斜压基流中的非线性中尺度重力惯性波

本文使用行波法分析求解y-z平面上的二维流体非线性动力学方程组,在斜压基流的背景场下讨论了CISK加热影响下的粘性非线性椭园弦波以及重力惯性孤立波的特征。一般情况下,中高纬度地区层结较稳定在呈气旋性切变的强斜压性基流背景场之中,CISK加热系数ηb较小而ηd较大影响下的重力惯性孤立波表现为陡而范围小的特征。也就是说,在较小的中尺度范围内,集中产生较为强烈的灾害性天气。

斜压切变基流中横波型扰动的特征波动──Ⅰ:谱点分析

文中对谱点的分布作了定性分析和数值计算。结果发现：当基流存在切变时，无论是重力惯性波还是涡旋波都存在连续谱。在通常的环境下，对天气尺度的扰动，3支波动的连续谱不重叠，3支波动明显可分；当扰动尺度小于临界波长l0时，可出现涡旋波和一支重力惯性波的两波连续谱区的重叠，当扰动尺度小于l0／2时，可出现涡旋波和一对重力惯性波的三波连续谱区的重叠，此时两种波动不可分。当出现重叠谱时，若出现不稳定扰动，其频率的实部落在重叠谱区。

斜压切变基流中横波型扰动的特征波动 Ⅱ:谱函数

“斜压切变基流中横波型扰动的特征波动 :谱点分布”一文中分析了斜压切变基流中横波型扰动的谱点分布 ,这里又对其谱函数进行了分析讨论。结果表明 :当基流在垂直方向存在切变时 ,重力惯性波与涡旋波的谱函数在垂直方向上均可出现临界层 ,临界层的高度随频率σ而变化 ,即重力惯性波与涡旋波都存在连续谱 ,但涡旋波与重力惯性波连续谱的结构却不同 ;对天气尺度扰动 ,两支重力惯性波和 1支涡旋波的连续谱不重叠 ,此时每支波动仅有 1个临界层 ;而对次天气尺度的扰动 ,重力惯性波与涡旋波的连续谱区会发生重叠 ,在连续谱的重叠区 ,重力惯性波仍只有 1个临界层 ,但涡旋波则可以有 2个或 3个临界层。无论是涡旋波还是重力惯性波其连续谱的波包随时间都是衰减的 ,但涡旋波波包比重力惯性波波包衰减得慢。