地形Rossby波的简单数值模拟研究【毕业论文+开题报告+文献综述】

《地形Rossby波的简单数值模拟研究【毕业论文+开题报告+文献综述】》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、本科毕业论文开题报告海洋科学地形Rossby波的简单数值模拟一、综述本课题国内外研究动态，说明选题的依据和意义Rossby波是由于地球的旋转和形状引起的，当气流有南北扰动时,在Rossby参数(β=df/dy)的作用下,可以形成一种波动,称为Rossby波（PeterB.Rhines.2002）【1】。Rossby波在全球海洋动力过程的调整中起着关键作用,被视为海洋响应大尺度大气强迫的关键动力过程之一，不仅使能量从东向西传播,维持中纬度地区的环流,而且使能量在西边界堆积产生了很强的西边界流,如黑潮、湾流、东澳大利亚流等。在与波性质有关的诸多因素中，地形是重要的因素，对波的发生与发展有明显的

2、作用。国内外70年代对Rossby波进入了广泛的研究，近十年对地形因素的考虑也更加细致。kasahara【2】指出,在西风带中,地形能产生定常波型扰动,而在东风带中只能激发出衰减型扰动。吕克利【3】用WKB方法发现地形的南北坡和东西坡对Rossby波及其能量传播的影响不同。刘式适【4】等内利用一个受地形强迫作用的半地转的正压模式讨论了非线性Rossby波的稳定度和解,发现非线性Rossby波可用KDV方程描述。袁叔尧、王昭【5】28正通过计算地形rossby波对南海西部,北部冬、夏季多年平均的环流形势的影响,证明了Rossby波只是多种影响因素之一。他的计算反映了一个事实,即在讨论的海域中

3、,等深线密集的海区Rossby波动主要是由于底形倾斜产生的等效β效应而引起的,而coriolis参数随纬度变化产生的β效应则是次要的。黄瑾,董婕【6】等人利用浅水波模式研究了地形坡度对地形Rossby波相速和稳定性的影响,得到以下结论。地形Rossby总是相对基本气流西传的,波动相速随地形坡度和扰动波长的增加而减小,当地形坡度和扰动波长同时增大到一定程度时,地形Rossby波可能会出现准定常静止，甚至是向西传播的情况,并且指出地形Rossby波相速相对于基本气流的分布与基本气流的强度无关。和经典Rossby波不同,地形Rossby波在一定的条件下有可能出现不稳定地增长,基本气流越强,不稳定

4、波的波长越长。Killworth【7】认为缓慢变化地形只能在局部地区对斜压波起作用,整体作用并不重要。Tailleux【8】认为即使是小尺度地形也可以使一阶斜压Rossby波发生系统性的加速。Tailleux【9】并且提出了“压力补偿假设,强调了地形的重要性。Maharaj等研究认为孤立陡峭的地形使得Rossby波减速,而经向长条形的海脊有利于Rossby波的加速。黄瑾,周小刚【10】利用浅水波模式对基本气流中的地形Rossby波振幅特征进行了数值上的计算,并据此研究了地形Rossby波振幅和地形坡度、基本气流强度之间的关系.计算结果表明,在一般大尺度地形坡度作用下基本气流中的扰动振幅和中

5、高纬度上实际大气长波的振幅在量级上是相当的,坡度对地形Rossby波具有增幅作用,地形坡度越大,增幅作用就越明显。地形坡度的存在还使地形Rossby波最大振幅中心位置向北移动,地形坡度越大,北移的程度也相应越明显,然而在通常的大尺度地形坡度情况下,最大振幅中心北移的尺度不超过500km,地形坡度对扰动振幅位置的影响可能是造成大气行星波动中心位置在大陆上北偏而在海洋上南偏的原因之一。赵平,孙淑清【11】28等人在半地转条件近似下,用相平面方法得到了有地形影响和纬向基本气流作用的非线性方程。通过泰勒级数展开我们得到描述地形Rossby波线性和非线性的近似方程,并讨论了波动的稳定性和波动的解的性

6、质。在线性与非线性情况下,波动稳定性判据形式是一样的,都与纬向基本气流及它的水平切变有关。在非线性近似条件下,地形Rossby波可以用孤立波来表示,其振幅与基本气流的切变无关。在地形坡度及基本气流的影响下,可形成孤立波槽或孤立波脊。基于Rossby波对于天气的巨大影响，目前，很多学者对Rossby的做出很多研究，也有了很优秀的成果。不过对于地形及其他因素对于波形影响的研究还远远不足，本文侧重于地形对于Rossby的影响研究，将是对全面了解Rossby波的一个很好的补充。另外，现今非常多对于Rossby的研究结果都是基于浅水模式方程，通过对方程的不同理解和计算取得了优异的成果。ROMS模式是

7、另一个更复杂更精确的计算模式只建立以来解决了很多繁琐的海洋问题，然而以这一模式为基础的Rossby研究还非常少。基于此，本文运用ROMS模式在一个海域内对一个完整的Rossby波孕育和发展过程进行了模拟，结果用图像的方式输出，再对图像进行深入的分析，并结合前人浅水模式的研究结果达到对Rossby波运动规律及其性质更深入的理解。二、研究的基本内容，拟解决的主要问题：1.地形Rossby波的定义及其动力2.地形Rossby波