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有关沿岸山地俘获波的研究

卢姁  黄伟健  张铭  
【摘要】:在采用线性化的浅水方程组并假设地形坡度沿山脉走向不变的情况下,本文通过摄动方法对具有底面地形坡度的沿岸山地俘获波,即存在地形坡度的Kelvin波进行了研究。为简单,文中假设地形坡度仅在垂直于山脉走向的方向有改变,选取了不同的底面地形作了个例分析,并对结果进行了比较,得到以下主要结论:当底面地形缓变时,可用摄动法得到沿岸山地俘获波的结构,此时零级近似为经典Kelvin波解,一级近似体现了Rossby变形半径内的底面地形对经典Kelvin波解的修正;直至一级近似,沿岸山地俘获波仍是非频散的。在沿岸处当底面地形坡度平缓,地形高度也不大时,沿岸山地俘获波表现为Kelvin波结构,此时扰动位势高度最大值出现在沿岸;而当底面地形坡度陡峭时,其表现为修正Kelvin波结构,此时扰动位势高度最大值偏离沿岸,在沿岸则扰动位势高度相对为低值,而在沿岸外侧则有位势高度的高值。在沿岸底面地形高度越高,地形坡度越大,扰动位势高度廓线的变化就越剧烈。本文不仅求得了具有底面坡度地形的沿岸山地俘获波(Kelvin波)的相速和结构,还选取不同的底面地形作了个例分析,并对结果进行了比较。本文的研究不但有助于对实际沿海山地俘获波的研究,具有一定理论意义,而且对天气预报也有参考价值。

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