切變基流中赤道Kelvin波及緯向對稱擾動的穩(wěn)定性

本文使用赤道β平面下的熱帶大氣Boussinesq近似方程組,分析了緯向切變基流中的赤道Kelvin波以及緯向對稱擾動的穩(wěn)定性.研究結果表明,在緯向基本氣流只具有y方向水平切變的情況之下,基本氣流在y方向的切變并不能導致Kelvin波發(fā)生不穩(wěn)定,只能導致不同的緯度上對應于Kelvin波傳播的相速度有所不同.擾動位勢和擾動風速等物理量在y方向的分布特征與基本氣流無關.在只考慮垂直切變基流時,要存在穩(wěn)定的相對于平均基流向東傳播的Kelvin波必須要滿足Richardson數Ri＞2的條件.基本氣流在垂直方向的切變也不能導致Kelvin波發(fā)生不穩(wěn)定,只能導致Kelvin波的相速度發(fā)生Doppler頻移效應.擾動位勢以及擾動速度在y方向的分布特征與基本氣流在垂直方向的切變有關.當風的垂直切變大于零時,對流層低層的擾動位勢和擾動速度沿y軸的正反方向衰減較快;而當風的垂直切變小于零時,對流層高層的擾動位勢和擾動速度沿y軸的正反方向衰減較快.對于沿緯圈方向的對稱天氣系統(tǒng),只要風的垂直切變較大,滿足Ri＜1時,低緯重力慣性內波一定會發(fā)生不穩(wěn)定.而當基本氣流的垂直切變較小(Ri＞1)時,本文則給出了該擾動發(fā)生不穩(wěn)定的判據條件.只要風的水平切變足夠大,大于某一臨界值(該臨界值與垂直波數m,β因子,靜力穩(wěn)定度N2以及Richardson數Ri有關),在赤道y-z平面上的重力慣性內波也會發(fā)生不穩(wěn)定,從而引起這種沿x軸對稱擾動的激發(fā)產生與發(fā)展.

作 者： 沈新勇 何金海 蘇銀蘭 周偉燦 Shen Xinyong He Jinhai Su Yinlan Zhou Weican   作者單位： 沈新勇,何金海,Shen Xinyong,He Jinhai(南京信息工程大學大氣科學系,南京,210044)

蘇銀蘭,Su Yinlan(江蘇省氣象局,南京,210008)

周偉燦,Zhou Weican(南京信息工程大學數學系,南京,210044) 

刊 名： 氣象科學  ISTIC PKU 英文刊名： SCIENTIA METEOROLOGICA SINICA  年，卷(期)： 2006 26(6)  分類號： P432  關鍵詞： 赤道β平面近似   切變基流   穩(wěn)定性   Kelvin波   緯向對稱擾動  

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