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摩擦和非线性对斜压初始扰动发展的影响

袁娴 谈哲敏

袁娴, 谈哲敏. 摩擦和非线性对斜压初始扰动发展的影响[J]. 大气科学, 2004, 28(6): 847-863. doi: 10.3878/j.issn.1006-9895.2004.06.05
引用本文: 袁娴, 谈哲敏. 摩擦和非线性对斜压初始扰动发展的影响[J]. 大气科学, 2004, 28(6): 847-863. doi: 10.3878/j.issn.1006-9895.2004.06.05
YUAN Xian, TAN Zhe-Mei. Influence of Friction and Nonlinear on the Initial Baroclinic Perturbation Development[J]. Chinese Journal of Atmospheric Sciences, 2004, 28(6): 847-863. doi: 10.3878/j.issn.1006-9895.2004.06.05
Citation: YUAN Xian, TAN Zhe-Mei. Influence of Friction and Nonlinear on the Initial Baroclinic Perturbation Development[J]. Chinese Journal of Atmospheric Sciences, 2004, 28(6): 847-863. doi: 10.3878/j.issn.1006-9895.2004.06.05

摩擦和非线性对斜压初始扰动发展的影响

doi: 10.3878/j.issn.1006-9895.2004.06.05
基金项目: 国家自然科学基金资助项目40325014、40075010、40028504和高等学校优秀青年教师教学科研奖励计划TRAPOYT共同资助

Influence of Friction and Nonlinear on the Initial Baroclinic Perturbation Development

  • 摘要: 通过一个二维非线性斜压Eady波模式,讨论了斜压系统中初始扰动快速发展的动力学机制.由于斜压切变气流存在,其对扰动位涡的平流作用可引起初始扰动位涡的"位涡非屏蔽"(potential vorticity unshielding),导致线性系统初始扰动的快速增长.摩擦作用主要通过耗散局地扰动位涡,改变扰动位涡异常结构,特别是水平方向的位涡异常分布,从而减弱初始扰动位涡的"位涡非屏蔽"作用,抑制系统初始扰动动能的快速增长.非线性作用可以抑制较大振幅扰动的增长,同时引起扰动位涡异常丰富的垂直结构产生,导致初始扰动位涡的"位涡非屏蔽"的减弱,从而抑制初始扰动的快速增长.不同的初始扰动结构,可以产生不同的扰动位涡异常结构,相应存在不同的"位涡非屏蔽"作用,导致初始扰动的快速增长过程不同.位涡异常水平结构为"正负正"或"负正负"分布时,有利于初始扰动的快速增长,而上下层异号的扰动位涡异常在垂直方向间隔的距离越大,越有利于初始扰动的快速发展,这些结果进一步深化了对"位涡非屏蔽"的理解.
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