大氣中的基本波動(dòng).

1、第五章第五章 大氣中的基本波動(dòng)大氣中的基本波動(dòng)1 波動(dòng)的基本概念波動(dòng)的基本概念2 群速度，波的頻散效應(yīng)群速度，波的頻散效應(yīng)3微擾法與方程組的線性化微擾法與方程組的線性化4大氣聲波大氣聲波5重力外波和重力內(nèi)波重力外波和重力內(nèi)波6慣性振蕩與慣性波慣性振蕩與慣性波7水平無輻散的水平無輻散的Rossby 波波重點(diǎn)：波參數(shù)，微擾法，重點(diǎn)：波參數(shù)，微擾法， 重力波和羅斯貝波，相速度和重力波和羅斯貝波，相速度和群速度。群速度。 波動(dòng)波動(dòng)是大氣中運(yùn)動(dòng)的基本形式。波動(dòng)是大氣中運(yùn)動(dòng)的基本形式。 從波動(dòng)的角度去看，從波動(dòng)的角度去看，大氣中各種尺度的運(yùn)動(dòng)及伴有的天氣演變，都是大氣中各種尺度的運(yùn)動(dòng)及伴有的天氣演變，都是

2、在一定的大氣波動(dòng)作用下產(chǎn)生的。在一定的大氣波動(dòng)作用下產(chǎn)生的。 小尺度運(yùn)動(dòng)及其伴有的天小尺度運(yùn)動(dòng)及其伴有的天氣氣 重力波重力波中尺度運(yùn)動(dòng)及伴有的中尺度運(yùn)動(dòng)及伴有的天氣天氣 慣性重力波慣性重力波 大氣中的大尺度運(yùn)動(dòng)及大氣中的大尺度運(yùn)動(dòng)及其伴有的天氣其伴有的天氣 Rossby波波1 波動(dòng)的基本概念波動(dòng)的基本概念1.波動(dòng)的表示方法波動(dòng)的表示方法定義：大氣中的運(yùn)動(dòng)可看成是各種不同頻率和不同振幅定義：大氣中的運(yùn)動(dòng)可看成是各種不同頻率和不同振幅的簡(jiǎn)諧波的疊加。的簡(jiǎn)諧波的疊加。自然界中常有一些物體在它們的平衡位置附近往返運(yùn)自然界中常有一些物體在它們的平衡位置附近往返運(yùn)動(dòng)，即為振動(dòng)。最簡(jiǎn)單、最基本的振動(dòng)形式是簡(jiǎn)

3、諧振動(dòng)，即為振動(dòng)。最簡(jiǎn)單、最基本的振動(dòng)形式是簡(jiǎn)諧振動(dòng)動(dòng)(周期性周期性) ,簡(jiǎn)諧振動(dòng)在空間的傳播即為簡(jiǎn)諧波。簡(jiǎn)諧振動(dòng)在空間的傳播即為簡(jiǎn)諧波。1)波動(dòng)定義波動(dòng)定義現(xiàn)以在彈性繩索上傳播的一維簡(jiǎn)諧橫波為例，分析波動(dòng)傳播過程的物理實(shí)質(zhì)。L0t4Tt 2Tt Tt43Tt Tt451 2 3 4 5 6 7 8 9101112131415161718橫橫 波波波動(dòng)分析過程波動(dòng)分析過程yCx波動(dòng)曲線波動(dòng)曲線結(jié)論結(jié)論(1) 波的傳播過程應(yīng)是波的傳播過程應(yīng)是波源振動(dòng)狀態(tài)波源振動(dòng)狀態(tài)即即相位相位的的傳播過程傳播過程.(2) 振源得以持續(xù)振動(dòng)是外界不斷饋入能量所振源得以持續(xù)振動(dòng)是外界不斷饋入能量所致致, ,因而波動(dòng)

4、也是因而波動(dòng)也是能量的傳播過程能量的傳播過程. .(3) (3) 質(zhì)點(diǎn)并未質(zhì)點(diǎn)并未“隨波逐流隨波逐流” ” , , 各質(zhì)點(diǎn)僅在自身平各質(zhì)點(diǎn)僅在自身平衡位置附近作同頻率、同方向的振動(dòng)，只是各衡位置附近作同頻率、同方向的振動(dòng)，只是各質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)相位隨波到達(dá)的先后而沿波的傳播質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)相位隨波到達(dá)的先后而沿波的傳播方向依次落后，方向依次落后，因而波動(dòng)是各質(zhì)點(diǎn)保持一定相因而波動(dòng)是各質(zhì)點(diǎn)保持一定相位聯(lián)系的集體振動(dòng)。位聯(lián)系的集體振動(dòng)。2) 2) 描寫波動(dòng)過程的物理量描寫波動(dòng)過程的物理量同一波線上相鄰兩個(gè)相位差為同一波線上相鄰兩個(gè)相位差為 2 2 的質(zhì)點(diǎn)的質(zhì)點(diǎn)之間的之間的距離距離；即；即波源作一次完全振動(dòng)，波

5、前進(jìn)的距離。波源作一次完全振動(dòng)，波前進(jìn)的距離。波前進(jìn)一個(gè)波長(zhǎng)距離所需的時(shí)間。波前進(jìn)一個(gè)波長(zhǎng)距離所需的時(shí)間。周期表征了周期表征了波的時(shí)間周期性。波的時(shí)間周期性。Tf1振動(dòng)狀態(tài)在媒質(zhì)中的傳播速度。振動(dòng)狀態(tài)在媒質(zhì)中的傳播速度。波速與波長(zhǎng)、周波速與波長(zhǎng)、周期和頻率的關(guān)系為期和頻率的關(guān)系為fLTLc單位時(shí)間內(nèi)，波前進(jìn)距離中完整波的數(shù)目。單位時(shí)間內(nèi)，波前進(jìn)距離中完整波的數(shù)目。頻率頻率與周期的關(guān)系為與周期的關(guān)系為波長(zhǎng)反映了波的空間周期性。波長(zhǎng)反映了波的空間周期性。波長(zhǎng)（波長(zhǎng)（L）:頻率（頻率（f）:周期（周期（T):波速波速(C):園頻率（園頻率（ ）：）：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)位相角變化了多少個(gè)2 波數(shù)（波數(shù)（k）：

6、）：2 距離內(nèi)所含波長(zhǎng)為L(zhǎng)的波的數(shù)目。xOyCtyOA一維簡(jiǎn)諧波可表示為：一維簡(jiǎn)諧波可表示為：)cos(0tkxAyt對(duì)某一固定時(shí)刻，表對(duì)某一固定時(shí)刻，表達(dá)式給出的是該時(shí)刻達(dá)式給出的是該時(shí)刻波的廓線。波的廓線。對(duì)于固定點(diǎn)，表達(dá)式表對(duì)于固定點(diǎn)，表達(dá)式表示點(diǎn)在作簡(jiǎn)諧振動(dòng)。示點(diǎn)在作簡(jiǎn)諧振動(dòng)。Lk222Tf 一平面簡(jiǎn)諧波沿一平面簡(jiǎn)諧波沿x軸正方向傳播，已知其波函數(shù)為軸正方向傳播，已知其波函數(shù)為m )10. 050(cos04. 0 xty)250210. 0(2cos04. 0txym 04. 0As 04.0502Tm 2010. 02Lm/s 500TLCa. 比較法比較法(與標(biāo)準(zhǔn)形式比較）與標(biāo)準(zhǔn)

7、形式比較）標(biāo)準(zhǔn)形式標(biāo)準(zhǔn)形式波函數(shù)為波函數(shù)為比較可得比較可得例例解解(1) 波的振幅、波長(zhǎng)、周期及波速；波的振幅、波長(zhǎng)、周期及波速； (2) 質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的最大速度。質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的最大速度。求求(1)cos(0tkxAy2)10. 050()10. 050(12xtxts 04. 012ttT2)10. 050()10. 050(21xtxtm 2012xxL)10. 050()10. 050(1122xtxtm/s 5001212ttxxc)10. 050(sin5004. 0 xttyvm/s max28. 65004. 0vb.b.分析法（由各量物理意義，分析相位關(guān)系）分析法（由各量物理意義，分析

8、相位關(guān)系）m .yA040max振幅振幅波長(zhǎng)波長(zhǎng)周期周期波速波速(2)c根據(jù)根據(jù)Fourier 迭加原理，大氣中所有運(yùn)動(dòng)迭加原理，大氣中所有運(yùn)動(dòng)=不同頻率、不不同頻率、不同振幅的簡(jiǎn)諧波的迭加。同振幅的簡(jiǎn)諧波的迭加。3.傅立葉原理，簡(jiǎn)諧波的復(fù)數(shù)表示傅立葉原理，簡(jiǎn)諧波的復(fù)數(shù)表示1）1）傅立葉原理）傅立葉原理注意：如果只想得到定性的結(jié)果，分析一個(gè)典型的注意：如果只想得到定性的結(jié)果，分析一個(gè)典型的諧波分量即可。諧波分量即可。2）簡(jiǎn)諧波的復(fù)數(shù)表示）簡(jiǎn)諧波的復(fù)數(shù)表示歐拉公式：歐拉公式：ei =cos +isin )(ReRe),(00)()(復(fù)振幅AeQQeAetxqitkxitkxi可推廣到三維，實(shí)際應(yīng)

9、可推廣到三維，實(shí)際應(yīng)用時(shí)常略去符號(hào)用時(shí)常略去符號(hào)“Re”。4）波動(dòng)的分類）波動(dòng)的分類橫波：振動(dòng)方向與波傳播方向垂直的波。橫波：振動(dòng)方向與波傳播方向垂直的波。縱波：振動(dòng)方向與波傳播方向一致的。縱波：振動(dòng)方向與波傳播方向一致的。水平橫波水平橫波垂直橫波垂直橫波2單波（單色波，單純波）：具有一定振幅、一定頻率和單波（單色波，單純波）：具有一定振幅、一定頻率和一定波長(zhǎng)，在時(shí)間和空間都是無限的波動(dòng)。一定波長(zhǎng)，在時(shí)間和空間都是無限的波動(dòng)。2 群速度，波的頻散效應(yīng)群速度，波的頻散效應(yīng) 群波：由各種單色波疊加而成的波動(dòng)。疊加結(jié)果：若振群波：由各種單色波疊加而成的波動(dòng)。疊加結(jié)果：若振幅加強(qiáng)，則相互增長(zhǎng)；若振幅減

10、弱，則相互抵消。所以，幅加強(qiáng)，則相互增長(zhǎng)；若振幅減弱，則相互抵消。所以，群波的振幅隨時(shí)間和空間改變。群波群波的振幅隨時(shí)間和空間改變。群波混合波?；旌喜ā?.群波定義群波定義1My Pictures群速度.gif 群波是兩種波動(dòng)的乘積：群波是兩種波動(dòng)的乘積： 其一是高頻載波，其波數(shù)、圓頻率與各單諧其一是高頻載波，其波數(shù)、圓頻率與各單諧波的相近波的相近 其二是低頻調(diào)制波動(dòng)，其波數(shù)、圓頻率遠(yuǎn)小其二是低頻調(diào)制波動(dòng)，其波數(shù)、圓頻率遠(yuǎn)小于各單諧波的。它是高頻載波的于各單諧波的。它是高頻載波的“范圍線范圍線”，該該“范圍線范圍線”也稱為包絡(luò)線或波包也稱為包絡(luò)線或波包 波包是高頻載波最大振幅點(diǎn)的連線波包是高頻

11、載波最大振幅點(diǎn)的連線 波群中等振幅點(diǎn)的移速稱為群速度波群中等振幅點(diǎn)的移速稱為群速度-Cg，即波包的移速，振幅的傳播速度即波包的移速，振幅的傳播速度-表示群表示群波的能量的傳播速度波的能量的傳播速度波包是載波最大振幅點(diǎn)的連線，波包的移速為Cg稱為群速度。2.群速度與波的頻散群速度與波的頻散dkdckcdkkcddkddtdxCAg)()(常數(shù)若相速度若相速度c與波數(shù)與波數(shù)k無關(guān)，也就是無關(guān)，也就是dCdk0，則，則Cgc，它，它表示波的能量隨高頻載波一起移動(dòng)，因而能量不頻散表示波的能量隨高頻載波一起移動(dòng)，因而能量不頻散稱稱為非頻散波。為非頻散波。如果相速度如果相速度c與波數(shù)與波數(shù)k有關(guān)，則波群能

12、量的傳播速度就與有關(guān)，則波群能量的傳播速度就與高頻載波的不一致，此現(xiàn)象稱為頻散（色散）。這種波高頻載波的不一致，此現(xiàn)象稱為頻散（色散）。這種波群，稱為頻散（色散）波。群，稱為頻散（色散）波。3 微擾法與方程組的線性化微擾法與方程組的線性化微擾法是將非線性方程進(jìn)行線性化的一種有效方法。特微擾法是將非線性方程進(jìn)行線性化的一種有效方法。特別適合于用來定性分析大氣運(yùn)動(dòng)的某些基本性質(zhì)。別適合于用來定性分析大氣運(yùn)動(dòng)的某些基本性質(zhì)。1.基本假定基本假定1）將各種因變量分成兩部分，一部分為運(yùn)動(dòng)的基）將各種因變量分成兩部分，一部分為運(yùn)動(dòng)的基本狀態(tài)，通常與時(shí)間本狀態(tài)，通常與時(shí)間t 和經(jīng)度（和經(jīng)度（x）無關(guān)；另一部

13、）無關(guān)；另一部分是擾動(dòng)部分，它表示各變量相對(duì)與基本狀態(tài)的分是擾動(dòng)部分，它表示各變量相對(duì)與基本狀態(tài)的偏差。偏差。2）基本量也要滿足原來的方程組和邊界條件。）基本量也要滿足原來的方程組和邊界條件。3）擾動(dòng)量（或擾動(dòng)量的微商）的二次乘積項(xiàng)可以）擾動(dòng)量（或擾動(dòng)量的微商）的二次乘積項(xiàng)可以在方程組中忽略（線性化的具體體現(xiàn)）。在方程組中忽略（線性化的具體體現(xiàn)）。2.基本方程組的線性化基本方程組的線性化x xp p1 1f fv vz zu uw wy yu uv vx xu uu u t tu u例：對(duì)局地直角坐標(biāo)系無摩擦的水平運(yùn)動(dòng)方程進(jìn)行線性化。例：對(duì)局地直角坐標(biāo)系無摩擦的水平運(yùn)動(dòng)方程進(jìn)行線性化。pppw

14、wvvuuu）一階小量向軸對(duì)稱環(huán)流，擾動(dòng)為假定基本運(yùn)動(dòng)狀態(tài)為緯1)1 (1)(1 1112x xp p1 1f fv vz zu uw wy yu uv vx xu uu u t tu ux xp p x xp p x xp p 1 1x xp p1 1f fv v z zu u w w z zu uw w y yu u v v y yu uv v x xu u u u x xu uu ux xu uu ux xu uu ut tu u t tu u2 22 2 2）基本量滿足原方程，平均緯向氣流為常數(shù)）基本量滿足原方程，平均緯向氣流為常數(shù)0 0, ,x xp p常常數(shù)數(shù)，u u3）略去二階小

15、量）略去二階小量x xp p1 1v vf fx xu uu u t tu u得得到到3.標(biāo)準(zhǔn)波型法在研究大氣中基本波動(dòng)時(shí)在研究大氣中基本波動(dòng)時(shí)1）先將方程組線性化，得到相應(yīng)的擾動(dòng)方程組）先將方程組線性化，得到相應(yīng)的擾動(dòng)方程組;2)將擾動(dòng)方程組的形式解代入；將擾動(dòng)方程組的形式解代入；3)根據(jù)齊次邊界條件確定頻率方程，從而確根據(jù)齊次邊界條件確定頻率方程，從而確定相速方程。定相速方程。數(shù)學(xué)上是線性偏微分方程的邊值問題，數(shù)學(xué)上是線性偏微分方程的邊值問題，即本征值問題。即本征值問題。4 大氣聲波大氣聲波vpCCppzwyvxu tzwyvxuzwyvxu tgzpxwu twu fypu fxvu t

16、vxpv fxuu tu其中10lnln0111假定：假定：1）初始靜止空氣）初始靜止空氣 2)不考慮科氏力不考慮科氏力3)僅考慮沿僅考慮沿x方向方向傳播。傳播。1.頻率方程頻率方程pp txu txp tu1001一維聲波的圓頻率和波速一維聲波的圓頻率和波速smRTCCCCkvpss/330c 0222cu ,快速，高頻率快速，高頻率;雙向（傳播）波雙向（傳播）波;縱波縱波;非頻散波。非頻散波。天氣變化屬于低頻率變化，除個(gè)別特殊情況，天氣變化屬于低頻率變化，除個(gè)別特殊情況，一般情況下聲波對(duì)天氣變化無影響。一般情況下聲波對(duì)天氣變化無影響。2.性質(zhì)性質(zhì)02tCtpS波動(dòng)解3.聲波產(chǎn)生的物理機(jī)制聲

17、波產(chǎn)生的物理機(jī)制（水平）聲波產(chǎn)生的內(nèi)部條件（內(nèi)因）是：空氣的可（水平）聲波產(chǎn)生的內(nèi)部條件（內(nèi)因）是：空氣的可壓縮性及空氣運(yùn)動(dòng)所伴隨的水平輻合輻散壓縮性及空氣運(yùn)動(dòng)所伴隨的水平輻合輻散(交替變化交替變化)。外部條件（外因）：外部壓縮引起的氣壓和密度的擾外部條件（外因）：外部壓縮引起的氣壓和密度的擾動(dòng)。動(dòng)。 01xu txp tu02tCtpS4.4.濾去聲波的物理?xiàng)l件濾去聲波的物理?xiàng)l件 1)1)假定大氣是不可壓縮的。假定大氣是不可壓縮的。2)假定大氣運(yùn)動(dòng)是水平無輻散的（或準(zhǔn)地轉(zhuǎn)的假定大氣運(yùn)動(dòng)是水平無輻散的（或準(zhǔn)地轉(zhuǎn)的)，則可排除聲波在水平方向的傳播。則可排除聲波在水平方向的傳播。3)假定大氣在垂直

18、方向處于靜力平衡，即滿足假定大氣在垂直方向處于靜力平衡，即滿足準(zhǔn)靜力條件準(zhǔn)靜力條件 ，則可排除聲波在垂直方向的傳，則可排除聲波在垂直方向的傳播。播。4）假定大氣是非彈性的。5 5重力外波和重力內(nèi)波重力外波和重力內(nèi)波1.重力外波重力外波1）頻率方程）頻率方程0)()()()(yvxuhhyvxutyhgfuvyvxutxhgfvuyvxut對(duì)于描寫有自由面對(duì)于描寫有自由面h的正壓大氣方程組為：的正壓大氣方程組為：RTgHcgh其中yvxucvu fxutyfuvxutxfvuxut0200)()()()(線性線性化化假定：假定：1）垂直方向滿足靜力平衡（排除垂直方向聲波）垂直方向滿足靜力平衡（排

19、除垂直方向聲波）2)不考慮科氏力不考慮科氏力3)擾動(dòng)與擾動(dòng)與Y無關(guān)無關(guān)4)初始靜止大氣初始靜止大氣推導(dǎo)推導(dǎo)222022xuCtu重力外波的圓頻率和波速非頻散波smgHCCk/280c 0020222)性質(zhì)性質(zhì)cu 快速，高頻率快速，高頻率;雙向（傳播）波雙向（傳播）波; 垂垂直橫波直橫波;非頻散波。非頻散波。天氣變化屬于低頻率變化，除個(gè)別特殊天氣變化屬于低頻率變化，除個(gè)別特殊情況，一般情況下對(duì)天氣變化無重大影響。情況，一般情況下對(duì)天氣變化無重大影響。3) 3) 形成機(jī)制形成機(jī)制重力外波產(chǎn)生的內(nèi)因：重力與水平運(yùn)動(dòng)的輻合、輻散性。外因：邊界面的垂直擾動(dòng)。020 xuctxutABC4)濾波條件濾波

20、條件a) 固定上下邊界；固定上下邊界；b)假定大氣是水平無輻散的；假定大氣是水平無輻散的；c)假定大氣運(yùn)動(dòng)是水平的；假定大氣運(yùn)動(dòng)是水平的；d)假定大氣運(yùn)動(dòng)是準(zhǔn)地轉(zhuǎn)的。假定大氣運(yùn)動(dòng)是準(zhǔn)地轉(zhuǎn)的。2.重力內(nèi)波重力內(nèi)波滿足不可壓縮的二維重力內(nèi)波方程)(ln 0)(22222222222dTgzgNNwxNzxt稱為浮力頻率其中重力內(nèi)波的圓頻率頻散波 22222nkNk1)波速公式smccxz/22 222 2nkKznxkKKNnknc，KNkcKKkNKczxK2) 重力內(nèi)波的性質(zhì)主要是垂直橫波，雙向傳播波，但在垂直方向也呈現(xiàn)主要是垂直橫波，雙向傳播波，但在垂直方向也呈現(xiàn)波動(dòng)狀。波動(dòng)狀。中速波，頻散

21、波。中速波，頻散波。重力內(nèi)波與中，小尺度天氣系統(tǒng)關(guān)系密切。重力內(nèi)波與中，小尺度天氣系統(tǒng)關(guān)系密切。實(shí)例：對(duì)流云、波狀云、飛機(jī)顛簸（間接感覺）。實(shí)例：對(duì)流云、波狀云、飛機(jī)顛簸（間接感覺）。重力內(nèi)波3)產(chǎn)生機(jī)制產(chǎn)生機(jī)制ABC4)濾去重力內(nèi)波的物理?xiàng)l件濾去重力內(nèi)波的物理?xiàng)l件a)限定運(yùn)動(dòng)僅在水平面內(nèi)限定運(yùn)動(dòng)僅在水平面內(nèi);b)水平無輻散的或準(zhǔn)地轉(zhuǎn)近似水平無輻散的或準(zhǔn)地轉(zhuǎn)近似;c)中性層結(jié)。中性層結(jié)。6 慣性振蕩與慣性波慣性振蕩與慣性波 所謂所謂慣性波慣性波就是原先處于靜止?fàn)顟B(tài)的空氣擾動(dòng)、偏離就是原先處于靜止?fàn)顟B(tài)的空氣擾動(dòng)、偏離平衡位置后，在科氏力的作用下形成的波動(dòng)，因?yàn)樗l(fā)平衡位置后，在科氏力的作用下形成

22、的波動(dòng)，因?yàn)樗l(fā)生在大氣內(nèi)部且不受外界條件的影響，所以又稱為慣性生在大氣內(nèi)部且不受外界條件的影響，所以又稱為慣性內(nèi)波。內(nèi)波。主要是水平橫波主要是水平橫波 。假定： =0，擾動(dòng)與y無關(guān)。連續(xù)性方程中采用齊次邊條件中性層結(jié)u0t慣性內(nèi)波222 2nkKz nx kKKfnc，KfknkcKKnfKczxK二維慣性內(nèi)波方程二維慣性內(nèi)波方程0)(222222222wzfzxt慣性內(nèi)波的圓頻率慣性內(nèi)波的圓頻率頻散波頻散波 22222nkfn1)慣性內(nèi)波的波速smccxz/2 2)2)慣性內(nèi)慣性內(nèi)波形成機(jī)制波形成機(jī)制(與重力內(nèi)波與重力內(nèi)波相似相似)3)濾去慣性波的物理?xiàng)l件濾去慣性波的物理?xiàng)l件a)不計(jì)柯氏力

23、的影響不計(jì)柯氏力的影響;b)假定大氣是水平無輻散的或用準(zhǔn)地轉(zhuǎn)近似。假定大氣是水平無輻散的或用準(zhǔn)地轉(zhuǎn)近似。7 RossbyRossby波波由天氣圖上看，在對(duì)流層中上由天氣圖上看，在對(duì)流層中上層，氣壓場(chǎng)或溫度場(chǎng)經(jīng)常層，氣壓場(chǎng)或溫度場(chǎng)經(jīng)常呈現(xiàn)波狀，北半球有呈現(xiàn)波狀，北半球有3 35 5個(gè)波，其移動(dòng)速度接近風(fēng)個(gè)波，其移動(dòng)速度接近風(fēng)速，這種波動(dòng)稱為大氣長(zhǎng)速，這種波動(dòng)稱為大氣長(zhǎng)波。波。它是由于氣流有南北向的擾動(dòng)，在它是由于氣流有南北向的擾動(dòng)，在 Rossby 參數(shù)的參數(shù)的作用形成波動(dòng)，也稱作用形成波動(dòng)，也稱Rossby波。波。屬于水平橫波。屬于水平橫波。滿足水平無輻散的二滿足水平無輻散的二維維Rossby

24、波方程波方程222242 )( )( 2lkKz lx kKKulklc，KukcKKkuKkKcyxK0)(2xxut22lkkku1.波速公式波速公式Rossby波的波速Rossby 波的圓頻波的圓頻率率頻散波頻散波smucx/) 4 . 0( 假定擾動(dòng)與假定擾動(dòng)與y無關(guān)，得到著名的無關(guān)，得到著名的Rossby長(zhǎng)波公式：長(zhǎng)波公式：22 kuKukcx2kuCgRossby波單向傳播，是頻散波。波單向傳播，是頻散波。Lk2將代入，可求出臨界波長(zhǎng)Ls6000公里L(fēng) 0,波東移；L =Ls時(shí)，C=0,波靜止；L Ls時(shí)，C0,波西移；2)Rossby波產(chǎn)生的物理機(jī)制波產(chǎn)生的物理機(jī)制xy) 0(0O) 0(2B) 0(3C) 0(4D0f1f2f)0(1A產(chǎn)生大氣長(zhǎng)波的物理機(jī)制，乃是擾動(dòng)產(chǎn)生大氣長(zhǎng)波的物理機(jī)制，乃是擾動(dòng)在地轉(zhuǎn)渦度隨緯度變化的作用下的傳在地轉(zhuǎn)渦度隨緯度