垂直切变和地形影响下惯性重力波的发展

采用分层浅水波方程和ＷＫＢ方法，分别讨论了在基流垂直切变和地形的影响下，二维惯性重力波的稳定性及其发展，并根据理论结果试图解释１９９２年６月２１日发生在京津冀的一次飑线演变与惯性重力波之间的关系，这可能为飑线预报提供一种思路     

垂直切变基流中东西向地形对惯性重力波稳定性的影响

利用分层浅水波方程和小参数(WKB)方法,考虑具有垂直切变的基流和地形的作用,求得惯性重力波的局地频率方程,并根据此方程分析讨论了在多种环境条件下波动的稳定性情况。     

切变基流中惯性重力波的发展

采用分层浅水波方程、一简单的二层模式和ＷＫＢ方法，考虑基本气流的垂直切变，水平切变以及地形的影响，分析了惯性重力波的发展变化，得到有关导式波和曳式波发展的环境条件。     

水平切变基流中惯性重力波的发展

采用分层浅水波方程组和ＷＫＢ方法，建立了在基流的水平切变和地形的影响之下惯性重力波的能量方程，由此讨论波动的发展。主要得出：在急流的气旋性环流区，曳式波发展；在反气旋性环流区，导式波发展。在山脉的南北坡，导式波和曳式波均有发展的可能。     

切变流中的CISK机制与惯性重力波

利用板对称，有切变的大气动力学方程组，由行波法导出非线性微分方程，通过非线性稳定性理论讨论方程的稳定性，求解了ＫＤＶ方程，并讨论了线性ＣＩＳＫ，非线性ＣＩＳＫ，惯性稳定度参数和大气风速垂切变对惯性重力孤波强度和宽度的影响，目的早通过了解影响惯性重力孤波发展的因子，更深入地理解低纬中尺度天气系统形成和发展的过程。     

地形对重力惯性波发展的影响

本文研究了具有南北坡的地形对重力惯性波发展的影响。利用WKB方法，建立了含地形作用的重力惯性波能量方程。研究结果表明:在层结稳定的情况下，当扰动“上坡”（沿地形高度的升度方向传播）时，其能量将减少，即扰动将减弱；当扰动“下坡”（沿地形高度的负升度方向传播）时，其能量将增加，即扰动将发展。如层结为不稳定，情形则相反，即扰动“上坡”时将发展，“下坡”时将减弱。此外，文中对波动的稳定性问题也作了一些讨论。     

地形与纬向切变基流中的非线性Rossby波

在半地转近似下,用相角函数方法得到了含地形强迫作用与纬向切变基流的非线性常微分方程.利用微分方程解的几何定性理论,直接得到该方程存在有限振幅的周期波与孤立波解的存在条件.利用函数逼近法求得波解的显式解,得到了一些有意义的结果。     

地形引起的重力内波的水槽实验

利用不同密度分层的盐水模拟稳定层结大气条件 ,在水槽中成功地模拟了两层大气分层流中二维山脊引起的地形波 ,得到的波动图像与线性理论模式结果在定性上基本一致     

地形重力波拖曳效应的参数化

当稳定的层结气流越过不规则地形时,会激发地形重力波,在合适的条件下,这种重力波会向上传播。这种重力波的传播与大气静力稳定度、垂直风切变等有关,而且在垂直方向可以传播到很高的高度。为了在中期数值预报和气候模拟中,解决由于地形引起的系统误差,例如纬向风太强、急流位置有偏差等问题,就有必要考虑到由于地形激发的地形重力波及其对大尺度气流的作用。观测表明,与地形重力波有关的天气尺度雷诺应力的量级,一般情况下,只有几十个帕斯卡。地形重力波的水平波长也可能只有几十公里。由于数值模式分辨率的原因,     

A FLUID EXPERIMENT OF GRAVITY INTERNAL WAVE INDUCED BY TERRAIN

The mountain wave induced by a ridge in two-layer stratified fluid has been successfullysimulated in a tank.The wave pattern is qualitatively similar to that calculated with linear theory.     

DYNAMIC STUDY ON INFLUENCE OF INERTIAL GRAVITY WAVES INDUCED BY UNBALANCED FLOW ON MEIYU FRONT HEAVY RAIN*

The Meiyu front heavy rain process in 1-3 June 2000 is numerically simulated in this paper, and results are then analyzed to show the effects of geostrophic balance collapse,unbalanced flow occurrence,low level jet (LLJ) development,and gravity waves genesis and propagation on the rainstorm.Analyses indicate that the sudden northwest movement of subtropical high may destruct the local geostrophic balance,leading to an increase in the local pressure gradient and the occurrence of ageostrophic flow,and meanwhile the adjustment of circulation starts to build a new balance.During the process,an LLJ and gravity waves appear correspondingly.The dispersion of unbalanced energy through the divergence/convergence of the geostrophic departure winds, promotes the propagation of strong wind cores along the LLJ,and the dispersion direction is influenced by the steering flow and the moisture concentration area.The development of LLJ is one of important conditions,which induces the heavy rain especially in the left front part of the jet where the convergence and shear of winds occur.It is also found that the genesis of disturbance, meso-vortex,and meso-convective system provides a favorable condition for the rainstorm.The above results are clearly illustrated by the high spatial and temporal resolution simulation data from a mesoscale numerical model.     

A FLUID EXPERIMENT OF GRAVITY INTERNAL WAVE INDUCED BY TERRAIN*

The mountain wave induced by a ridge in two-layer stratified fluid has been successfull ysimulated in a tank.The wave pattern is qualitatively similar to that calculated with linear theory.     

非地转平衡流激发的重力惯性波对梅雨锋暴雨影响的动力学研究

文中以 2 0 0 0年 6月 1～ 3日的一次梅雨锋暴雨过程为例 ,通过数值模拟 ,得到了降雨区和强度都与实况基本吻合的结果。进一步利用数值模拟场 ,比较详细地分析了大尺度环流调整后的地转平衡被破坏、非平衡流出现、低空急流建立、重力波发生与传播对暴雨过程的影响。研究表明 ,副高的西伸北跳可以造成局部地转平衡被破坏 ,引起环流的适应调整 ,以建立新的平衡。在这一过程中 ,会出现与之相适应、配合的低空急流和重力波的发生 ;重力波的频散有利于急流中心大风区的传播 ,引导气流和水汽集中区对传播方向有显著影响 ;低空急流的建立则是导致暴雨发生的重要条件之一。通过对高时空密度中尺度数值模拟资料的分析 ,可以较清晰地反映出上述结果。     

中层大气重力波的研究

中层大气(Middle Atmosphere)是近十多年来被广泛使用的一个新名词,它是指从对流层顶的10-16km到湍流层顶约100km之间的大气层,即中层大气由平流层、中间层加上热成层下部的一小部分组成.黄荣辉[1]对中层大气的一般动力学、行星波动力学和赤道平流层波动及其与基本气流相互作用的近期研究作了评述.本文侧重综述中层大气内的重力波及其与基本气流的相互作用.     

大气中惯性重力波的传播

本文根据Whitham和Lighthill等人的射线理论,研究了具有非均匀层结和流场切变的大气中惯性重力内波的传播和折射问题。定义了一个由背景场参数N2(静力稳定度)、ξ_a(惯性稳定度)和U_x(与斜压稳定性有关)的梯度组合而成的所谓“环境稳定度”矢量 ,它对重力波的折射有决定性的作用。结果表明:局地波导方向垂直于矢量 ;稳定度中心之间的过渡地带沿稳定度等值线方向为波能传播的有利通道。      

INTERHEMISPHERIC EFFECT OF DIABATICALLY INDUCED LINEAR STATIONARY WAVES

A numerical investigation of diabatically induced stationary waves in northern winter season was carried out by using a linear steady state spectral model with primitive equations in global domain.It was focused on inter-hemispheric connections of stationary wave behaviour in response to several cases of idealized thermal forcings centred in different latitudes.The results showed that the thermally forced stationary waves in one hemisphere might propagate across the equator into the other hemisphere, and thus contribute substantially to the maintenance and variation of the stationary waves in both bendspheres.     

切变流场中惯性重力内波的发展

假定背景流场为缓变的平行切变流,扰动沿基本流方向是均匀的;用WKBJ方法求解Boussinesg近似下的线性化重力波方程组,根据波作用量守恒原理,研究了流场非均匀性对重力波发展的影响。      

全球资料分析中重力波的重要性

本文用哈佛(Hough)调和分析方法作全球(实测)资料的展开,发现重力波分量在风场和高度场的客观分析中是重要的。对全球范围内一些重要天气系统的描写若忽略重力波分量,则许多天气系统分析的强度就会明显偏弱,甚至分析不出来。低纬地区高、低压中心值偏弱4—8位势什米,中高纬地区也有较大的误差。含有重力波(一定分量)的风场的分析也比地转流函数的风场分析更合理,而且不零乱。 本文对按频率大小编号的重力波分量和涡旋波分量的截取项数,也提供了一些试验结果,似乎以分别取15和25项为宜。