳遞方程的解》(1961)和《一個(gè)準(zhǔn)一維的考慮對流凝結(jié)加熱和混合作用的積云模式的參數(shù)化》(1980)。
郭曉嵐 - 經(jīng)歷
1912年1月27日，出生于中國河北滿城縣張辛莊村。因家境貧寒，中等教育完成后便回家務(wù)農(nóng)。1929年夏，以優(yōu)異成績考入保定第二師范學(xué)院。
1932年，考入清華大學(xué)數(shù)學(xué)系。1933年，轉(zhuǎn)入清華大學(xué)地球物理系。1937年，畢業(yè)于清華大學(xué)，獲得理學(xué)士學(xué)位。后就讀國立浙江大學(xué)，師從中國氣象學(xué)宗師竺可楨，于1942年獲得理碩士學(xué)位。1945年赴美國留學(xué)，就讀于芝加哥大學(xué)，師從芝加哥大學(xué)氣象學(xué)派創(chuàng)始人，國際氣象學(xué)泰斗羅斯比教授（Carl-Gustaf Rossby）。1948年獲得芝加哥大學(xué)地球物理哲學(xué)博士。
后在麻省理工學(xué)院颶風(fēng)研究中心擔(dān)任高級(jí)研究員，并最終升任中心主任。1962年，回芝加哥大學(xué)任教，擔(dān)任地球物理學(xué)教授。
1970年獲美國氣象最高榮譽(yù)獎(jiǎng)－羅斯貝獎(jiǎng)。他學(xué)識(shí)淵博，成績卓著，在氣象界諸多領(lǐng)域做出了創(chuàng)造性的成績。曾4次(1973、1979、1986、1992年)應(yīng)中國科學(xué)院邀請回國講學(xué)或參加學(xué)術(shù)性會(huì)議。1979年，郭曉嵐的《大氣動(dòng)力學(xué)》(江蘇科學(xué)技術(shù)出版社出版)一書供氣象、海洋研究人員、高校有關(guān)教師學(xué)習(xí)參考，他還兼任“中央研究院”院長。2006年5月6日郭曉嵐院士在芝加哥逝世，享壽91。
郭曉嵐 - 成就
1970年，獲美國、國際氣象學(xué)界最高榮譽(yù)獎(jiǎng)—羅斯比獎(jiǎng)?wù)隆?/p>
學(xué)術(shù)成就
一、大氣動(dòng)力學(xué)
郭曉嵐對大氣動(dòng)力學(xué)方面的貢獻(xiàn)，包括大氣不穩(wěn)定理論，大氣環(huán)流形成和大尺度熱力環(huán)流理論，中尺度對流動(dòng)力學(xué)和渦旋動(dòng)力學(xué)理論，低緯和熱帶動(dòng)力學(xué)理論以及地氣相互作用動(dòng)力學(xué)理論等。
1、大氣不穩(wěn)定理論
郭曉嵐有關(guān)大氣不穩(wěn)定理論的論文有很多。他研究了“正壓大氣中兩維無輻散流的動(dòng)力不穩(wěn)定”，指出當(dāng)強(qiáng)西風(fēng)氣流隨緯度變化時(shí)，沿強(qiáng)西風(fēng)運(yùn)動(dòng)且相速度在西風(fēng)最大和最小速度之間的普通波長的波動(dòng)和氣旋波可能會(huì)發(fā)生不穩(wěn)定。當(dāng)波動(dòng)為不穩(wěn)定時(shí)，在最小絕對渦度點(diǎn)以南的槽線由東南向西北傾斜，在最大渦度點(diǎn)以北的槽線由西南向東北傾斜。在“熱帶大尺度擾動(dòng)的不穩(wěn)定理論”研究中，郭曉嵐解釋了熱帶對流層和低層平流層中探測到的幾種大尺度波動(dòng)的存在原因。即波狀擾動(dòng)處于熱帶大氣中條件性不穩(wěn)定的輻合場中，并有源源不斷的地面蒸發(fā)提供水汽，從而變得不穩(wěn)定之故。郭曉嵐還研究了熱帶地區(qū)既有水平切變又有垂直切變的切變帶和急流型平均流的不穩(wěn)定。結(jié)果表明，不穩(wěn)定的主要來源是水平切變，平均垂直切變和穩(wěn)定的層結(jié)無論在高層還是低層都限制擾動(dòng)的發(fā)展。在距離赤道6°—10°的地帶，急流型廓線最不穩(wěn)定，擾動(dòng)的最大強(qiáng)度發(fā)生在平均流絕對渦度較小的急流一側(cè)，從而決定了ITCZ的平均位置。在“大氣中線性和急流型廓線的斜壓不穩(wěn)定”一文中，研究了冬季45°N和60°N間盛行的雙急流和單急流廓線的斜壓不穩(wěn)定。發(fā)現(xiàn)這些廓線對所有對流層波動(dòng)都不穩(wěn)定。雙急流廓線的不穩(wěn)定特征幾乎完全取決于對流層高層的切變。至于在60°N平流層的單急流廓線，只有在急流最大速度超過40 m/ s時(shí)才是充分不穩(wěn)定的。這種高層的不穩(wěn)定超長擾動(dòng)會(huì)使溫度發(fā)生大的變化，因此，很可能是平流層晚冬突發(fā)性增暖的原因。郭曉嵐對U分量隨高度線性變化或有不同切變，低層V分量有急流形式的大氣中的不穩(wěn)定現(xiàn)象進(jìn)行研究后指出，U分量不穩(wěn)定時(shí)激發(fā)出的中尺度擾動(dòng)在x方向的波長很大，有對稱性，在y方向波長很小。低層V分量不穩(wěn)定性激發(fā)的波動(dòng)有兩個(gè)分隔的最不穩(wěn)定擾動(dòng)。
除了大氣不穩(wěn)定，郭曉嵐還討論了赤道地區(qū)海氣耦合系統(tǒng)中緩慢波動(dòng)的不穩(wěn)定性質(zhì)。結(jié)果表明，在海洋和大氣中快速運(yùn)動(dòng)的重力波和混合Rossby重力波都幾乎不受海氣耦合作用的影響，只有慢速運(yùn)動(dòng)的Rossby波受影響很大，東西向的SST平流使所有海洋Rossby波不穩(wěn)定，而南北向的平流使大氣和海洋中的Rossby波均不穩(wěn)定。指出，在海氣相互作用中，涌升流和平流是十分重要的。
2、大氣環(huán)流形成和大尺度熱力環(huán)流
憑借深厚的數(shù)學(xué)功底，郭曉嵐先生在此領(lǐng)域的理論研究中作出了杰出的貢獻(xiàn)，接連發(fā)表了多篇高水平論文，深入研究了東西風(fēng)帶，大尺度槽脊系統(tǒng)和平均經(jīng)圈環(huán)流等的形成原因及其與渦度和動(dòng)量的渦動(dòng)輸送，摩擦耗散，垂直風(fēng)切變和溫度層結(jié)等影響因子的關(guān)系。他在研究大氣中的渦旋運(yùn)動(dòng)時(shí)發(fā)現(xiàn)，在北半球，渦旋周圍流體中的渦度分布會(huì)產(chǎn)生一個(gè)水平的力施加于渦旋，使氣旋性渦旋向絕對渦度較高的地區(qū)運(yùn)動(dòng)，反氣旋向絕對渦度較低的地區(qū)運(yùn)動(dòng)。因此，氣旋向北移動(dòng)，反氣旋向南移動(dòng)。但是，水平力在某些地區(qū)會(huì)在相反方向上起作用，在對流層高層形成切斷的低壓和高壓。他還發(fā)現(xiàn)輻散的影響比起上述提到的渦度分布作用力的效應(yīng)要小。這些效應(yīng)與總角動(dòng)量守恒原理，解釋了為何大氣中存在西風(fēng)帶和東風(fēng)帶。他還從大氣擾動(dòng)對渦度輸送的觀點(diǎn)，討論了大氣帶狀流發(fā)展和維持的機(jī)制。由于擾動(dòng)本身有渦度集中區(qū)，不能在一個(gè)不均勻的絕對渦度場中處于平衡態(tài)，它們會(huì)被其它緯度來的氣團(tuán)所擠走。造成反絕對渦度梯度的渦度輸送，在擾動(dòng)活躍的地區(qū)內(nèi)渦度的經(jīng)向梯度增加，其外減小，使相應(yīng)地區(qū)分別產(chǎn)生西風(fēng)氣流和東風(fēng)氣流。并估算出強(qiáng)帶狀流建立所需的時(shí)間約需3周，與觀測結(jié)果相符。通過對斜壓緯向流中擾動(dòng)的振幅和位相角的穩(wěn)定性特征和垂直變化的研究，他發(fā)現(xiàn)，忽略摩擦作用時(shí)，大氣中擾動(dòng)的波長有一個(gè)臨界值，比其短的波動(dòng)都不穩(wěn)定，并且存在最不穩(wěn)定波長，兩者都取決于垂直風(fēng)切變和靜力穩(wěn)定度因子。因此，很長的波動(dòng)主要存在于高層，很短的波動(dòng)僅限于大氣低層，且振幅隨高度很快衰減。為了解釋大氣中平均經(jīng)圈環(huán)流的產(chǎn)生原因，郭曉嵐研究了總非絕熱加熱和熱量渦動(dòng)輸送的經(jīng)向變化和總摩擦耗散和動(dòng)量渦動(dòng)輸送的垂直變化。發(fā)現(xiàn)當(dāng)平均溫度的經(jīng)向?qū)Ρ却笥谀硞�(gè)臨界值時(shí)，強(qiáng)迫運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)楦觿×业淖杂蓪α�。在相對靜止的大氣中，平均非絕熱加熱只能產(chǎn)生很弱的單圈直接環(huán)流，最大經(jīng)向速度只有每秒幾個(gè)厘米。相反，緯向動(dòng)量的渦動(dòng)輸送和摩擦耗散能在對流層中產(chǎn)生三圈環(huán)流。從理論上提出了Hadley環(huán)流形成的一種機(jī)制。在大尺度熱對流的研究方面，他用簡單方法找到了用Richardson數(shù)表示的熱對流判據(jù)，其中包括了旋轉(zhuǎn)，靜力穩(wěn)定度，粘性，導(dǎo)熱率，徑向溫度對比以及平均緯向流的相對渦度等的聯(lián)合作用。檢驗(yàn)了各種物理因子對旋轉(zhuǎn)流體中加熱不均勻造成的運(yùn)動(dòng)的影響。發(fā)現(xiàn)，旋轉(zhuǎn)和靜力穩(wěn)定度增加了阻力，會(huì)抑止對流運(yùn)動(dòng)。加熱不均勻產(chǎn)生的有效位能通過經(jīng)向和緯向的垂直運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換成動(dòng)能。指出，在研究大尺度運(yùn)動(dòng)時(shí)，應(yīng)當(dāng)包含較不穩(wěn)定的快速發(fā)展的小尺度運(yùn)動(dòng)，即包含非線性擴(kuò)散的作用。
3、中尺度對流動(dòng)力學(xué)和渦旋動(dòng)力學(xué)
郭曉嵐研究了大氣對流和龍卷形成的機(jī)制，他從簡化的但足夠精確的方程組，解出兩個(gè)相似解，分別為雙泡和單泡。當(dāng)給定合適的物理參數(shù)值時(shí)，得到了與龍卷中觀測到的氣流分布有很好相似性的雙泡型解。在研究有摩擦的切變流中渦旋和旋轉(zhuǎn)圓柱的運(yùn)動(dòng)時(shí)發(fā)現(xiàn)，摩擦和由施加在圓柱或渦旋上的壓力造成的旋轉(zhuǎn)力的聯(lián)合作用，可使圓柱或渦旋在與平均流呈一定角度的平均方向上移動(dòng)。他利用一個(gè)邊界層模式，研究了邊界層中的非對稱流，為積云對流參數(shù)化的合理性提供了依據(jù)。為了研究地面日變化加熱作用造成的低層大氣中對流的發(fā)展過程，郭曉嵐提出了一個(gè)非線性數(shù)值模式。結(jié)果表明，在通常存在的高層穩(wěn)定層結(jié)和相對強(qiáng)的對流活動(dòng)作用下，總會(huì)形成三個(gè)相互隔離的垂直層次，即超絕熱地面薄層，混合層和薄逆溫層。與觀測資料比較后發(fā)現(xiàn)，模擬結(jié)果與實(shí)測資料相符很好。
4、低緯和熱帶動(dòng)力學(xué)
郭曉嵐提出了熱帶ITCZ形成的非線性理論。他指出，熱帶大氣中條件性不穩(wěn)定和對流性活躍的大尺度緯向?qū)ΨQ擾動(dòng)的自激發(fā)行為是熱帶ITCZ形成的原因，這些擾動(dòng)的本質(zhì)可用非線性的準(zhǔn)地轉(zhuǎn)模式來描述。由此理論給出的風(fēng)系的垂直和水平廓線與現(xiàn)有的觀測廓線相象。論文還給出了產(chǎn)生這種廓線所要求的垂直擴(kuò)散系數(shù)和輻射冷卻率。在赤道行星邊界層和球面穩(wěn)定大氣中的行星邊界層流的研究中。郭曉嵐指出，當(dāng)邊界層方程中包括了溫度和氣壓的擾動(dòng)，并且總體Richardson數(shù)為1或更大時(shí)，穩(wěn)定的大氣層結(jié)會(huì)抑止穩(wěn)定的Ekman流型。但若氣流是振蕩的，即使是低頻的振蕩，則在中高緯度，穩(wěn)定層結(jié)對氣流的抑止作用也會(huì)被大大減弱。而在低緯度，邊界層流衰退。在地面存在溫度異常時(shí)，溫度層結(jié)也可激發(fā)出熱力驅(qū)動(dòng)的邊界層流。邊界層流的最大垂直速度剛好位于地面邊界層以上，在10°附近具有最大值，在赤道具有最小值。可以解釋為何ITCZ常常發(fā)生在10°附近，而赤道上對流活動(dòng)很少。
5、地氣相互作用和陸面過程動(dòng)力學(xué)
郭曉嵐很早就注意到地表面附近顯著的氣象場日變化現(xiàn)象。他利用一個(gè)修正的熱傳導(dǎo)模式，通過方程求解，研究了以日變化熱量波動(dòng)形式表現(xiàn)出來的大氣和下墊面之間的熱力相互作用。結(jié)果表明，即使平均的垂直溫度遞減率是穩(wěn)定的，向上的平均熱量輸送也可由輸送過程的日變化維持。他的研究不但解決了一個(gè)長期困擾學(xué)術(shù)界的問題，即在平均位溫分布下，為何仍有湍流熱量的垂直輸送，并且為日變化在地表面向大氣的通量輸送中的作用提供了理論根據(jù)，成為數(shù)值模式中必須考慮日變化的理由。同時(shí)指出，當(dāng)熱擴(kuò)散率K的垂直梯度很大時(shí)，在地氣邊界上可維持很陡的溫度梯度。地面長波輻射的效應(yīng)有助于溫度極值的前移。大氣最低的幾百米內(nèi)的溫度波受到太陽輻射吸收和熱擴(kuò)散率K與其相互作用的影響。將模式結(jié)果與O’Neill夏季和冬季進(jìn)行的觀測試驗(yàn)做了比較，相符甚好。
二、模式物理過程
1、積云對流參數(shù)化
郭曉嵐對數(shù)值模式中物理過程參數(shù)化的最大貢獻(xiàn)，莫過于積云對流的參數(shù)化。他的積云對流參數(shù)化方案曾被廣泛地用于各種尺度的大氣數(shù)值模式，尤其是在中期天氣預(yù)報(bào)和大氣環(huán)流模式中，被稱為Kuo方案。有不少學(xué)者，根據(jù)Kuo方案的原理設(shè)計(jì)出不少修正的Kuo方案。至今，Kuo方案仍在一些數(shù)值模式中使用。
郭曉嵐 - 著作
《大氣動(dòng)力學(xué)》
郭曉嵐 - 貢獻(xiàn)
郭曉嵐最初提出積云對流參數(shù)化方案是在1962年美國氣象學(xué)會(huì)的年會(huì)上，1965年，他以“積云對流潛熱釋放造成的熱帶氣旋的形成和加強(qiáng)”為題，正式發(fā)表了有關(guān)積云對流參數(shù)化方案的論文。這篇論文研究了條件性不穩(wěn)定大氣中深對流潛熱釋放對大尺度運(yùn)動(dòng)的影響。在此方案中，積云的存在要求有3個(gè)條件，即地面有摩擦引起的輻合上升運(yùn)動(dòng)，整個(gè)氣柱有凈水汽輻合和對流性層結(jié)不穩(wěn)定。積云內(nèi)部的溫度和水汽的垂直分布根據(jù)云底的溫度和比濕，用相當(dāng)位溫守恒原理求得。積云面積根據(jù)氣柱凈輻合的水汽量和云生成所需的總水汽量之比求得，積云的凝結(jié)降水量根據(jù)積云面積和云內(nèi)外溫度差確定。氣柱的各層溫度和濕度的變化，由云內(nèi)值和環(huán)境值加權(quán)平均得到。此參數(shù)化方法由他本人首先成功地用于颶風(fēng)形成問題的研究。進(jìn)而，郭曉嵐于1974年發(fā)表了“積云對流對大尺度氣流影響的進(jìn)一步研究”。該文是對他1965年積云對流參數(shù)化方案的補(bǔ)充和發(fā)展。新方案中給出了更為嚴(yán)格的數(shù)學(xué)推導(dǎo)。將氣柱的凈水汽輻合量分為兩部分，一部分用于濕潤環(huán)境大氣，使其達(dá)到積云內(nèi)的濕度而成云，另一部分用于產(chǎn)生積云降水，使云體內(nèi)的原環(huán)境溫度升至云溫。潛熱釋放量及其垂直分配以及積云輸送的感熱，均惟一地由云內(nèi)和環(huán)境大氣的溫差以及大尺度氣流的水汽輻合所確定。下沉氣流中的壓縮增熱自動(dòng)地包含在公式中。計(jì)算結(jié)果與實(shí)況相符甚好。這篇論文認(rèn)為，環(huán)境大氣的增熱是由積云外的環(huán)境下沉氣流自動(dòng)完成的。從此，該方案被稱為1974年的Kuo方案。1980年，他利用一個(gè)準(zhǔn)一維，非對稱，準(zhǔn)拉格朗日和準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)的模式，研究了積云對流特性。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，對半徑大于1000m的云，云外下沉干空氣的壓縮加熱使云內(nèi)空氣變暖并稍稍減小了上升氣流的速率，下沉濕空氣冷卻云內(nèi)空氣并且也減小上升運(yùn)動(dòng)。最有意義的是，在較小不穩(wěn)定的中緯度環(huán)境下，模擬的降水率從半徑<1000m云的2000m云的5.4cm/h，反映了對流層中部穩(wěn)定層結(jié)對較小積云穿透能力的抑止作用。當(dāng)云的半徑達(dá)到8km時(shí)，上升速度達(dá)到最大。同時(shí)發(fā)現(xiàn)，積云對流的主要加熱是在潛熱釋放區(qū)，但環(huán)境空氣的壓縮加熱也重要，尤其是在云頂附近。可見，這篇論文是用“有云”模式的模擬結(jié)果來證明1965年“瞬時(shí)積云模型”參數(shù)化方案的合理性，強(qiáng)調(diào)了積云體大小和垂直伸展范圍對積云降水影響的重要性。
大氣中太陽短波輻射和長波輻射的計(jì)算方法
在太陽短波輻射的計(jì)算中，郭曉嵐提出了將經(jīng)驗(yàn)公式和分譜段計(jì)算相結(jié)合的方法。首先將太陽光譜分為三部分，即波長λ<0.3μ的紫外波段，波長λ在0.3μ—0.7μ之間的可見光波段和λ≥0.7μ的紅外波段。紫外波段的吸收物質(zhì)主要是臭氧和氧氣分子，在高層大氣中幾乎被完全吸收。可見光波段只受大氣散射，基本沒有吸收。紅外波段主要受大氣中水汽和二氧化碳的吸收影響，散射可以不計(jì)。因此在3個(gè)波段中可以找到它們各自的輻射計(jì)算公式，并被證明有較高精度和計(jì)算省時(shí)。同樣的分波段計(jì)算輻射通量的思想，也用來計(jì)算長波輻射。根據(jù)輻射傳輸理論，可以得到大氣任何高度層上向上和向下長波輻射通量應(yīng)滿足的方程。給出上下邊界條件，可以得到它們分別與該高度層以下和以上輻射通量的遞推表達(dá)式，計(jì)算十分省時(shí)。計(jì)算通量所需的平均面透射率τ，用分譜段合成，有很高的精度。根據(jù)光譜資料，水汽分為12個(gè)基本波段，CO2分為2個(gè)基本波段。
郭曉嵐輻射參數(shù)化方法的最大優(yōu)點(diǎn)是將復(fù)雜的波譜分段后，得到解析的通量密度計(jì)算公式，因而計(jì)算簡單，速度快。同時(shí)不失計(jì)算精度。
數(shù)值模擬
郭曉嵐不僅是一位杰出的理論氣象學(xué)家，而且對建立天氣氣候和大氣環(huán)流數(shù)值模式，并用以模擬青藏高原的天氣氣候效應(yīng)，也非常有興趣。他發(fā)展的模式物理過程參數(shù)化方案，尤其是積云對流參數(shù)化方案，雖然被他人廣為應(yīng)用，但當(dāng)時(shí)主要用于熱帶氣旋發(fā)展的理論研究中，還沒有被他本人用于天氣氣候和大氣環(huán)流數(shù)值模式。因此，他也很想將他提出的參數(shù)化方案引入數(shù)值模式進(jìn)行檢驗(yàn)。
1979年9月，作者之一作為訪問學(xué)者到達(dá)芝加哥大學(xué)，在郭曉嵐指導(dǎo)下進(jìn)行研究工作，將p-σ混合坐標(biāo)系的二層初始方程數(shù)值模式改進(jìn)為五層模式。在新模式中，引進(jìn)了水汽方程及與水汽有關(guān)的物理過程，如大尺度水汽凝結(jié)和Kuo1974對流參數(shù)化方案，還進(jìn)行了改進(jìn)，將積云生命史劃分為兩個(gè)階段，即成云和降雨階段，在不同階段，降水量與總水汽輻合量的比值用不同方法計(jì)算。郭曉嵐的輻射參數(shù)化方案被全部引入新模式，在短波部分，包含了太陽輻射的季節(jié)變化和日變化，而在當(dāng)時(shí)的其它大氣環(huán)流數(shù)值模式中是沒有日變化的。短波輻射日變化的加入，會(huì)大大破壞模式的計(jì)算穩(wěn)定性，為此，又設(shè)計(jì)了干對流調(diào)整和垂直擴(kuò)散系數(shù)隨大氣穩(wěn)定度變化等方案，使模式能穩(wěn)定積分較長時(shí)間，并得到合理的模擬結(jié)果。新模式中還加入了海洋混合層模式。因此，是一個(gè)包含地氣相互作用和簡單海氣相互作用的初始方程數(shù)值模式，能模擬大地形的動(dòng)力和熱力作用以及地面和海面熱力異常所產(chǎn)生的天氣氣候效應(yīng)。
新模式首先被用于模擬青藏高原和落基山等大地形對氣象場日變化的影響以及日變化對降水量和降水分布的影響。模擬結(jié)果顯示，氣象場明顯的日變化主要源于青藏高原地形對太陽輻射區(qū)域分布的特殊影響。這種影響形成了地方時(shí)18時(shí)，在90°E整個(gè)高原及其周邊地區(qū)除了高原東邊緣的狹長區(qū)域外，從地面直到100hPa的上升運(yùn)動(dòng)區(qū)。在地方時(shí)6時(shí)，在上述地區(qū)從地面直到300hPa形成下沉運(yùn)動(dòng)區(qū)。300hPa以上仍為上升區(qū)。日夜平均為上升運(yùn)動(dòng)區(qū)。模擬的降水率與觀測也相當(dāng)一致，且在熱帶地區(qū)，對流降水量占3/4。與觀測相符很好。利用新模式，研究了7月平均季風(fēng)環(huán)流的發(fā)展過程。做了8個(gè)敏感性數(shù)值模擬試驗(yàn)。分別設(shè)定太陽輻射有日變化和無日變化，有地形和無地形，氣象場初值緯向均勻和非緯向均勻以及無輻射加熱和無對流加熱等條件。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，非絕熱加熱和氣象場的區(qū)域分布受海陸分布和地形的影響明顯，但與大氣的初始狀態(tài)幾乎無關(guān)。位于阿拉伯半島和東北非以及中南半島和印度半島沿岸的兩個(gè)海平面低壓槽以及索馬里低空急流，即使沒有地形，也不管使用何種初始場，在所有包含非絕熱輻射加熱和積云對流加熱的試驗(yàn)中都能模擬出來。相反，如果去除這兩種加熱，這些系統(tǒng)就模擬不出來。太陽輻射加熱日變化的引入加快了低層氣壓系統(tǒng)的發(fā)展速度，其原因是積云對流的發(fā)展主要在日間。輻射加熱，地形和初始條件對降水量及其區(qū)域分布都有至關(guān)重要的影響，沒有地形，最大降水出現(xiàn)在東亞沿岸區(qū)，而非孟加拉灣一帶，且大陸和海洋上的降水量都大大減小�？梢�，日變化在季風(fēng)環(huán)流的發(fā)展中起著“加速”作用，地形對輻射和對流加熱，從而對降水場起著“分配”作用，而大氣的初始態(tài)對東亞季風(fēng)環(huán)流型的形成沒有本質(zhì)的影響。
郭曉嵐 - 社會(huì)評價(jià)
郭曉嵐逝世后，美國芝加哥大學(xué)新聞辦公室發(fā)布長篇文告，給予極高評價(jià)。文告指出，郭先生從二戰(zhàn)時(shí)期的中國，飄洋過海來到美國，以很少的獎(jiǎng)學(xué)金在芝加哥大學(xué)攻讀學(xué)位。但是，僅僅幾年的時(shí)間，他就在學(xué)術(shù)界嶄露頭角，且一直保持重要影響。他的研究成果是動(dòng)力氣象學(xué)許多分支中的重要理論基礎(chǔ)之一。
他雖然出身貧寒，但從小就胸懷大志，對數(shù)學(xué)，中國古典文學(xué)和中國歷史倍感興趣。他對科學(xué)的興趣和孜孜不倦的學(xué)風(fēng)，使他很快成為有影響的青年學(xué)者和當(dāng)時(shí)芝加哥學(xué)派的重要成員。他對學(xué)業(yè)的態(tài)度和對事業(yè)的追求，是年輕學(xué)子們學(xué)習(xí)的楷模。
郭曉嵐先生的聰明才智和他的敬業(yè)精神，使他成為大氣動(dòng)力學(xué)中諸多理論研究的開創(chuàng)者，正如芝加哥大學(xué)新聞辦公室文告中所說，他在理論研究中的杰出成就為氣象學(xué)的很多分支領(lǐng)域奠定了數(shù)學(xué)和物理的理論基礎(chǔ)，因此影響著相關(guān)學(xué)科和領(lǐng)域的發(fā)展。除了大氣動(dòng)力學(xué)理論研究，他還研制了模式物理過程參數(shù)化方案，其中的積云對流參數(shù)化方法不僅具有理論意義，更具有實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。關(guān)于青藏高原等大地形的動(dòng)力和熱力作用，尤其是太陽輻射日變化對天氣氣候影響的數(shù)值模擬研究，是具有首創(chuàng)性的。1985年退休后，郭先生仍致力于氣象科學(xué)研究，在ENSO長期振蕩，地轉(zhuǎn)適應(yīng)過程和Walker2Hadley環(huán)流與ITCZ的形成機(jī)制等方面作出了新的理論貢獻(xiàn)。
郭曉嵐先生不僅是一位國際著名的學(xué)者，也是一位愛國者。他對中國氣象事業(yè)的發(fā)展十分關(guān)注，生前曾4次訪問中國，并為中國培養(yǎng)了氣象人才。郭曉嵐先生的逝世，是國際氣象界的重大損失，也使大家失去了一位循循善誘的導(dǎo)師。他是后輩學(xué)習(xí)的楷模。
