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。     

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.     

地球自转与气候动力学──振荡理论

考虑地球自转速率随时间的变化,并应用描写低纬地球流体（大气和海洋）的水平运动方程,分析了地球自转速率变化对低纬大气和海洋振荡的影响．研究指出：地球自转速率的变化不但会直接影响低纬大气和海洋的振荡周期和振幅,而且会影响纬向风和洋流的变化,从而导致海温和海平面的变化．所以,地球自转速率的变化是影响全球气候变化的重要因素之一．关键词##4地球自转速率;;气候变化;;大气和海洋的振荡     

台风的定常运动和螺旋斑图

应用控制台风的大气运动方程组求得了台风的三维定常流场以及相应的气压场和温度场,其中的三维流场构成了物理空间的一个非线性自治动力系统。研究指出:根据台风运动的定常解,台风的下层中心是低气压且是正垂直涡度(气旋式涡度)和水平辐合,上层中心是高气压(反气旋式涡度)和水平辐散;根据台风自治动力系统所获得的两个鞍一焦点很好地说明了台风的螺旋斑图,下层空气螺旋向内,引起台风中心附近的上升运动,上层空气螺旋向外引起台风外围的下沉运动,这些都与实际台风结构相似,文中阐明,地球的旋转和大气粘性对台风的螺旋结构是至关重要的。     

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。     

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     

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   

辐射冷却与低频振荡中的宽频带现象

利用赤道Ｂ平面近似和长波近似分析了辐射冷却效应对热带地区纯斜压低频波的作用,发现辐射冷却并不仅是对波动的发展起阻尼作用。在辐射对流的微妙平衡条件下,辐射冷却通过调整对流加热垂直廓线而影响低频波相速度和波动周期,使之呈现出宽频带的现象。而非绝热加热强度也并非越大越好。只有在强度适中的情况下,低频波才会被激发和维持下去,并出现宽频带现象。要得到适中的加热强度,辐射冷却的的影响不容忽视。     

雅可比椭圆函数在大气和海洋动力学中的应用:二维非线性Rossby波研究

提出了扩展雅可比椭圆函数方法,来求得Petviashvili方程的精确解析解.Petviashvili方程被视为正压准地转位涡度方程的非地转扩展,应用该方法可以得到很多二维非线性Rossby波的周期波解,在取极限情况下,也可以得到二维Rossby孤立子解.     

湍流不同尺度间的相互作用

湍流是由各种不同尺度的涡旋构成的。从整体上讲,存在Ｋｏｌｍｏｇｏｒｏｖ导得的惯性区结构函数的２／３次方定律和能谱的－５／３次方定律。这种幂律相关的湍流是由每种尺度上指数相关的局部相似的Ｂｒｏｗｎ运动所构成,从而从理论上解释了不同尺度之间的相互作用以及湍流系数Ｋ随尺度变化的规律,初步论证了大气不同层结下湍流系数的差别。结果对研究大气、海洋不同尺度间的相互作用有重要意义。