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相似文献
 共查询到17条相似文献,搜索用时 203 毫秒
1.
简单的热带海气耦合波——Rossby波的相互作用   总被引:7,自引:0,他引:7       下载免费PDF全文
巢纪平  王彰贵 《气象学报》1993,51(4):365-393
在本文中分析了当大气和海洋中未经耦合前的自由波均为Rossby模时,经相互作用后所激发出的耦合波的物理性质。结果表明,由于大气和海洋的背景状态不同,可以激发出两类不稳定耦合Rossby波。一类波要求大气的背景场是斜压的,而海洋的混合层较深,即热容量较大。这是一类弱相互作用的不稳定波。另一类要求大气的背景场趋于正压性,而海洋的混合层较浅,即热容量较小。这是一类强相互作用的不稳定波。色散关系的计算表明,这两类不稳定波产生的物理机制也不相同。文中对解不同截断模的本征值问题提出了几种数学方法,同时还进一步提出了一种使大气和海洋自由Rossby模的色散关系不受歪曲的处理方法。  相似文献   

2.
赵强  刘式适 《大气科学》2001,25(1):133-141
利用多重尺度摄动法,从描写赤道Rossby波的正压大气位涡度方程中推导出在切变基本纬向流中非线性赤道Rossby波包演变所满足的非线性Schrodinger方程,并得到其单个包络孤立子波解,分析基本流切变对非线性赤道Rossby波动的影响。  相似文献   

3.
两种类型中尺度涡旋Rossby波的相速度及其物理机制   总被引:6,自引:0,他引:6  
沈新勇 《气象科学》2006,26(4):355-364
本文使用正压浅水方程组以及纬向切变基流下二维中尺度横波型扰动的Bouss-inesq近似方程组,分析了这种沿着基本气流方向传播的中尺度扰动的波动传播物理过程。研究结果表明,中尺度涡旋Rossby波划分为两种类型。由于纬向基本气流的方向的二阶水平切变或者基本气流的垂直涡度在南北方向的变化(β*因子)所导致的涡旋Rossby波称之为第一类涡旋Rossby波(正压涡旋Rossby波),它产生的根本原因是β*因子的作用。这种第一类涡旋Rossby波相对于基本气流-U0是单向传播的,其传播方向则与β*因子的正负符号有关。基本气流在垂直方向上的风速切变对于中尺度横波型的扰动起着不稳定的作用。如果考虑基流的二次垂直切变时,可以得到第二类涡旋Rossby波(斜压涡旋Rossby波)的相速度表达式,第二类涡旋Rossby波产生的物理根源是基本流场的风速-U的二次垂直切变或者基本流场y方向的平均涡度在空间z方向上的不均匀性(亦即β**因子)。第二类涡旋Rossby波相对于基本气流-U0也是单向传播的,其相速度与纬向波数k有关,能量是频散的,在纬向x方向存在群速度。在基本流场的风速-U存在二次垂直切变时,横波型不稳定可能是混合的涡旋Rossby-重力波的不稳定;而当基本流场的风速-U仅仅存在线性切变,不存在二次垂直切变时,此时根本不存在涡旋Rossby波,横波型扰动的不稳定则仅仅是重力惯性波的不稳定。最后利用横波型扰动的总涡度守恒方程对第二类涡旋Rossby波形成的物理机制做出了解释。  相似文献   

4.
基本流场切变对赤道长Rossby波的影响   总被引:9,自引:2,他引:9  
赵强  刘式适 《气象学报》2001,59(1):23-30
文中应用赤道β平面近似 ,建立一个简单的斜压大气半地转模式 ,在热力学方程中引入表征基本位温场 (θ)经向分布特征的无量纲参数 σ,对线性化的扰动方程进行了频率分析 ,研究基本位温场经向非均匀分布以及基本气流垂直切变对赤道纬向超长尺度 Rossby波动的影响 ,并指出仅考虑基本气流垂直切变或者基本位温场变化的作用是不合适的。定性分析结果表明 :基本位温场经向温差必然有基本气流垂直切变与其相匹配 ,而基本气流垂直切变将导致赤道长 Rossby波动不稳定并影响其纬向传播速度  相似文献   

5.
地球旋转水平分量对Rossby波的影响   总被引:2,自引:0,他引:2  
赵强  刘式适 《大气科学》2004,28(1):146-150
利用合理的β平面近似方程组,研究β效应和地球旋转水平分量共同作用下大气中Rossby波动的特征.结果分析表明,若扰动与纬度有关,科里奥利参数分量fH=2Ωcosψ将影响波动传播的频率特征,并加强水平散度对斜压Rossby波的作用;如果扰动与纬度无关,则科里奥利参数分量fH的影响消失.  相似文献   

6.
台风涡旋系统的波动性质及其数值模拟   总被引:3,自引:0,他引:3       下载免费PDF全文
沈新勇  明杰  方珂 《气象科学》2007,27(2):176-187
本文使用柱坐标系下的正压浅水方程组以及斜压扰动方程组,分析得出台风涡旋系统中的涡旋Rossby波划分为两种类型。由于切向基本气流的二阶径向水平切变或者基本气流的垂直涡度在径向方向的变化(β*因子)所导致的涡旋Rossby波称之为第一类涡旋Rossby波(正压涡旋Rossby波),它产生的根本原因是β*因子的作用。这种第一类涡旋Rossby波相对于切向基本气流是单向传播的,其传播方向则与β*因子的正负符号有关。当基本流场垂直涡度-ζz沿着径向r方向增大时,第一类涡旋Rossby波是沿着切向圆周方向逆时针方向传播的;反之则是沿着切向圆周方向顺时针方向传播。如果考虑切向基流的二次垂直切变时,可以得到台风涡旋系统中第二类涡旋Rossby波(斜压涡旋Rossby波)的相速度表达式,第二类涡旋Rossby波产生的物理根源是切向基本流场风速的二次垂直切变或者基本流场径向r方向的平均涡度在空间z方向上的不均匀性(亦即β**因子)。第二类涡旋Rossby波相对于切向基本气流也是单向传播的,当-ζr沿着空间z方向上增大时,第二类涡旋Rossby波就是相对于基本气流-V0是顺时针方向传播的;反之则是相对于基本气流逆时针方向传播。在基本流场的风速-V存在二次径向水平切变或者垂直切变时,台风中的波动可能是混合的涡旋Rossby波——重力波;而当基本流场的风速-V仅仅存在线性切变,不存在二次切变时,此时根本不存在涡旋Rossby波,台风系统中的波动则仅仅是重力惯性波。最后,采用WRF模式对“云娜”台风进行了数值模拟,验证了上述结论。  相似文献   

7.
纯斜压基流上斜压波的发展和锋生过程   总被引:1,自引:0,他引:1       下载免费PDF全文
利用地转动量近似和水平坐标变换建立的三维半地转方程,讨论了具有均匀位涡的基态流上非线性斜压扰动的发展和锋面的形成过程。计算结果表明,对于纯斜压流,斜压波的发展既取决于初始扰动,也与基流的垂直切变有关,垂直切变越大,斜压波增长越快。不同的基流.扰动有不同的增长率。对于某个确定的基流,斜压波在各个时刻的特性仅取决于初始扰动。斜压扰动发展到一定程度,形成大的风速和等温线密集区,即产生锋。  相似文献   

8.
切变基流对赤道大气波动稳定性的作用   总被引:3,自引:2,他引:3  
在赤道β平面近似条件下,使用纬向切变基流下线性化Boussinesq方程组,分析了在纬向切变基流下几种赤道大气波动的稳定性特征。研究结果表明,基本气流的水平切变对赤道大气波动起到不稳定的作用,但是对赤道大气Kelvin波的频率、稳定性以及传播的相速度并不起作用。基本气流的水平切变使得相对于基本气流向东传播的重力惯性内波相速度减慢,而使得相对于基本气流向西传播的重力惯性内波的相速度加快,却造成相对于基本气流向西传播的Rossby波相速度减慢。基本气流的水平切变对于对赤道混合Rossby-重力惯性内波的影响主要取决于纬向波数k值的范围大小。当纬向波数k值较小时,基流的水平切变使得相对于基本气流向西传播的混合Rossby-重力惯性内波相速度加快;而当纬向波数k值较大时,则使得相对于基本气流向西传播的混合Rossby-重力惯性内波相速度减慢。在半地转近似下,风速水平切变的存在,会使得波长较大(纬向波数k→0)的赤道Rossby波相对于基本气流向西传播的相速度减慢;而风速垂直切变的存在,必然会引起这种波长较大(k→0)的Rossby波出现不稳定增长,同样也会造成赤道Rossby波相对于基本气流向西传播的相速度减慢。最后通过扰动发展能量方程,说明了基本气流的水平切变和垂直切变可以为扰动的发展提供能量来源。  相似文献   

9.
从Rossby波能量的频散和瞬变斜压扰动的正压反馈角度,探讨了2000/2001年冬季盛行的斯堪的纳维亚环流型(正位相)的维持机理,并讨论了其对我国北方地区天气气候的影响。该环流型上游部分,即北大西洋和斯堪的纳维亚半岛的两个活动中心主要由瞬变斜压扰动的正压反馈所形成,部分由Rossby波能量频散所维持。而下游部分,即贝加尔湖附近的气旋式环流异常主要由Rossby波能量从上游频散所形成和维持。与该环流型对应,冷空气在西、中西伯利亚堆积,并在其南侧的西风气流区中平流,使得我国华北部分地区和东北地区比常年冷。该环流型导致新疆北部地区、内蒙古东部及东北地区降雪量显著增强。大西洋急流的东伸及对应斜压扰动的显著加强是预报北疆和内蒙古东部及东北地区多雪的一个重要前兆因子。  相似文献   

10.
应用考虑基本气流作用的赤道β平面线性模式,分析了基本气流对赤道Rossby波和重力波的影响。分析表明,基本西风气流中西传的赤道Rossby波和西传重力波仍有混合现象,基本西风气流将使Rossby波出现不稳定增长,而基本东风气流中的Rossby波和重力波是完全可分的。  相似文献   

11.
SomeAspectsoftheCharacteristicsofMonsoonDisturbancesUsingaCombinedBarotropic-BaroclinicModel¥N.R.ParijaandS.K.Dash(CentreforA...  相似文献   

12.
We have determined free Rossby waves in the North Pacific Current by numerical methods. We have found only two stable solutions — the barotropic and first-order baroclinic Rossby shear modes. The influence of the current on the dispersion features of these waves is small for the barotropic shear mode, but is significant for the baroclinic shear mode. An explicit comparison of the dispersion relations for the baroclinic wave in case of vanishing and non-vanishing current is given. We have found at most one unstable solution per wave number. The unstable wave with largest growth rate has an e-folding time of 1.1 year. We have calculated vertical profiles of the stream function and the temperature for the various shear modes at various wave numbers. The temperature shear modes have been calculated for later usage in a Rossby wave model to be fitted to observed temperature data from the North Pacific Current area.  相似文献   

13.
从含非绝热项的准地转运动方程组出发,分析了青藏高原大尺度热力作用下非绝热Rossby波的一些性质,从理论上证明当背景西风气流为正压时,冬季高原冷却作用有利于Rossby波的经向传播,夏季高原大尺度热力作用不利于波动的经向传播。非绝热Rossby波的频率方程说明冬季高原的热力作用是中纬季节内振荡的重要激发机制。同时,在背景西风气流为纯斜压条件下,求解了高原热力作用下非绝热Rossby波的频率,并由频率方程说明冬季高原热力作用有利于波动向不稳定方向发展,而夏季高原的大尺度热力作用对波动稳定性的影响存在临界值。  相似文献   

14.
In this study, we focused on the difference in appearances of the convectively coupled equatorial waves (CCEWs) in a simulation with the CCSR/NIES/FRCGC AGCM, between two experiments, one with and the other without implementation of the convective suppression scheme (CSS) in the prognostic Arakawa–Schubert cumulus parameterization. Realistic CCEW modes, i.e., Kelvin, Rossby, mixed Rossby-gravity (MRG), and n = 0 eastward inertio-gravity (EIG) wave modes, were reproduced in the with-CSS experiment, while only Rossby-wave-like signals appeared in the without-CSS experiment.By comparing the structures of the Kelvin wave mode and the Rossby wave mode in two runs, it was suggested that the structural difference between these two modes in conjunction with the difference in the controlling factor of cumulus convection determines the CCEW features. The CSS implemented here is such that cumulus convection is suppressed until the cloud-layer-averaged relative humidity exceeds the threshold of 80%. In the without-CSS model, only Rossby wave modes are coupled with the convection. This is because CAPE controls cumulus convection in this model, and the larger frictional convergence of Rossby wave mode prepares CAPE to generate favorable condition for cumulus convection. In the case of the with-CSS model, on the other hand, cumulus convection is largely controlled by the humidity in the free atmosphere. The convergence associated with the equatorial waves can produce the moisture anomaly to overcome the relative humidity threshold, and maintains the favorable condition for cumulus convection once it starts. In this case, not only Rossby waves but also Kelvin, MRG, and n = 0 EIG waves are reproduced more realistically. It is suggested that inclusion of some kind of mechanism connecting the free tropospheric moisture with the convection under the condition of abundant convective available potential energy could be a key factor for realistic coupling between large-scale atmospheric waves and convection.  相似文献   

15.
Based on the Complex Empirical Orthogonal Functions(CEOFs) of bandpass-filtered daily streamfunction fields, a quantitative method of detecting transient(synoptic) Rossby wave phase speed(RWPhS) is presented. The transient RWPhS can be objectively calculated by the distance between a high(or low) center in the real part of a CEOF mode and its counterpart in the imaginary part of the same CEOF mode divided by the time span between two adjacent peaks(or bottoms) of two principal component curves f...  相似文献   

16.
A stability analysis of the coupled ocean–atmosphere is presented which shows that the potential energy (PE) of the upper layer of the ocean is available to generate coupled growing planetary waves. An independent analysis suggests that the growth of these waves would be maintained in the presence of oceanic friction. The growing waves are a consequence of relaxing the rigid lid approximation on the ocean, thus allowing an upward transfer of energy across the sea surface. Using a two and a half layer model consisting of an atmospheric planetary boundary layer, coupled with a two layer ocean comprising an active upper layer and a lower layer in which the velocity perturbation is vanishingly small, it is shown that coupled unstable waves are generated, which extract PE from the main thermocline. The instability analysis is an extension of earlier work [Tellus 44A (1992) 67], which considered the coupled instability of an atmospheric planetary boundary layer coupled with an oceanic mixed layer, in which unstable waves were generated which extract PE from the seasonal thermocline. The unstable wave is an atmospheric divergent barotropic Rossby wave, which is steered by the zonal wind velocity, and has a wavelength of about 6000 km, and propagates eastward at the speed of the deep ocean current. It is argued that this instability, which has a multidecadal growth time constant, may be generated in the Southern Ocean, and that its properties are similar to observations of the Antarctic Circumpolar Wave (ACW).  相似文献   

17.
本文将缓变介质中波动的传播理论应用于Rossby波。在基流和不同走向地形假设下,计算了Rossby波射线路径及沿射线波数的变化。结果表明大尺度地形对Rossby波射线有显著影响。  相似文献   

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