Steady motion and spiral patterns in typhoon

By using the equations describing typhoons in the atmosphere, the steady three-dimensional stream fieldand the corresponding pressure and temperature fields are obtained. The three-dimensional velocity fields construct anonlinear autonomuos system in the physical space. It is shown that the center of typhoon is a local minimum pressurewith positive vertical vorticity and horizontal convergence in lower levels and a local maximum pressure with negativevertical vorticity and horizontal divergence in the upper levels. Because there exits two saddle-focus points in the autnomous system, there exist the spiral patterns, in which the winds blow spirally in and out of the center in the lowerand upper levels in the Northern Hemisphere and cause the ascending motion near the center and dascending motionnear the edge, respectively . All these are in fair conformity with the observations. It implies that the rotation of earthand the viscosity of air play an important role in the spiral structure of typhoons.

台风的定常运动和螺旋斑图

应用控制台风的大气运动方程组求得了台风的三维定常流场以及相应的气压场和温度场，其中的三维流场构成了物理空间的一个非线性自治动力系统．研究指出：根据台风运动的定常解，台风的下层中心是低气压且是正垂直涡度（气旋式涡度）和水平辐合，上层中心是高气压（反气旋式涡度）和水平辐散；根据台风自治动力系统所获得的两个鞍一焦点很好地说明了台风的螺旋斑图，下层空气螺旋向内，引起台风中心附近的上升运动，上层空气螺旋向外引起台风外围的下沉运动，这些都与实际台风结构相似，文中阐明，地球的旋转和大气粘性对台风的螺旋结构是至关重要的．

Rossby波的螺旋斑图

应用描写大气大尺度运动的准地转方程组 ,求得了大气Rossby波的三维定常流场以及相应的位温场、涡度场和散度场 ,其中的三维流场构成了物理空间的一个非线性自治动力系统 .研究表明 ,Rossby波具有倾斜的螺旋结构 ,在流场槽前下层呈水平辐合和上升运动 ,而流场槽后是下沉运动和下层水平辐散 .在水平面上 ,这种倾斜的螺旋结构 ,使得西风动量自北向南和自南向北向Rossby波的中心区集中 ,产生Rossby波的“负黏性”现象 .基本西风气流和地球的旋转 ,对于Rossby波的螺旋结构的形成是十分重要的 .

降水条件下台风的定常运动和螺旋斑图

在牛顿第二运动定律的基础上 ,在垂直方向的运动方程中加入了扰动降水量一项 ,并讨论了加入这一项的合理性和物理意义。重点考虑了在降水条件下台风的运动特征 ,同时求得了三维定常流场中的水平速度 ,其中的三维流场构成了物理空间的一个非线性自治动力系统。研究表明 :根据台风运动的定常解 ,台风的下层中心是低气压且是正垂直涡度 (气旋式涡度 )和水平辐合 ,上层中心是高气压 (反气旋式涡度 )和水平辐散。根据台风自治动力系统所获得的两个鞍 焦点很好地说明了台风的螺旋斑图 ,下层空气螺旋向内 ,引起台风中心附近的上升运动 ,上层空气螺旋向外引起台风外围的下沉运动 ,这些都与实际台风结构相似。文中阐明 :在考虑降水量的影响后 。