完整Coliolis力与缓变地形作用下的Rossby波

在正压流体中,从含有完整Coliolis力的地转位涡方程出发,采用时空伸长变化与摄动法,推导了切变纬向流中缓变地形下的Rossby波的振幅满足非齐次mKDV-Burgers方程.结果表明,Coriolis力的水平分量和地形随时间的缓慢变化会对Rossby波产生一定的影响;说明β效应、地形效应和切变基本流是诱导Rossby波产生的重要因素.     

完整Coriolis力作用下非线性ZK方程

在正压流体中,从完整Coriolis力作用下的准地转位涡方程出发,采用多时空尺度和摄动方法,导出Rossby波振幅演变满足带有地形和外源强迫的非线性(2+1)维的Zakharov-Kuznetsov方程.通过分析Rossby波振幅的演变,指出Coriolis力的水平分量、β效应、地形效应及外源是诱导(2+1)维Rossby波产生的重要因素.     

非线性(2+1)维Zakharov-Kuznetsov方程及其孤立波解

在正压流体中,利用摄动方法从描写既有Coriolis力垂直分量又含有水平分量的位涡方程出发,推导了近赤道非线性Rossby波振幅的演变所满足的非线性(2+1)维Zakharov-Kuznetsov(ZK)方程,并利用Jacobi椭圆函数展开法,求解了非线性Zakharov-Kuznetsov(ZK)方程的行波解及孤立波解.通过分析其方程的行波解及孤立波,表明Coriolis力的水平分量及β效应对Rossby波动产生一定的影响.     

带β项的非线性涡旋Rossby波的演变过程

利用多重尺度摄动法,推导出当考虑Rossby参数β作用时,非线性涡旋Rossby波的波包振幅的演化方程是非线性的Schrodinger方程．对受Rossby参数β影响的涡旋Rossby波的本征值问题进行分析,指出Rossby参数β对涡旋Rossby波传播的影响．     

完整Coriolis力作用下的Boussinesq方程及其孤立波解

从含有完整Coriolis力作用下的正压准地转位涡方程出发研究热带气候剪切流中的非线性Rossby波的振幅。首先,利用坐标伸缩变换法、摄动展开法,推导出Rossby波的振幅满足带有强迫项的Boussinesq方程;然后借助于Jacobi椭圆函数展开法,获得了Boussinesq方程的行波解以及类孤立波解;最后,应用Matlab数学软件,获得了孤立波解三维图形以及平面图形。从图形结果显示可以得出孤立波的振幅随各物理参数的变化规律。     

正压流体中具有beta效应的非线性Boussinesq方程及其多孤子解

本文主要考虑了具有beta效应的大尺度Rossby波控制方程的多孤子解。首先,从传统意义下的正压准地转位涡方程出发,利用多尺度分析法、坐标变换法、泰勒展开法以及分离变量法,推导出大尺度Rossby波的振幅满足带有beta效应的非线性Boussinesq方程。然后,基于这个方程通过适当的变量代换给出了模型方程的Hirota双形式,并利用Hirota双线性方法获得了非线性Boussinesq方程的1-孤子解、2-孤子解、3-孤子解及N-孤子解。基于模型方程得到推广的beta效应能诱导生成Rossby波,并分析孤子解的结果表明,随着非线性系数的增大,孤子解的振幅在逐渐变小。     

层结流体中缓变地形与耗散作用下的孤立Rossby波

在层结流体中,从带有热外源、缓变地形的下边界条件以及带有耗散的绝热准地转位涡度方程出发,利用小参数展开与时空伸长变换推导了具有热外源、β效应、耗散作用、缓变地形效应的Rossby孤立波方程,得到Rossby孤立波振幅的演变满足带有耗散、热外源与缓变地形的非齐次非线性(KdV-Burgers)方程的结论.     

赤道波动非线性相互作用解的研究

利用多重尺度摄动法。对低纬大气中Kelvin波和Rossby波的波包的演变进行了分析,得到两波的非线性相互作用方程为耦合的非线性复系数Landau方程组,并研究了该方程组的解的存在性．这不仅具有理论意义。而且具有重要的实用价值。     

微扰非线性薛定谔方程的孤子解

非线性薛定谔方程作为描述波包在弱非线性色散介质中传播的普遍方程。在光纤维中脉冲在皮秒范围内的传输可以用微扰非线性薛定谔方程来描述。文章采用实指数方法并借助Mathematica符号计算软件编程求其孤子解。     

地形及标量非线性作用下的Rossby孤立波机制研究

地形及标量非线性作用下的Rossby孤立波具有不同的演化机制，为理解及解释实际大气运动提供了一定的理论依据。首先，从具有球面效应下的地转平衡和浅水模型出发，利用尺度分析等手段得到了具有标量非线性项意义下的位势涡度守恒方程。其次，利用多重尺度及摄动展开法，推导了非线性Rossby孤立波振幅演变所满足的Gardner方程。通过定性分析及定量数值计算模拟了Rossby孤立波的生成、发展过程。揭示了地形、标量非线性在Rossby孤立波的激发和传播中有着重要作用。     

Beta效应和耗散影响的广义变系数KdV方程及其孤立波解

采用含有beta效应和耗散项的正压无量纲准地转位涡方程来研究热带大气剪切流中的非线性Rossby波的振幅.首先通过约化摄动法,推导出用广义变系数KdV方程可以描述Rossby波的振幅变化属性的结论;然后利用试探函数法,解出了广义变系数KdV方程在系数满足一定条件下的孤立波解,并且借助Matlab数学软件作图的辅助方式,对影响孤立波解的振幅、波宽和波速的因素做出了分析.结果显示,受广义变系数KdV方程中耗散项的影响Rossby波的振幅随时间以指数函数形式衰减.     

半地转近似下正压大气中的非线性波动

本文在半地转近似下讨论了正压模式大气中的非线性 Rossby 波.结果表明:这些非线性 Rossby 波可以是椭圆函数形式的波、孤立波或冲击波;产生这些波动的条件是由一个称之为“总能量”的物理量给出的,同时还敏感地依赖于相应量的初相值;文中还求出了一支没有线性近似对应的新频率的非线性波解,它纯粹是非线性效应的产物.     

地形强迫下的Rossby波和Pseudo—Rossby波

本文在半地转近似下,用相角函数和常微分方程相图分析的方法,讨论了地形强迫下非线性Rossby波方程中存在Rossby波和Pseudo-Rossby波解的坡陡条件和初始场扰动条件.     

旋转正压纬向流中的非线性Rossby波

本文利用多重尺度摄动方法,研究了非均匀纬向流中的非线性Ｒｏｓｓｂｙ波,发现了它的波包满足非线性Ｓｃｈｒｏｄｉｎｇｅｒ方程,并讨论了其弱非线性解和驻波存在的条件．     

旋转正压纬向流中的非线性Rooby波

本文利用多重尺度摄动方法，研究了非均匀纬向流中的非线性Ｒｏｓｓｂｙ波，发现了它的波包满足非线性 Ｓｃｈｒｏｄｉｎｇｅｒ方程，并讨论了其弱非线性解和驻波存在的条件。     

基本流对有完整Coriolis力和热源的超长波的影响

考虑带有基本流、热源影响和完整Coriolis力作用下的修正的Burger模式,采用行波解方法,利用泰勒级数展开,求出解析解,最后分析基本流和Coriolis的水平分量对有热源的超长波的影响.     

影响大气长波调整的因子分析

为了分析影响大气长波调整的因子,揭示长波调整的机制和规律,以β平面准地转正压位势涡度方程为数学模型,通过数值计算的方法,研究了非线性、初始场、基流和纬度对大气长波调整的影响,并分析了真实基流下的长波调整情况。结果发现:长波纬向调整的出现与基流在y方向的结构无关,但长波调整出现的时间与调整结果与基流切变有关,非线性作用是长波调整的重要机制之一。长波调整出现时间和调整方向与初始波动结构、基流的分布和波动所处在的纬度有关,非线性Rossby波一般向低波调整,初始纬向波数越大,调整出现的时间越早,切变基流也能加速长波调整的出现;非线性Rossby波所处的纬度越高,其纬向波数变化越早且变化趋势越稳定。     

大气波动不稳定与林区降水分布(Ⅰ)

<正>本文从描述大气运动的涡度方程出发,用参数展开法求得二维平面运动的波动解。指出在气流受到森林或林区山地的阻挡时,在林区中心线两侧,可以形成不同类型的水平气流切变,这种气流切变通过产生波动不稳定能量而造成了林区降水的特殊分布。当基本气流为西风气流时,平地林区中心线北侧降水量明显大于南侧;对于山地林区,这种因气流切变造成的波动不稳定能量使得偏北坡降水日数增多,甚至多于水气含量较充沛的偏南坡。用我国小兴安岭林区和长白山林区的降水资料分别作为平地和山地的代表,对上述理论结果作了验证,得出了令人满意的结果。     

地形强迫下的Rossby波和Pseudo—Rossby波

本文在半地转近似下，用相角函数和微分方程图分析的方法，讨论了地形强迫下非线性Rossby波方程中存在Rossby波和Rseudo-Rossby波解的坡徒条件和初始场扰动条件。     

正压大气中非均匀基流上的椭圆余弦波

从正压水平无辐散的原始方程出发,在基本气流存在切变的情况下,导出了β平面上的KdV方程,并具体讨论了基本气流的南北分布为抛物型时的椭圆余弦波解,所得结论与实际大气中急流北侧所表现出的大气环流特征相一致。