【摘要】：大氣的能量循環(huán)是大氣科學(xué)研究領(lǐng)域的一個(gè)重要分支,大氣能量守恒在海洋學(xué)和氣象學(xué)中已經(jīng)被廣泛應(yīng)用.在這篇論文中我們討論了兩類(lèi)正壓流體模式的方程組.首先我們討論旋轉(zhuǎn)淺水模式,推導(dǎo)出了具有地形效應(yīng)的控制方程,得到了該方程滿(mǎn)足大氣能量(動(dòng)能和勢(shì)能,不考慮水汽)守恒的結(jié)論,進(jìn)一步分析了地形效應(yīng)對(duì)大氣能量的轉(zhuǎn)換和分配的影響.然后我們基于正壓準(zhǔn)地轉(zhuǎn)大氣模式,研究了大氣能量受地形效應(yīng)的影響.起初,通過(guò)分析尺度法,將正壓方程組無(wú)量綱化,再者,確定一個(gè)合適的小參數(shù),利用攝動(dòng)展開(kāi)依次得到無(wú)量綱化的正壓方程組的零級(jí)和一級(jí)近似方程.從而獲悉了在地形效應(yīng)條件下的正壓準(zhǔn)地轉(zhuǎn)位渦方程.最終通過(guò)新得到的正壓準(zhǔn)地轉(zhuǎn)位渦方程推導(dǎo)了能量守恒這一結(jié)論.并進(jìn)一步站在能量角度闡釋了一列均勻西風(fēng)是如何受地形效應(yīng)影響的.
[Abstract]:Atmospheric energy cycle is an important branch of atmospheric science. Conservation of atmospheric energy has been widely used in oceanography and meteorology. In this paper, we discuss the equations of two kinds of barotropic fluid models. Firstly, we discuss the rotating shallow water model, derive the governing equation with topographic effect, and obtain the conclusion that the equation satisfies the conservation of atmospheric energy (kinetic energy and potential energy, regardless of water vapor). The influence of terrain effect on the conversion and distribution of atmospheric energy is further analyzed. Then, based on the barotropic quasi-geostrophic model, the effects of topography on the atmospheric energy are studied. At first, the barotropic equation system is dimensionless by analyzing the scale method. Furthermore, a suitable small parameter is determined and the zero-order and first-order approximate equations of the dimensionless barotropic equation system are obtained by means of perturbation expansion. Thus, the barotropic quasi-geostrophic vorticity equation under topographical effect is obtained. Finally, the conclusion of energy conservation is derived from the new barotropic quasi-geostrophic vorticity equation. Furthermore, from the point of view of energy, it explains how a series of uniform westerlies are affected by terrain effect.
【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】：2017
【分類(lèi)號(hào)】：O175

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2467764