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中尺度斜交不稳定的波动性质及其数值模拟 被引量:4
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作者 沈新勇 倪允琪 +1 位作者 丁一汇 王珏 《气象学报》 CAS CSCD 北大核心 2007年第6期825-836,共12页
使用三维中小尺度扰动动力学方程组,讨论了一类与基本气流方向成任意夹角的纬向线状扰动的斜交不稳定问题,其主要分析结论如下:(1)在基本气流的切变为线性切变的情况下,可以发生斜交不稳定。但是发生斜交不稳定必须要求沿着线状扰动方... 使用三维中小尺度扰动动力学方程组,讨论了一类与基本气流方向成任意夹角的纬向线状扰动的斜交不稳定问题,其主要分析结论如下:(1)在基本气流的切变为线性切变的情况下,可以发生斜交不稳定。但是发生斜交不稳定必须要求沿着线状扰动方向的基本气流存在切变或者垂直于线状扰动方向的基本气流存在切变。此时,斜交不稳定的波动性质是重力惯性内波,而不存在涡旋Rossby波。(2)对于基本气流具有非线性二阶切变的情形,此时斜交型不稳定中的扰动除了包含重力惯性内波之外,还包含了涡旋Rossby波。对于本文所讨论的纬向线状扰动来说,涡旋Rossby波产生的物理根源是基本流场的经向风速V二次切变(β*=Vzz≠0),该涡旋Rossby波相对于基本气流V0是单向传播的。在中尺度斜交不稳定中,涡旋Rossby波的产生主要是由于在与线状扰动相垂直的方向上存在基本气流的二阶切变,而与线状扰动相平行的方向上基本气流是否存在二阶切变无关。(3)对于通常讨论的纬向线状扰动的情况,在基本流场的南北风速V存在二次切变(β*=Vzz≠0)时,即与线状扰动相垂直的方向上存在基本气流的二阶切变,则斜交不稳定有可能是混合的涡旋Rossby—重力惯性内波的不稳定。最后采用WRF模式,对2006年6月的一次福建闽江暴雨过程进行了数值模拟,部分验证了上述结论。通过分析6月6日13时降水区域平均的东西方向风速U随高度变化的曲线,发现在950—100 hPa的大气中,纬向风速U随高度的变化具有二次切变,在对流层低层以及高层附近纬向风速较小,而在对流层中层400 hPa附近的纬向风速则较大。在这种情况下,平均纬向风速随高度变化的二阶导数不为零,因此激发产生沿着纬向传播的涡旋Rossby波,这对于暴雨区域中β中尺度雨团的移动起到比较重要的作用。再分析6月5日23时和6月6日13时的850 hPa以及500hPa降水区域平均纬向风随南北方向的变化,发现在6月5日23时和6月6日13时的850 hPa层次上,都显示出平均纬向风速在南北方向具有二次切变;而在这两个时次的500 hPa层次上,平均纬向风速在南北方向不具有二次切变,只具有线性切变。说明在垂直方向上,对流层低层涡旋Rossby波容易被激发产生;而在对流层中层以上,由于不具备产生涡旋Rossby波的条件,因此不容易激发产生涡旋Rossby波,波动只是具有重力惯性内波的特征。 展开更多
关键词 斜交不稳定 涡旋ROSSBY波 波动性质 WRF模式 暴雨
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中尺度对称不稳定和横波不稳定的波动性质 被引量:5
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作者 沈新勇 倪允琪 丁一汇 《南京气象学院学报》 CSCD 北大核心 2006年第6期735-743,共9页
使用纬向线性以及非线性切变基流下中尺度扰动的Boussinesq近似方程组,讨论了两种典型的中尺度扰动发生对称不稳定或者横波不稳定时,其不稳定的一些特征以及扰动的波动性质。研究结果表明:(1)对于扰动的等位相面平行于基本气流方向的对... 使用纬向线性以及非线性切变基流下中尺度扰动的Boussinesq近似方程组,讨论了两种典型的中尺度扰动发生对称不稳定或者横波不稳定时,其不稳定的一些特征以及扰动的波动性质。研究结果表明:(1)对于扰动的等位相面平行于基本气流方向的对称性扰动来说,对称不稳定的波动实质是沿着与基本气流方向相垂直的方向传播的重力惯性内波的不稳定。基流二次切变对于中尺度对称扰动来说是一个不稳定因子,并且驱动不稳定的中尺度对称扰动在南北方向传播;(2)对于扰动的等位相面垂直于基本气流方向的横波性扰动来说,在基本气流为常数或者只具有线性切变的情况下,此时根本不存在涡旋Rossby波,横波不稳定的波动实质则是沿着基本气流方向双向传播的重力惯性内波的不稳定。如果考虑基本流场的风速存在二次切变或者非线性切变时,此时就会产生一支新的波动(涡旋Rossby波),涡旋Rossby波相对于基本气流-U0是单向传播的,涡旋Rossby波产生的物理根源是基本流场的风速-U二次切变(β*=-Uzz≠0),此时横波型不稳定可能是混合的涡旋Rossby———重力波的不稳定。实际大气中,涡旋Rossby波对于中-β尺度对流云核、暴雨团等天气系统的发生、发展和演变的物理机制具有极其重要的意义。 展开更多
关键词 对称不稳定 横波不稳定 波动性质 涡旋ROSSBY波
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Dynamic response law about gravity retaining wall to seismic characteristics and earth fill properties 被引量:1
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作者 林于廉 刘涌江 李家杰 《Journal of Central South University》 SCIE EI CAS 2012年第3期657-663,共7页
In order to find the dynamic response laws of retaining walls affected by certain earthquake loads,the influence of the seismic wave characteristics and sub-grade fill parameters(including the foundation surface slope... In order to find the dynamic response laws of retaining walls affected by certain earthquake loads,the influence of the seismic wave characteristics and sub-grade fill parameters(including the foundation surface slope) were focused on,and a series of tests were performed.The results show that the maximum stress of the retaining wall decreases as internal friction angle,foundation slope,filled soil cohesion and the biggest dynamic elastic modulus increase,while it increases with the seismic frequency and seismic input peak dropping.The addition value of dynamics earth pressure increases when seismic frequency and seismic input peak are reduced,while it decreases when the filled soil cohesion and internal friction angle rise.Meanwhile,dynamic elastic modulus and foundation slope have no obvious influences on addition value of dynamics earth pressure.The slope will be instable if the seismic input peak exceeds 0.5g and be disruptive if seismic frequency is larger than 2.5 Hz.The mid-lower parts of retaining walls are in most heavy and obvious response to these factors,which reveals the mechanism of "belly burst" in retaining wall that appears commonly in practical projects. 展开更多
关键词 retaining wall earthquake characteristics earth fill dynamic response
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