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正压大气环流中的曲面周期波和孤波
  • ISSN号:1000-3290
  • 期刊名称:《物理学报》
  • 时间:0
  • 分类:O353.2[理学—流体力学;理学—力学]
  • 作者机构:[1]上饶师范学院物理与电子系,上饶334001, [2]绍兴文理学院非线性科学研究所,绍兴312000, [3]电子科技大学中山学院电子与信息工程学院,中山528402
  • 相关基金:江西省自然科学基金(批准号:2009GZW0026,2012BAB202008)、国家自然科学基金(批准号:11465015,11365017,11305106,11305031)和江西省教育厅科技落地项目(批准号:KJLD13086)资助的课题.
中文摘要:

大尺度正压大气环流的波动特征对理解气候变化具有重要的意义,而非线性浅水波方程组是描述大尺度正压大气环流的原始控制方程。本文对线性方程的复变函数解,通过二次适当的移植,求得浅水波方程组的发展方程的扰动位势的实变函数解,该实变函数解析解由基流项和波动项两部分组成。其中基流由波数、波速、β效应、变形半径和时间的任意函数共同决定;波动项与β效应有关。分析表明,在大尺度正压大气环流中扰动位势存在曲面的周期波和孤波的现象,周期波与孤波相互调制而呈现不稳定性;当多个周期孤波同时出现时,则彼此独立传播;扰动位势波动项中的时间任意函数对曲面周期孤波的波幅有调制作用,可控制波的产生、发展和消失。所得结果对研究大气波动现象和气候变化具有一定的理论参考价值。

英文摘要:

The wave motion characteristic of large-scale barotropic atmospheric circulation, which can be described by the original nonlinear shallow water equations, is important for comprehending the climatic change. Employing the complex solution of linear equation, and transplanting it twice, the new analytic solution of disturbed height field of the nonlinear evolution equation is obtained which is constructed by the basic flow term and fluctuation term. The basic flow is codetermined by the wave number, wave velocity, β effect, radius of deformation and arbitrary function of time. The fluctuation term is related to β effect, and displays that in the disturbed height field there exist the periodic wave and solitary wave of curved face, which modulate each other and present instability;several periodic-solitary waves can propagate independently when they appear simultaneously;the arbitrary function of time in the fluctuation term has a modulation effect on the amplitude of periodic-solitary wave, and can control the occurrence, development and vanishing of wave. The results have a certain theoretical reference value for studying the atmospheric fluctuation phenomena and climatic change.

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期刊信息
  • 《物理学报》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国物理学会 中国科学院物理研究所
  • 主编:欧阳钟灿
  • 地址:北京603信箱(中国科学院物理研究所)
  • 邮编:100190
  • 邮箱:apsoffice@iphy.ac.cn
  • 电话:010-82649026
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-3290
  • 国内统一刊号:ISSN:11-1958/O4
  • 邮发代号:2-425
  • 获奖情况:
  • 1999年首届国家期刊奖,2000年中科院优秀期刊特等奖,2001年科技期刊最高方阵队双高期刊居中国期刊第12位
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国科学引文索引(扩展库),英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:49876