二层海洋赤道Kelvin波解析解模态分析

采用赤道β平面近似下的线性化二层海洋扰动方程组,对其中的赤道Kelvin波做解析求解,结果表明:该赤道Kelvin波共有2个模态;两者上、下层流场均为东向纬向流,振幅均在赤道处最大,并都呈经向衰减态势,两者波动均是非频散的,这些都与经典Kelvin波相同。第一模态(前者)的相速要比第二模态(后者)大2个量级,后者相速与海洋流速相近。前者是快波模态,后者是慢波模态。前者周期约为半天,后者约为1季度,并具气候意义。前、后者各层流场向高纬的衰减分别表现为缓慢和迅速,后者呈赤道俘获波形态。两模态各层位势场向高纬的衰减同流场。将后者与实际热带印度洋和太平洋的实况及诊断作对比后知,它们具有一致之处。后者能对实际赤道海洋情况以及ENSO现象做出某种解释。