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切变基流中赤道Kelvin波及纬向对称扰动的稳定性

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本文使用赤道β平面下的热带大气Boussinesq近似方程组,分析了纬向切变基流中的赤道Kelvin波以及纬向对称扰动的稳定性.研究结果表明,在纬向基本气流只具有y方向水平切变的情况之下,基本气流在y方向的切变并不能导致Kelvin波发生不稳定,只能导致不同的纬度上对应于Kelvin波传播的相速度有所不同.扰动位势和扰动风速等物理量在y方向的分布特征与基本气流无关.在只考虑垂直切变基流时,要存在稳定的相对于平均基流向东传播的Kelvin波必须要满足Richardson数Ri＞2的条件.基本气流在垂直方向的切变也不能导致Kelvin波发生不稳定,只能导致Kelvin波的相速度发生Doppler频移效应.扰动位势以及扰动速度在y方向的分布特征与基本气流在垂直方向的切变有关.当风的垂直切变大于零时,对流层低层的扰动位势和扰动速度沿y轴的正反方向衰减较快;而当风的垂直切变小于零时,对流层高层的扰动位势和扰动速度沿y轴的正反方向衰减较快.对于沿纬圈方向的对称天气系统,只要风的垂直切变较大,满足Ri＜1时,低纬重力惯性内波一定会发生不稳定.而当基本气流的垂直切变较小(Ri＞1)时,本文则给出了该扰动发生不稳定的判据条件.只要风的水平切变足够大,大于某一临界值(该临界值与垂直波数m,β因子,静力稳定度N2以及Richardson数Ri有关),在赤道y-z平面上的重力惯性内波也会发生不稳定,从而引起这种沿x轴对称扰动的激发产生与发展.
THE STABILITY OF EQUATORIAL KELVIN WAVE AND ZONAL SYMMETRICAL DISTURBANCES IN SHEAR FLOW

沈新勇、何金海、苏银兰、周伟灿

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南京信息工程大学大气科学系,南京,210044

江苏省气象局,南京,210008

南京信息工程大学数学系,南京,210044

赤道β平面近似 切变基流 稳定性 Kelvin波 纬向对称扰动

江苏省自然科学基金国家重点基础研究发展计划(973计划)国家自然科学基金国家自然科学基金南京信息工程大学校科研和教改项目

BK20051412004CB4183019021101140275011QD05

2006

气象科学
江苏省气象学会

气象科学

CSTPCDCSCD北大核心
影响因子：0.925
ISSN：1009-0827
年,卷(期)：2006.26(6)
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