高等大气环流讲义5-大气瞬变波

ing, China, July 2005РProfs. Zhu Weijun & Sun ZhaoboРNanjing Institute of Meteorology?Nanjing University of Information Science & TechnologyР《高等大气环流》Р1Р高等大气环流Р0. 引言?1980年1月和7月全球大气环流的若干特征(Ch1: P1-23)?气候平均定常波:观测证据(Ch2: P24-52)?低频大气变化的观测研究(Ch3: P53-94)?热带外地区对流层中定常和准定常涡动:理论(Ch6: P126-174)?瞬变涡动及其与平均气流的相互作用(Ch7+Ch8: P175-246)?海气相互作用(Ch11: P321-356)Р2Р从本质上上讲大气环流是极其不稳定的,在各种时间尺度上都存在扰动。正如大气存在从分子尺度到全球尺度的各种空间尺度,大气环流也呈现出从几秒的小尺度湍流到能引起全球主要气候变化的一系列时间尺度。引起这些频率变化的原因是多种多样的,其中有内部的,也有外部的。一般来讲,高频变化主要决定于大气内部的动力学机制,而随着频率越来越低,外部强迫因素则越来越占主导地位。Р5 大气瞬变波Р5.1 引论Р3Р4Р5.2 一般性讨论Р在研究专门平均算子和对某种平均的偏差所引起的净输送之前,首先对这些输送进行一般性讨论是有益的。假如所考察的量在一定条件下是守恒的,那么这样的讨论也就比较容易。据此,我们用旋转Р平面上气流的准地转Рp坐标下的位涡方程作为讨论的出发点:Р5Р6Р7Р8Р5.3 瞬变波动结构Р尺度分析的结果表明,中纬度的大尺度运动近似无辐散,风满足地转平衡的旋转分量远大于其辐散的非地转分量,并且两者的比率大约为Rossby数的量级。因此可以用一随x和y正弦变化的地转流函数来模拟瞬变波动的水平结构,即:Р9Р10