層結(jié)流體中在熱外源和β效應(yīng)地形效應(yīng)作用下的非線性Rossby孤立波
本文選題:Rossby波 + 熱外源; 參考:《內(nèi)蒙古大學(xué)》2016年碩士論文
【摘要】:Rossby波存在于大尺度的流體中,因此它在大氣和海洋的運(yùn)動(dòng)研究中是非常重要的.我們通過理論和觀察,獲得了Rossby波最基本的特征和性質(zhì),它滿足準(zhǔn)地轉(zhuǎn)近似和靜態(tài)平衡.在層結(jié)流體中,前人研究了均勻大氣中的長(zhǎng)波并且得到了KdV方程,但是這個(gè)是限定于切變速度要比基本平均緯向流小很多的.這里β近似采用f=f0+β(y)y代替一般的f=f0+β_0y(β_0是一個(gè)常數(shù)),用非線性函數(shù)β(y)替代了β近似中的常數(shù)β_0.特別是在中高緯地區(qū),這樣更能保證大氣和海洋中描述運(yùn)動(dòng)的精確性.Helfrich口Pedlosky通過構(gòu)造緯向流在時(shí)間尺度方面的關(guān)聯(lián)性,獲得了方程的強(qiáng)迫項(xiàng),這種強(qiáng)迫是由地形和外源引起的.這里我們?nèi)∫粋(gè)基本切變流,其中Vaisala-Brunt頻率N和z變量有關(guān).對(duì)于層結(jié)流體而言,從帶有地形、熱外源耗散的下邊界條件以及帶有熱外源的準(zhǔn)地轉(zhuǎn)位渦方程開始,使用小參數(shù)展開方法和多尺度時(shí)空伸長(zhǎng)變換推導(dǎo)出了具有熱外源、β效應(yīng)和地形效應(yīng)的強(qiáng)迫Rossby孤立波方程,得到孤立Rossby振幅滿足的帶有地形與熱外源的非齊次非線性的Schr(?)dinger 方程.通過分析Rossby孤立波振幅的變化,指出了熱外源、p效應(yīng)和地形效應(yīng)都是誘導(dǎo)Rossby孤立波產(chǎn)生的重要因素,給出了切變基本流下地形、熱外源和層結(jié)流體中Rossby的相互作用.
[Abstract]:Rossby waves exist in large scale fluids, so they are very important in the study of atmospheric and oceanic motion. The basic characteristics and properties of Rossby waves are obtained by means of theory and observation, which satisfy the quasi-geostrophic approximation and static equilibrium. In stratified fluid, long waves in homogeneous atmosphere are studied and KdV equation is obtained, but the shear velocity is much smaller than the basic average zonal current. In this case, the 尾 approximation is replaced by f=f0 尾 tiao y instead of the ordinary f=f0 尾 tit _ 0 (尾 _ 0 is a constant, and the nonlinear function 尾 _ (y) is used to replace the constant 尾 _ S _ 0 in the 尾 -approximation. Especially in the middle and high latitudes, the accuracy of describing motion in atmosphere and ocean. Helfrich mouth Pedlosky obtains the forced term of the equation by constructing the correlation of zonal current in time scale, which is caused by topography and exogenous factors. Here we take a basic shear flow where the Vaisala-Brunt frequency N and z variables are related. For stratified fluids, we start with the lower boundary conditions with topography, the dissipation of heat source and the quasi geostrophic vortex equation with heat source. The forced Rossby solitary wave equations with thermal, 尾 and topographic effects are derived by using the method of small parameter expansion and multiscale space-time elongation transformation. The nonhomogeneous nonlinear Schr(?)dinger equations with topographic and thermal exogenous are obtained, which satisfy the isolated Rossby amplitudes. By analyzing the amplitude variation of Rossby solitary wave, it is pointed out that both thermal and topographic effects are important factors in inducing Rossby solitary wave, and the interaction between thermal source and Rossby in stratified fluid under the basic shear flow is given.
【學(xué)位授予單位】:內(nèi)蒙古大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2016
【分類號(hào)】:O175.29
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,本文編號(hào):1976563
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