也谈rossby长波理论及其悖论”

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1、Progress研究进展也谈Rossby长波理论及其“悖论”12陶祖钰费海燕（1北京大学物理学院，北京100871；2中国气象局气象干部培训学院，北京100081）摘要：鉴于罗斯贝长波理论无辐散假定与物理学波动概念之间的矛盾，文章讨论了牵连涡度和相对涡度之间的相互转换实际上都需要通过散度才能实现。从地转适应理论的角度看，罗斯贝无辐散的假定实际上是假定地转适应过程无限快，和物理学的波动概念并不抵触。最后从流线和轨迹的区别分析了长波中散度的分布特征及其与长波移速在物理上的关联。关键词：罗斯贝长波，地转适应，散度，涡度DOI：10.3969/j.issn.2095-1973.

2、2017.05.004DiscussionontheIssueofRossbyWavesTheoryandIts“Paradox”12TaoZuyu,FeiHaiyan(1DepartmentofScienceofAtmosphereandOcean,SchoolofPhysics,PekingUniversity,Beijing1008712ChinaMeteorologicalAdministrationTrainingCentre,Beijing100081)Abstract:Sincethecontradictionbetweenthenondivergenta

3、ssumptionofRossbywavestheoryandtheconceptofphysicsfluctuation,thispaperdiscussesthatthemutualconversionbetweenimplicatedvorticityandrelativevorticityispracticallyrequiredbydivergence.Fromtheviewofthegeostrophicadaptationtheory,thenondivergentassumptionofRossbyisactuallyassumedthattheproc

4、essofthegeostrophicadaptationisinfinitelyfast,whichdoesnotcontradicttheconceptofphysicsfluctuation.Finally,thedistributioncharacteristicsofdivergenceinlongwaveanditsphysicalcorrelationwithlongwavevelocityareanalyzedbasedonthedifferencebetweenstreamlineandtrajectory.Keywords:Rossbywaves,g

5、eostrophicadaptation,divergence,vorticity0引言的一件事。本文试图从欧拉方法的角度，即从流体力《气象科技进展》曾刊登了一篇由美国佛罗里达学来理解罗斯贝长波理论中表面上存在的“悖论”，州立大学地球海洋大气系蔡鸣和中国科学院大气物理并加深对罗斯贝波中涡度和散度变化机理的认识。研究所虞越越撰写的题为《从牛顿力学来认识罗斯贝为此首先介绍罗斯贝长波理论和波的物理本质之[1]波的振动机理及其回复力》的文章。这篇文章实质间存在“悖论”；然后再从涡度方程和散度方程分析上讨论的是罗斯贝长波理论在表面上存在的一个非常地转参数随纬度的变化的重要性，指出

6、罗斯贝长波理明显的“悖论”，即无辐散的假定与物理学波动概念论的无辐散假定的本质实际上是假定地转适应过程无的矛盾。作者试图通过牛顿力学的方法来为这个“悖限快，散度一旦产生就立即转化为涡度。这就是罗斯论”给出一个合理的解释。在此之前，该文作者已和贝长波理论表面上存在“悖论”的本质。美国乔治梅森大学黄渤华在JAS上发表了一篇用牛顿[2]1罗斯贝长波理论的“悖论”力学重新诠释罗斯贝波的振动和传播机理的论文。随意打开一张北半球500hPa天气图（图1），对所谓从牛顿力学来认识长波理论，本质上就是从气块流层中部最醒目的现象就是环绕极地的西风带和叠加运动的角度来认识罗斯贝波。由于“波

7、”是流场的一在上面的波动。罗斯贝对涡度方程种现象，改为用质点动力学来分析气块的运动，即用拉格朗日方法来解释罗斯贝波的机理无疑是非常吃力，（1）收稿日期：2015年6月8日；修回日期：2015年8月20日作无辐散假定D=0，导出了长波移速公式，并揭示了第一作者：陶祖钰（1939—），Email：taozuyu@pku.edu.cn长波的机理是绝对涡度守恒，即资助信息：中国气象局预报员专项（CMAYBY2017-092）；ζa＝ζ＋f＝常数。国家自然科学基金（41475042）式中ζa为绝对涡度，ζ是相对涡度，地球自转涡AdvancesinM