大气中的包络Rossby孤立波——纬度效应的作用

本文进一步对旋转正压大气中的包络Rossby孤立波进行了研究,结果发现当Rossby波的波数m(m为纬向波数)满足1<m<2时,旋转正压大气中才存在包络Rossby孤立波,并且只有m=2的包络Rossby孤立波才具有阻塞高压的结构。我们还对这种m=2的包络Rossby孤立波随纬度变化的持续性进行了计算,得到了许多结果。

地形作用下的Rossby孤立波

本文利用正压模式的非线性方程组,讨论了地形作用下Rossby孤立波的存在问题。研究结果表明,Rossby波在一定条件下会出现孤立波。

f平面-大气阻塞中的Rossby孤立波

本文采用多重尺度法研究了基本气流具有弱切变的非线性正压Rossby波,得到了偶极子阻塞形成的一个理论及其影响。在f平面下求得它的波包满足非线性Schr&#246;dinger方程。指出:当Rossby波的波数满足 (k为纬向波数,m为经向波数)时,大气中周期Rossby波可以产生调制不稳定,形成包络Rossby孤立波。

带强迫项的变系数KdV方程的多孤立波解及其应用

本文利用改进的齐次平衡法,首先得到了带强迫项的变系数KdV方程的多孤立波解,然后借助此解得到了强迫KdV方程的多孤立波解.最后作为应用例子,利用图形分析方法分析了Rossby孤立波的相互作用,指出了影响Rossby孤立波相对幅度、相位、传播方向及平衡位置的主要原因.

旋转层结流体中垂直切变基本流、β效应、地形效应和强迫耗散共同作用下的Rossby波

本文运用摄动法和WKB方法(多尺度方法),从位涡守恒方程出发,分析旋转层结大气中基本流有垂直切变以及层结效应对β效应、地形效应和强迫耗散共同作用下的Rossby波的影响,得到一个非标准形式的非线性Schr?dinger方程,而在水平波数小于3时该方程有包络孤立波解;又进一步说明基本流的垂直切变对包络Rossby孤立波的波速的影响;强迫耗散对包络Rossby孤立波稳定度的影响.另外,本文还应用常数变异法求解了非齐次的Bessel方程,得到包络Rossby孤立波的经向结构.

西风流场切变分歧及其对东北冷涡形成的影响机制的初步分析

本研究运用多尺度变换和摄动法简化正压准地转涡度方程,分析了西风流场切变对具有非线性Shrödinger孤子特征的包络Rossby孤立波的影响,并分析了具有这类波形的西风流场的拓扑结构。结果表明:(1)西风流场切变存在一临界值,当切变小于这个临界值时,流场的拓扑结构无奇异点,只有退化的中心结构,对应的西风流场为纬向流场;大于这个临界值时,流场的拓扑结构存在奇异点,西风流场则有涡旋产生。(2)流场奇异点出现位置不同,西风流场呈现不同的涡旋流型,当奇异点仅出现在系统的北部时,则西风流场呈Ω型阻塞流场;当奇异点仅出现系统的南部时,则西风流场呈倒Ω型切断流场;当奇异点在南北部均出现时,则西风流场呈偶极子型阻塞流场。(3)倒Ω型流场和偶极子型阻塞流场中,均有切断低压出现,如果切断低压在乌拉尔山附近形成,向下游运动到我国东北地区,则为东北冷涡。研究从东北冷涡的源头阻塞形势为切入点,结合阻塞的全局思想与局地特征,探讨东北冷涡的形成机制,深化了对东北冷涡形成的认识。

正压大气模式中在地形效应和β效应作用下的非线性Rossby包络孤立波

在正压大气模式下,采用多重尺度法研究了基本气流具有弱切变的正压非线性Rossby孤立波包,得到了当波振幅和纬向波数都是缓变情况下Rossby波包振幅的演变满足带有β效应和小尺度地形作用的非线性非齐次Schrdinger方程.说明β效应和地形效应是诱导Rossby包络孤立波的重要因素.