中緯度大氣環(huán)流中的一些低頻模態(tài),如北美太平洋型(PNA)、北大西洋濤動(NAO)、北極濤動(AO)、南極濤動(AAO)(以冬季尤為顯著),是引起中緯度地區(qū)短期氣候變化的主要原因；然而產(chǎn)生這些低頻模態(tài)的動力機制至今還不清楚。近年來,大量的研究表明渦旋對于低頻模態(tài)的維持起到了至關(guān)重要的影響。渦旋強迫對于低頻氣流具有正反饋效應,觀測資料和模式結(jié)果診斷都證明了兩者的相互作用。但是,由于渦旋與低頻氣流相互作用的非線性特征,其動力及物理機制至今仍是當今中緯度大氣動力學中的重點、難點問題。 本文從簡化的非線性大氣環(huán)流模式(AGCM)出發(fā),采用小振幅的行星擾動,通過孿生試驗的方法,討論了大氣環(huán)狀模低頻模態(tài)產(chǎn)生的動力機制。在基本氣流斜壓性維持(或不維持)的背景下,即有(無)強迫作用過程的前提下,數(shù)值試驗結(jié)果都表明渦旋強迫對大氣低頻氣流具有正反饋作用,渦流相互作用在環(huán)狀模產(chǎn)生和維持的過程中起到了至關(guān)重要的影響；同時研究結(jié)果揭示了實際大氣環(huán)狀模態(tài)垂直正壓結(jié)構(gòu)及經(jīng)向偶極子結(jié)構(gòu)特征的根本原因。在數(shù)值試驗的基礎(chǔ)上,更進一步應用大氣低頻不穩(wěn)定理論針對環(huán)狀模產(chǎn)生的動力機制進行了解釋。主要結(jié)論如下： (1)在無強...

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【學位級別】：博士

【部分圖文】：

圖2.2潤旋的形狀和傾斜對動量通量的影響，當x，y軸的正負軸對稱時，圓形或著不傾斜的禍旋不輸送動量通量(a-e)

態(tài)在經(jīng)向上呈現(xiàn)曉曉板的變化特征。如圖2.1所示，南北半球環(huán)狀模在經(jīng)向上是以偶極(正/負）或者三級（負/正/負）的分布為主，其振幅在靠近極地偏大而在赤道附近偏小，垂直方向上表現(xiàn)為準正壓的結(jié)構(gòu)。根據(jù)定義方法的不同，我們又將其稱為遙相關(guān)模態(tài)。在當前的診斷分析研究中，著重以位勢高度場、溫....

圖3.2增長模繁殖法Breeding方法示意圖

潤流相互作用的線性假設(shè)頻氣流與潤旋強迫兩者的相互關(guān)系十分密切，很多學者（Hoskins1983;ons;Hoskins1980;Thomcroftetal.2006;Watanabe2009)討論了經(jīng)向切變氣流對動的影響，研究結(jié)果表明經(jīng)向切變氣流的振幅對瞬變波活....

圖3.3最不穩(wěn)定模態(tài)(地面氣壓，單位1hPa.數(shù)值間隔0.3)

式積分100天后得到的最不穩(wěn)定模態(tài)如圖3.3所示，其空間為均勾分布的6波結(jié)構(gòu)。'v/* /y*0y;1y /A^■ jT,???wsMHmm職《f^sa f ?一^丨一^！ I丨IClJ6hour …....100days6hour圖3.2增長模繁殖....

圖3.6斜壓禍旋的生命史演變

值為1nvs—i。圖3.6顯示了控制試驗中特定時刻（第7、9、12、14.5天）背景場潤旋的演變，其主要特征如下：1)330K等熵面的位勢禍度（PV)反映了水平波動的分布，圖3.6(a-d)顯示了PV從初始時刻的諱向均勾氣流向非均勻諱向氣流演變，從第9天開始氣流的諱向非....

本文編號：4045722