低纬大气振荡的一个非线性模式

本文根据低纬大气基本要素场的分布特点,对控制低纬大气运动的方程组作了某些简化,建立了一个应用赤道β平画近似的描写低纬大气固有振荡的非线性模式。从这个模式出发,本文讨论了:(1)没有气压场影响时的纯惯性振荡;(2)考虑气压场且假定气压场是y的对称函数时的惯性振荡;(3)振荡平衡点的稳定性和在一定条件下出现的分岔现象;最后分析了纬向风速振荡周期变化的数值结果。本文研究指出: (i)纯惯性振荡只是在低纬的西风流场中才存在,纯惯性的线性振荡的圆频率为ω₀=√β₀μ₀*,相应的振荡周期为一到两周。在非线性条件下,出现两种圆频率的振荡:ω₀=√β₀μ₀和ω₁=1/2β₀y₀,但一般对线性振荡的结果影响不大,只是在出现孤立子振子时(此时ω₁=ω₀),振荡周期迅速增长,出现长周期的低频和超低频振荡。 (ii)考虑了气压场后,不只是在低纬的西风流场中存在振荡,在弱东风流场中也会出现振荡。不过,低纬的弱气压场对惯性振荡的影响主要在于改变惯性稳定度的数值,但对振荡的周期影响不大。 (iii)惯性振荡的稳定性由惯性稳定度参数μ决定。在线性条件下,当μ<0时,低纬惯性振荡是稳定的,当μ>0时,低纬惯性振荡是不稳定的;但在非线性条件下,即便在μ>0时也会出现稳定的惯性振荡,这是非线性对不稳定增长的抑制作用所致。因而当参数μ由负值变到正值时,在b<0的条件下出现了超临界分岔。      

正压准地转模式中大地形作用下的低频波

利用包含大地形和常速纬向基本气流的正压准地转位涡度方程,研究了大地形对低频波激发的作用,结果表明,起作用的地形因子主要是地形的最大高度和地形坡度。地形最大高度的作用主要是使Rossby波趋向低频,而地形坡度的作用主要是对Rossby波的稳定性起决定作用,同时适当的地形坡度也可导致低频波的形成。而常速纬向基流在总体上的作用是使波动变得趋向低频,且西风基流更有利于低频（30～60天）波的形成。从纬向波数上看,纬向3波以上的波动更容易出现低频（30～60天）。     

CISK,EVAPORATION-WIND FEEDBACK MECHANISM AND 30—60 DAY OSCILLATIONS IN THE TROPICAL ATMOSPHERE

A baroclinic semi-geostrophic model with evaporation-wind feedback mechanism(EWFM)and CISK is established,two non-dimensional parameters a and η are introduced to representEWFM and CISK,respectively.Analytic solutions of the model system are obtained,dynamicsanalyses and the model atmosphere calculations further confirm that EWFM and CISK are veryimportant physical processes in leading to the low-frequency oscillations in the tropics.     

A BAROTROPIC QUASI-GEOSTROPHIC MODEL WITH LARGE-SCALE TOPOGRAPHY, FRICTION AND HEATING

Based on the barotropic equations including large-scale topography, friction and heat factor, a barotropic quasi-geostrophic model with large-scale topography, friction and heating is obtained by means of scale analysis and small parameter method. It is shown that this equation is a basic one, which is used to study the influence of the Tibetan Plateau on the large-scale flow in the atmosphere. If the friction and heating effect of large-scale topography are neglected, this model will degenerate to the general barotropic quasi-geostrophic one.     

基本流场切变对赤道长Rossby波的影响

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     

地球自转与El Nio——海气耦合理论

从低纬的海气耦合的浅水模式方程组出发 ,运用正交模和特殊函数的方法进一步讨论地球自转速率变化对海气耦合系统的影响 .研究表明 :地球自转速率的变化通过海气耦合一方面使大气和海洋的Kelvin波和Rossby波的移动及稳定性发生变化 ,另一方面使纬向风、洋流和海表温度发生变化 .特别是在地球自转减慢时 ,通过海气耦合 ,出现纬向风和洋流异常和大洋东部海表温度增加 ,从而导致引起全球气候异常的ElNi no现象     

正压大气中尺度半平衡和准平衡动力学模式

应用描写正压大气运动的基本方程组，分析了中尺度大气运动的物理特征，指出非平衡强迫运动是引起中尺度重要天气演变的根本原因。中尺度动力学方程组是中尺度动力学理论研究的基础，因此，结合中尺度大气运动的基本特征，依据严格的尺度分析理论和摄动理论，简化基于流体力学和热力学的大气动力学方程组使之能够恰当地描述出中尺度运动的基本特征，对于中尺度动力学的发展是极为必要的。基于非线性平衡方程所得到的半平衡和准平衡动力学模式分别与半地转和准地转模式极为相似，它们可以较精确地描述中尺度大气运动的基本特征，因而，可作为中尺度动力学研究的理论基础。将准平衡动力学模式应用于中尺度涡旋系统的研究，结论表明中尺度平衡涡旋系统主要是受梯度风控制，其流场和气压场的发展演变则由一个演化方程来描写，获得了较为理想的结果。     

大气运动的螺——极分解和Beltrami流

本文首先将不可压缩流体速度场的螺－极分解用来描三维大气运动后的垂直速度；涡度和螺度，其次，叙述了Ｂｅｌｔｒａｍｉ流的概念，并论证了对于无摩擦的大气运动满足广义地转关系定常解就是大气运动的Ｂｅｌｔｒａｍｉ流，最后，应用小参数方法讨论了定常准地转模式中的螺度，研究指出：大气运动的螺度紧密地与稳定层结条件下垂直运动和温度平流有关；上升运动和暖平流对应于正螺度，下沉运动和冷平流应于负螺度。     

地球大气行星波的螺旋结构

本文从描写大气大尺度运动的动力方程组出发,讨论了地球大气行星波的螺旋结构,给出了这种螺旋结构的“宏图”,指出:(1)螺旋状的行星波在整个大气三度空间都存在;(2)准水平面上的行星波是对数螺旋结构,这种行星波在垂直方向上也呈对数螺旋分布;(3)螺旋行星波存在一个相速条件(即存在范围),它的形状与波位相速紧密相关,而且它有频散作用;(4)螺旋波的形成,主要由于南北方向和垂直方向空气的较差转动及Coriolis参数随纬度的变化。     

台风的螺旋结构

本文从描写台风运动的动力方程组出发,讨论了台风的螺旋结构,给出了这种螺旋结构的图样,指出:(1)台风螺旋结构的形成是台风中重力惯性内波,特别是重力内波的作用所致,(2)台风螺旋结构的形式与波位相速紧密相关,北半球的曳式螺旋结构要求螺旋图样环绕台风眼逆时针且由中心向外运动,其向外运动的速度近于重力内波的传播速度,(3)台风的曳式螺旋倾角一般小于45°,而在台风边缘,倾角约为10°,螺旋臂间距在二旋臂结构中平均为220公里,而在四旋臂结构中平均为110公里,(4)台风螺旋波也有频散作用,在曳式螺旋中c_(gr)与c_r皆为正,且c_(gr)相似文献