大氣自由模與中高緯低頻振蕩.pdf

1、該文用變分法得到實(shí)際大氣自由模,并設(shè)計(jì)了一族解析自由模一理想大氣自由模,用標(biāo)準(zhǔn)模方法對(duì)實(shí)際大氣自由模與理想大氣自由模的穩(wěn)定性進(jìn)行了分析,得到:兩類自由模均是不穩(wěn)定的,且不穩(wěn)定自由模呈準(zhǔn)定?；虺书L(zhǎng)周期低頻變化,特別最快增長(zhǎng)自由模更趨于準(zhǔn)定常,具有很強(qiáng)的局地性.以兩類自由模分別作為強(qiáng)迫場(chǎng),初始場(chǎng)取1993年7月1日的500hPa流函數(shù)場(chǎng),然后應(yīng)用強(qiáng)迫耗散正壓渦度方程的全球譜模式積分300d,得到:(1)以1992年12月27-28日500h

2、Pa的實(shí)際大氣自由模作強(qiáng)迫場(chǎng)時(shí):α=γ=к≥0.02,強(qiáng)迫、耗散系數(shù)相等且足夠大時(shí),隨著時(shí)間演變,大氣總是接近自由模態(tài);強(qiáng)迫系數(shù)α=0.1,耗散系數(shù)γ=0.02時(shí),中高緯出現(xiàn)經(jīng)向型環(huán)流與緯向型環(huán)流相互轉(zhuǎn)換的局地性準(zhǔn)雙周振蕩;(2)以理想大氣自由模作強(qiáng)迫場(chǎng)時(shí),固定耗散系數(shù)γ=0.01,強(qiáng)迫系數(shù)0.0095≤α ≤0.011時(shí),中高緯出現(xiàn)了經(jīng)向型環(huán)流與緯向型環(huán)流之間相互轉(zhuǎn)換的準(zhǔn)雙周指數(shù)循環(huán),振蕩周期與強(qiáng)迫系數(shù)呈正相關(guān)關(guān)系.(3)以兩類自由模

3、分別作強(qiáng)迫場(chǎng)時(shí),當(dāng)耗散項(xiàng)不能抵消強(qiáng)迫項(xiàng)時(shí),最終模式大氣均會(huì)發(fā)生爆炸.以理想大氣自由模作初始場(chǎng),無(wú)強(qiáng)迫耗散項(xiàng)時(shí),隨時(shí)間演變,模式大氣會(huì)發(fā)生中高緯準(zhǔn)雙周低頻振蕩;以兩類自由模分別作初始場(chǎng),無(wú)強(qiáng)迫有耗散時(shí),隨時(shí)間演變,模式大氣都會(huì)出現(xiàn)系統(tǒng)西移,流函數(shù)值減小的現(xiàn)象.綜上所述,無(wú)論實(shí)際大氣自由模和理想大氣自由模作為強(qiáng)迫場(chǎng),在適當(dāng)?shù)膹?qiáng)迫耗散系數(shù)的范圍內(nèi),均能出現(xiàn)中高緯低指數(shù)經(jīng)向型環(huán)流與高指數(shù)緯向型環(huán)流之間相互轉(zhuǎn)換的準(zhǔn)雙周指數(shù)循環(huán).由此提出,中高緯低