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强迫耗散正压大气中四波共振 总被引：1，自引：0，他引：1
本文首次研究了含Ekman摩擦和非绝热加热的四波共振动力学．使用新的双时间尺度和新的时间变换式，由四波共振的广义Landau方程，导得普遍的非线性低频周期解，Ekman摩擦使得低频周期具有滞后和突变返回两个重要特征，而非绝热加热作用与中高纬准双周振荡有关，中高纬的30－50天振荡则与自由Rossby波准共振有关．本文还研究了四波共振产生的爆发性不稳定，指出较大振幅波产生的爆发性不稳定可能是阻塞迅速形成的又一重要原因，还首次得到在正压大气中Ekman摩擦能够激发爆发性不稳定．本文结果纠正了Craik于1985年提出的在流体力学中广泛应用的两个错误论断． 相似文献
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正压大气中地形波与自由Rossby波的四波准共振 总被引：1，自引：0，他引：1
本文研究了正压大气中一个地形波与三个自由Rossby波的四波准共振动力学特征。由含大地形的准地转正压涡度方程，引入双时间尺度，导得了地用波与自由Rossby波的四波准共振耦合方程组，并求得其低频周期解．由数值计算表明，对于Charney所用地形高度，此解正是准双周振荡。大地形强迫是激发三个自由Rossby波相互输送能量的重要物理机制，使得二个自由Rossby波同时向第3个2波型自由Rossby波输送能量以形成准双周振荡或阻塞。这一结果与观测事实也比较一致。 相似文献
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斜压大气波动准共振与中高纬低频振荡 总被引：2，自引：0，他引：2
从准地转两层模式出发，可能产生两种情况准共振：（１）纯正压波；（２）两个斜压波和一个正压波。本文对（２）求得准共振三波振幅的解析解和波能量变化周期的近似式。此近似式和数值计算结果两者都表明，斜压情况能量变化周期比正压情况更容易趋于准共振频率偏离Δω自身周期，从物理上指出，波的位相与波振幅之间存在着一个反馈机制，由正压波与斜压波之间的慢变相差引起的动能与有效位能的互相转换，形成了正压波和斜压波交替增强和减弱的低频振荡，其振荡周期与上述近似式一致。当Δω～（０．１－０．０２）。（ωｊ）时，平均能量周期为１２－４３ｄ，而当Δω＝０时，平均周期为３６６ｄ．因此，频率偏离Δω出现仍可能是产生料压大气中高纬低频振荡的一种新的重要机制。 相似文献
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从简单海气耦合相互作用的非线性方程组出发,导出描述大气和海洋运动的无量纲准地转涡度方程．对准地转涡度方程引入双时间尺度后,在准共振条件Ｋ１＋Ｋ２＋Ｋ３ ＝０和ω１ ＋ω２ ＋ω３ ＝Δω下,求得大气和海洋波－波非线性相互作用的２组耦合方程,其中大气耦合方程中含有海洋强迫作用项．由这２个耦合方程组求得大气和海洋波动能量变化周期的近似解．结果表明：在考虑非线性效应的情况下,由波动共振引起的大气和海洋波动能量变化在中纬地区具有准２０ａ的周期,说明非线性效应对海气耦合也具有调制作用,从而确定准２０ａ气候年代际振荡形成的新机理． 相似文献
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利用准地转正压涡度方程全球谱模式，以对三个行星波准共振相互作用作了数值试验，取两类准共振波矢：（１）Ｋ１＋Ｋ２＋Ｋ３＝０，ω１＋ω２＋ω３＋△ω；（２）ｋ１＋ｋ２＋ｋ３＝０，ｌ１＋ｌ２＋ｌ３＝△ｌ，ω１＋ω２＋ω３＝０，分别积分９０ｄ，得到了一些重要结果：（１）纬向波数ｋ＝１，２，３的三个行星波存在着较强的波－波相互作用；（２）由于波波相互作用，这三个行星波存在着周期为２０－４５ｄ左右的低频振荡， 相似文献
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从准地转正压涡度方程出发，在ｋ１＋ｋ２＋ｋ３＝△ｋ、ｌ１＋ｌ２＋ｌ３＝０和ω１＋ω２＋ω３＝０的准共振条件下，分析了准共振三波能量和位涡拟能的传输。当△ｋ很小时，准共振三波组的总能量和总拟能近似守恒；三波之间能量和拟能的传输方向与共振情况基本相同，但中波向长波传输较多能量、向短波传输较多拟能和三波之间产生能量与拟能传输这三者的可能非线性准共振的面积与共振时相比均有较大的变化，而三者的面积比也有较明 相似文献
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１正压大气波动准共振及波与波之间能量的输送《安徽气象》２００１年第３期杜世光淮北市气象局２３５０００提要本文从准地转正压涡度方程出发，在准共振条件K１＋K２＋K３＝０和W１＋W２＋W３＝△W下，求得准共振三波振幅的解析解为椭圆函数，并通过数值计算结果验证了这一结论。同时分析讨论了准共振三波能量的传输，经详细的计算分析得出三波组准共振大约在７０％的情况下是中波向长波输送或获取长波的能量多于短波，约３０％的情况是中波获取或输送给短波的能量多于长波。２用动态相关法分段相关法建立稳定的预报工具《云南气象》２… 相似文献
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本文从大气中的热量平衡和陆地下垫面的热传导方程出发,探讨陆-气耦合作用。发现在这耦合系统中存在两类长周期波动:一类是周期约为4—9个月的准半年波;另一类是周期为2—5年的准三年波。重点讨论了准三年波的振荡特性。 相似文献
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近共振地形强迫Rossby孤立波 总被引：1，自引：1，他引：1
利用扰动展开和时空伸长变换导得了包括地形强迫的非齐次ＫｄＶ方程，讨论了近共振地形强迫Ｒｏｓｓｂｙｙ孤立波的产生，及其与自由孤立波的相互作用，得到了一些有意义的结果，显示出地形对扰动具有明显的增幅作用，在某种程度上可以解释局地地形在阻塞高压形成中的作用。 相似文献
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In this paper,by using the simplified hydrodynamic equations of barotropic nondivergent atmosphere incylindrial coordinates,the nondispersion cnoidal wave solution of spiral planetary waves is discovered.The formulas of wave speed and the diagnostic relationships between wave parameters are obtained,mostof which are consistent with observed facts.It might mean that the nondispersion cnoidal wave does existin the real atmosphere.At least it might be a first approximation to the actual nonlinear wave. 相似文献
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Rossby波的能量、能量通量与Lagrange函数 总被引：1，自引：1，他引：1
利用正压涡度方程计算波动能量通量时,它的形式将不同于直接利用运动方程所求得的通量,这是一个于六十年代初所提出的问题。在本文中,对此问题进行再次分析与研究。结果表明,如果将运动方程进行改写,使其包含了与涡度方程相等的条件,对于波动而言,就整个波动范围求平均且假定波动振幅为常数,则可得到相同的表示式。于文中,还利用此改写的运动方程,导得了波动位能的表示式,这为进一步研究非线性Rossby波提供了一个物理基础。 相似文献
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Wu Rongsheng 《Acta Meteorologica Sinica》1987,1(2):143-150
The energy flux derived from the barotropic vorticity equation differs from that obtained directly from the momentum equation.We re-study this problem raised in the early 1960s.The results show that if the momentum equation is rewritten in such a way that it contains the same conditions as that for the barotropic vorticity equation,then the same form of average energy flux can be obtained for the waves with constant amplitudes.With this new momentum equation,the potential energy of Rossby wave is derived and Lagrangian of nonlinear barotropic vorticity equation can be approximately found with this potential energy.This provides a physical basis for studying the dynamics of nonlinear Rossby wave with the approach of calculus of variation. 相似文献
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The linear two-layer barotropic primitive equations in cylindrical coordinates are used to derive a gen- eralized energy equation, which is subsequently applied to explain the instability of the spiral wave in the model. In the two-layer model, there are not only the generalized barotropic instability and the super high- speed instability, but also some other new instabilities, which fall into the range of the Kelvin-Helmholtz instability and the generalized baroclinic instability, when the upper and lower basic flows are different. They are perhaps the mechanisms of the generation of spiral cloud bands in tropical cyclones as well. 相似文献
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管兆勇 《南京气象学院学报》1993,16(4):418-424
通过对非线性方程组的求解和讨论，指出：非线性Ｋｅｌｖｉｎ波与线性波相比，在扰动的水平结构和时间演变上都存在着显著的差异；在波动的传播方式上也较线性情形复杂。与层结大气中的正压模态有关的波动亦有与上述类似的特征。 相似文献
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本文推导出柱坐标系下含有粘性摩擦项的正压方程组。选取2005年台风麦莎登陆浙江过程中的8月6日15时的WRF(Weather Research and Forecasting)模式输出资料,利用数值差分方法对该正压方程组求特征波解,分析粘性摩擦对台风麦莎内部正压特征波动的影响。结果表明,重力惯性外波在粘性摩擦的影响下,最不稳定波的波数为45左右,波动在摩擦的影响下衰减,波动沿逆时针传播,在半径1000 km处,1波波速为47.43 m/s,在半径r>800 km的范围内,径向风分量扰动加大,辐合辐散运动增强;而摩擦影响下的涡旋Rossby波,2波最不稳定,波动增长率减小,在半径r=200 km处波动相速度为4.282~29.172 m/s,扰动涡度大值区范围减小,涡旋Rossby波的波动区域沿着径向向台风中心收缩。分析包含所有波动时,考虑摩擦后,最不稳定波数在45左右且波动衰减,1波波速在r=1000 km处(外螺旋雨带)为26.374 m/s;在半径r=200 km(内螺旋雨带)为5.275 m/s,考虑径向基本气流后,最不稳定波的波数保持不变,半径r=1000 km处的波速增加为30.324 m/s,r=200 km(内螺旋雨带)处波速为6.065 m/s,摩擦使得径向风分量扰动明显增大,辐合辐散运动加强。 相似文献
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本文利用北半球正压原始方程模式和理想初始场，加入北半球实际的平滑地形的作用，对北半球超长波2波型、3波型、长波4波型、5波型，分别进行了240小时的积分计算。从考虑地形和不考虑地形的四组结果对比中，发现地形对上述四种波型的演变有很大的影响，证实了地形作用确系影响大气环流、形成某些天气气候特征的重要因素之一；同时发现，在地形的动力作用下，北半球大气形成了一些重要的环流系统。例如，极涡向北欧偏移，东亚、北美大槽和阿拉斯加脊的维持，都与地形有密切关系。在地形作用下:（1）北太平洋西槽东脊，而北大西洋西脊东槽。（2）阻塞和切断形势的出现更为频繁、典型。（3）在欧亚大陆上，m=4时出现倒Ω流型，而m=5时，出现两槽一脊型。 相似文献
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本文将柱坐标中正压无辐散大气的运动方程组作适当简化后,求出了螺旋行星波的非频散椭圆余弦波解,并得到了波速公式及波参数间的一些诊断关系。这些关系绝大多数与观测事实相一致,故在大气中这种非频散的椭圆余弦波可能是真实存在的。或者可作为真实的非线性波动的第一近似。 相似文献