等熵坐标中的能量估计

一、引 言 自从1955年Lorenz的文章“有效势能和大气环流的维持”发表以来,大气能量循环已经成为许多大气环流研究的焦点。在这些研究中大部分使用了Lorenz介绍的有效势能 (APE)的近似形式。APE的这种近似形式包抱在等熵坐标中,对APE的二次近似和从等熵坐标向等压坐标转换中的定常静力稳定近似。Dutton和Johnson(1967年)强调等熵坐标中的能量学,因而,对APE使用了一种不包括近似的形式。 最近,Masutani和 Johnson(1986年)比较了用和不用地形、边界项以及近似形式计算的APE,其结果总结在本文的第二节中。第三节中介绍计算Montgmery流函数(s)的涡旋和纬向分解的另一种方法。 把变量S与考虑地形计算APE的确切形式(A)和等压坐标中的近似形式(θ)进行比较,在计算A和S时,没有使用计算θ时使用的近似形式。