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大气波型扰动连续谱的结构
2008年
采用数值方法计算了当基本气流有垂直线性切变、层结参数为常值时波型扰动的谱点和谱函数,并将数值计算的结果与理论分析作了对照和讨论。当三支波动连续谱区相互不重叠时该计算结果与理论分析完全一致,但当发生连续谱区重叠时则须采用谱函数重组的方法来得到连续谱的结构。重组的基本原则是在波谱重叠区对计算得到的谱函数作预处理后,再对频率相邻的谱点和谱函数进行滑动平均,并将该滑动平均后的结果作为重组后的谱点和谱函数。分析该重组后的谱函数可知,此时扰动结构呈现涡旋-重力惯性混合波的形式,出现了新波型。在连续谱三波重叠区域,该混合波的谱函数在对流层中层有涡旋波的临界层并体现了涡旋波的性质,在对流层的上、下层则分别有顺、逆传重力惯性波的临界层并体现了重力惯性波的性质。
张铭安洁
关键词:横波型扰动谱函数
波型扰动不稳定增长率的上界估计
2004年
波不稳定的半圆定理作了另一种描述 ,给出了不稳定增长率的上界 ,提高了原有的上界估计的精度 ,特别是对于中尺度扰动 ,给出的不稳定上界估计更精确。从理论上证明了这一上界与环境参数、波长和模式顶高的关系 ,并得到了下面的结论 :不稳定增长率的上界随着扰动尺度的减小而增大 ,但当环境参数给定后 ,不稳定增长率的上界不会随着扰动尺度的减小而无限度地增大 ,而是小于一个与波长无关的最大上界(即最大不稳定增长率 )。
赵焦枝张立凤
关键词:横波型扰动上界估计
不稳定波型扰动谱点分布的半圆定理被引量:5
2002年
作者在理论上对不稳定波型扰动的谱点分布作了分析,得到了该不稳定扰动谱点分布的半圆定理,即谱点分布在复平面上以原点为圆心 以R0为半径的下半圆域上;并发现扰动的波长越短、模式层顶越高、静力稳定度参数的绝对值越大、基流的垂直切变越大、纬度越高则该半径就越大。
张铭张立凤
关键词:横波型扰动数学模型斜压不稳定
斜压切变基流下波型扰动特征波动和谱点分布
张立凤张铭
关键词:横波型扰动
非线性垂直切变基流中波型扰动的不稳定被引量:1
2010年
通过数值计算扰动的波谱和谱函数,对垂直非线性切变基流中波型扰动的不稳定作了数值研究,给出了不稳定谱函数的结构,讨论了不稳定的性质。主要结论有:在基流为非线性垂直切变时,对三支波动连续谱区互不重叠的天气尺度情况,此时出现的不稳定扰动其性质是准地转涡旋波的不稳定,即Rossby波的斜压不稳定。在中α尺度中高端,虽有涡旋波和重力惯性波连续谱区的部分重叠,但这时不稳定的性质仍是涡旋波的不稳定,即准平衡的斜压不稳定。在中α尺度低端,既有准平衡涡旋波的不稳定,又有非平衡的涡旋-重力惯性混合波的不稳定(第一类混合波不稳定)。中β尺度不稳定的性质则是非平衡的涡旋-重力惯性混合波的不稳定,包括第一类混合波不稳定和第二类混合波不稳定。上述情况与线性垂直切变基流的结论相一致,但这里因基流垂直分布较复杂,垂直方向会出现散涡比以1为界的多段交替分布。综上,对于波型扰动,只要基流不是常数,且层结稳定,虽此时存在纯重力惯性波连续谱区,但均无纯重力惯性波的不稳定,只有涡旋-重力惯性混合波的不稳定。
安洁臧增亮张铭张方友
关键词:大气动力学谱函数涡旋
垂直切变基流中的非平衡不稳定被引量:3
2009年
采用计算波型扰动波谱和谱函数的方法,研究了当基本气流具有垂直线性切变、层结参数为常值时波型扰动的不稳定,给出了不稳定扰动的结构,讨论了不稳定的性质。发现:对于三支波动连续谱区互不重叠的天气尺度情况,若此时出现不稳定扰动,其性质属于纯涡旋波的准地转不稳定,与Eady模态类似,是Rossby波的斜压不稳定;在中α尺度中高端,其不稳定性质仍是纯涡旋波的不稳定,即准平衡的斜压不稳定;在中α尺度低端则出现了第一类混合波的非平衡不稳定,包括涡旋-逆传重力惯性混合波的不稳定和涡旋-顺传重力惯性混合波的不稳定,前者低层体现了涡旋波的特点,高层体现了重力惯性波的特点,后者反之;在中β尺度波段,若存在不稳定则均为非平衡的涡旋-重力惯性混合波不稳定,其包括第一类和第二类混合波的不稳定,后者低层体现重力惯性波的特点,中层体现涡旋波的特点,高层则又体现了重力惯性波的特点。
安洁张铭
关键词:横波型扰动谱函数
斜压切变基流中波型扰动的特征波动 Ⅱ:谱函数被引量:4
2001年
“斜压切变基流中波型扰动的特征波动 :谱点分布”一文中分析了斜压切变基流中波型扰动的谱点分布 ,这里又对其谱函数进行了分析讨论。结果表明 :当基流在垂直方向存在切变时 ,重力惯性波与涡旋波的谱函数在垂直方向上均可出现临界层 ,临界层的高度随频率σ而变化 ,即重力惯性波与涡旋波都存在连续谱 ,但涡旋波与重力惯性波连续谱的结构却不同 ;对天气尺度扰动 ,两支重力惯性波和 1支涡旋波的连续谱不重叠 ,此时每支波动仅有 1个临界层 ;而对次天气尺度的扰动 ,重力惯性波与涡旋波的连续谱区会发生重叠 ,在连续谱的重叠区 ,重力惯性波仍只有 1个临界层 ,但涡旋波则可以有 2个或 3个临界层。无论是涡旋波还是重力惯性波其连续谱的波包随时间都是衰减的 ,但涡旋波波包比重力惯性波波包衰减得慢。
张立凤张铭
关键词:连续谱谱函数横波型扰动重力惯性波
斜压切变基流中波型扰动的特征波动──Ⅰ:谱点分析被引量:15
1999年
文中对谱点的分布作了定性分析和数值计算。结果发现:当基流存在切变时,无论是重力惯性波还是涡旋波都存在连续谱。在通常的环境下,对天气尺度的扰动,3支波动的连续谱不重叠,3支波动明显可分;当扰动尺度小于临界波长l0时,可出现涡旋波和一支重力惯性波的两波连续谱区的重叠,当扰动尺度小于l0/2时,可出现涡旋波和一对重力惯性波的三波连续谱区的重叠,此时两种波动不可分。当出现重叠谱时,若出现不稳定扰动,其频率的实部落在重叠谱区。
张立凤张铭
关键词:离散谱横波型扰动
线性和非线性波型不稳定的数值研究被引量:11
1998年
本文应用一个准二维的非线性非静力数值模式研究了线性和非线性波型不稳定的中尺度模态的发展、演变和结构特征。结果表明:Richardson数对波型不稳定的发展和演变有影响。Ri数越小,不稳定增长越快,且增长率最大的波的波长就越短。非线性波型不稳定在其发展初期,可以用线性理论作很好的近似;随着不稳定的进一步发展,扰动增强,非线性作用增强,其扰动结构与线性情况相比发生了很大变化,扰动结构最后演变成以顺时针环流为主的结构。
张颖张铭
关键词:非线性横波中尺度

相关作者

张铭
作品数:195被引量:805H指数:17
供职机构:中国科学院大气物理研究所
研究主题:数值模拟 EOF分析 暴雨 谱函数 大气环流模式
张立凤
作品数:195被引量:686H指数:15
供职机构:解放军理工大学
研究主题:暴雨 暴雨预报 增长模繁殖法 数值模拟 集合预报试验
安洁
作品数:31被引量:83H指数:4
供职机构:空军装备研究院航空气象防化研究所
研究主题:暴雨过程 暴雨 谱函数 中尺度 云量
赵焦枝
作品数:1被引量:0H指数:0
供职机构:解放军理工大学气象学院
研究主题:横波型扰动 上界估计
张方友
作品数:3被引量:1H指数:1
供职机构:空军装备研究院航空气象防化研究所
研究主题:现代战争 大气动力学 横波型扰动 涡旋 谱函数