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《斜压球面螺旋行星波和角动量输送》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、,·第卷第期气象学报·,年月斜压球面螺旋行星波和角动量输送’季劲钧中国科学院地理研究所提要,本文分析了斜压大气中球面螺旋行星波的三维结构讨论了这类行星波对大气运动角动量的输。,送过程结果表明在基本流场中存在着水平和垂直切变的急流区在水平方向它使,,西风角动量向急流中心辐合在垂直方向上西风急流区角动量下传以补偿地面摩擦在,。低纬和极地东风带角动量向上传递,,在绕极行星风带中一个显著特点是存在着倾斜的波状扰动很早就有人指出这种“”。、〔
2、‘〕斜槽对行星风带中角动量输送的作用巢纪平叶笃正首次阐明了这种南北,,倾斜的波状扰动是气流绕极点运动的夕效应和由较差转动而产生的螺旋行星波并以。正压模式分析了这种波动的动力学性质,、、我们知道这类倾斜的波状扰动特别在中高纬度它常常是和急流锋区联系在一。,、,。起的在低纬度上下层也有显著的差异这就是说它们存在着复杂的垂直结构同,,,这时随着这类波动的发展和变化将伴随着角动量和能量的输送和转换些都有待进。一步的分析讨论,,、需要提出的是这类波动不仅出现在瞬时的夭气图上而且在月平均多年月平均。,的等压面图上都能看到所以它不仅是具有天气意义而且也具有
3、气候意义的一类波。动,,下面我们将正压模式的方法直接推广到斜压大气中去着重讨论这类波状扰动的三维结构和在大气环流中对角动量平衡所起的作用。一、球面螺旋行星波的控制方程、,、、绝热无粘性的行星尺度大气运动在静力学准不可压缩准无辐散等近似下有”“如下准地转斜压大气的无量纲位势涡度方程叽,二。,。。三主竺里二一。拿丫事乒粤、飞一八以口么」,,式中是无辐散风速劝是水平地转流函数并有,「口·、劝“一切以不月友叹‘夕七‘名」·劝。本文于
4、年月日收到现在大气物理研究所工作。期季劲钧斜压球面螺旋行星波和角动量输送二,一’,。,丑艺,若是转动内数式中分别是数和数方。。程中的变量皆是无量纲数其他符号如通常所用下同,即把流函数劝分为两部分基本流函数切和扰动流函数训‘,,劝一访劝劝《访并有‘,,、访七。岁气望,签少。一一该二万一口岁‘只,劝,其中是基本气流转动角速度代人式得,,尹十二。十十瓦。郭掣、「访晶少等名
5、习,八一少口。刁丝沪访”〕一万二、刀尸厌丁卞石一岁一以汤口为,,,将上式在几切的一球坐标中展开则有切十尸餐影叙命刹箫命器孚默十十·,厅,命豁剐磕孚黔黝分命,作变量替换令二‘,切“、弓气一一不下几夕‘任并记口一三一气十‘切,甲一一凡,代入就得到了球面行星波的控制方程·十十望二二。景鲁豁竺爷笋备豁」一卫尸’。一。鲁豁但架业备奈
6、,其中绝对涡度的纬向变化是,。。,、口「刁萝王石兀厄丁二、七岁川,尸一诵以一顶公二七。甲两以万一一石工,,当层结很强时《!式简化为八‘‘‘口互二劝劝劝二甲一一飞夕布下一月,苏下芍一口苏下‘‘一苏下一一刀儿凡。,,这是正压大气球面螺旋行星波方程可见强层结时即使基本气流存在着垂直切变但。,,对波的结构没有影响所以下面我们只讨论一般层结的情况即,气象学报卷、二球面行星波的三维结构是
7、变系数的偏微分方程,控制方程不能简单地表示成沿三个坐标轴的简谐运。,。〔,动有关这个方程最近已作了较详细的分析幻但是现在我们把讨论暂时限定于系,。,数是时间和空间的缓变函数这只要风的切变不是很强可以这样假定我们认为扰动是,局地的简谐波动于是有劝,‘‘舀‘,、一,,,,,。,。分别为又杏方向上的波数是频率它们都是坐标和时间的一阶缓变函数,。,,就某一个纬度带而言《是地球半径则可近似地认为‘歹罗切罗。罗。常数,并假定常数则式可改写为
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